李廷芥:地源热泵发展建筑节能

———访东莞市建设科技促进中心副主任李廷芥教授

东莞市建设科技促进中心副主任李廷芥教授

·图文／本报记者　陈果·

    随着经济的快速发展，东莞市能源供应和经济发展的矛盾已十分突出。节约能源、提高能源利用效率已成为东莞市的当务之急，作为其中的一个重要方面，建筑节能尤为重要，潜力巨大。

    东莞市建设科技促进中心承担的《东莞市建筑节能对策研究》课题，针对东莞实际进行了大量研究，课题的研究成果达到国内领先水平（该课题研究的基本情况和重大意义本报曾作过相关报道）。近日，本报记者又对该课题组负责人东莞市建设科技促进中心副主任李廷芥教授进行了专访，请他介绍他们的研究成果的具体内容和对策，希望他们的研究对整个广东乃至整个夏热冬暖地区的建筑节能技术研究有一个借鉴作用。

    绿色能源新技术应用于建筑节能，可实现良好的经济效益和环境效益。《东莞市建筑节能对策研究》课题组结合东莞市气候、地质、资源情况对地源热泵技术在东莞应用的可行性进行了探讨。研究提出，采用地源热泵技术的空调系统与传统空调相比，具有节能、环保、运行费用低、运行稳定、维护简单等优点。地源热泵技术主要包括水源热泵系统和土壤源热泵系统两大部分，该课题组负责人东莞市建设科技促进中心副主任李廷芥教授针对两种系统在东莞的使用范围以及优缺点进行了分析。

具备使用水源热泵系统条件

    据介绍，东莞地区地下水和地表水都很丰富，具备使用水源热泵的条件。最近几年地下水源热泵系统在我国得到迅速发展，大部分工程运行效果良好。但地下水源热泵系统对地下水资源要求较高，需要有丰富且稳定的地下水资源作为先决条件，在采用此系统之前需要详细调查水文地质条件、地下水深度、水质、水温、水量等数据。

    李教授告诉记者，合理设计的地表水源热泵系统也可实现显著的节能效果。东莞地表水资源丰富，具有得天独厚的资源优势。东莞市主要河流有东江、石马河、寒溪水，市境96％属东江流域。地表水源热泵系统一般采用闭式外循环换热器，避免直接抽取地表水而需要采用的水过滤和处理设备。东莞湖区多，可进行充分利用，对于附近没有地表水的建筑区，可适当设计人工湖，引河水或湖水，一方面可以美化小区环境，另一方面可以作为热泵的热源。对于附近有人防工程、地下洞室等地下可利用空间的的区域，经论证后，地下空间内的循环水亦可作为热泵的热源。总之，在东莞地区，要充分利用地表水丰富的优势，大力推广地表水水源热泵系统，地表水源热泵系统不仅能取得良好的节能效果，且能大范围应用，不会浪费和污染地下水，对生态干扰小，与此同时还可美化环境，建设舒适安康的生活环境。

土壤源热泵系统是热泵发展方向

    李教授接着谈到，东莞地区，平原地区的第四系地层厚度在10~30m之间，以砂土、粘土、以及亚粘土为主，隔热条件较好，是较好的隔热层，下伏基岩以碎屑红层为主，且地层内含水量较大，基岩导热性能好，土层导热性能取决于土中水的含量，具备蓄热蓄冷的条件，具备土壤源热泵应用条件。东莞地区属于夏热冬暖地区，空调制冷时间从4~11月，冬夏两季向地下输送热量不平衡，一定程度上造成地源热泵效率降低。在东莞应用土壤源热泵时，应着重注意地下热源长期运用状况下热平衡的研究，考虑地层中热传递速度与热泵负荷的平衡关系，以便确定钻孔间距和钻孔深度等参数。当前土源热泵以其适应性强、高效、洁净、环保等优点，成为当前国内外热泵界研究的热点，也是以后热泵发展的一个方向。目前国外的设计施工技术已经成熟，国内开展此方面的工作较晚，设计施工资料不多，是当前这个技术停滞不前的主要原因。

    李教授总结到，地下水源热泵适用于地下水丰富，地质条件较好，回灌较易的地区；地表水源热泵是靠近河流、湖泊地区的首选形式，有条件的情况下可以利用已有的地下洞室；土壤源热泵环保效果较好，不需要回灌地下水，节能效果也较好，适用范围也最广，土层中的水份含量对其效率有直接影响，完整岩层地区最为适用。