推广地源热泵须勘查先行

推广地源热泵须勘查先行
信息来源：中国建设报 发布时间：2010-2-2


　　“十年前，地源热泵还是一个相当新鲜的事物，不要说普通百姓，即便是专业人士对这个领域也是知之甚少。当时，我们在北京开发一个地源热泵技术应用项目，刚刚开始打井就被城管执法队以破坏地下水资源为由封了现场。后来，还是通过北京市环保局大气处向时任北京市主管城建工作的副市长汪光焘进行了专项汇报，汪光焘对项目的积极意义给予了肯定，这才最终能够把项目进行下去。”时隔十年，谈到这段往事，中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心副主任冉伟彦还是颇有感慨，“地源热泵这10年来，无论是技术的发展还是人们认知度的提高，都有了质的飞跃。我国地源热泵的应用面积增长之快令国外同行们也都是羡慕不已！”
重视地质勘查
　　尽管地源热泵发展速度如此之快令人欣喜，但冉伟彦仍然对目前行业内存在的不经勘察就直接上马项目的现象表示担忧。地源热泵取热具有特殊性，它的热源隐蔽，所以要想充分合理地利用地热，就必须了解地质和含水层结构，否则不仅会对系统的运行造成影响，达不到节能效果，甚至会对地下水和地层造成破坏。所以，冉伟彦在采访中反复强调，“要想获得具有实践意义的理论指导，就必须重视地质勘查。通过勘查获得地质情况的一手数据，以此判断该地区是否适合应用地源热泵，以及适合应用哪一种类型的地源热泵”。
　　冉伟彦以北京为例，给记者讲述了一个真实的故事。在北京市有一家规模不小的从事地源热泵项目的企业。企业设立之初在驻地附近的海淀区做了一些试点工程，节能效果非常理想，于是该公司开始大胆地承接项目，还提出了“把××地源热泵推向全国”的口号。然而，口号刚刚提出不久，该企业承接的地源热泵项目就遭遇了“滑铁卢”。
　　原因何在？冉伟彦解释，这正是由于不注重地质勘探，不了解当地地质情况就盲目施工所造成的后果。“一个地区的水文地质情况直接影响着在该地区应用地源热泵的节能效果，比如地层颗粒的粗细就影响每口井出水量的多少。地下换热需要体积，换热体积越大，单井效率就越高。北京市地域面积广阔，各个区县的情况也各不相同。海淀区地层颗粒粗，地源热泵应用效果就好些，而位于东部的通州等区县地层的颗粒比较细，含水层薄，长期回灌有困难。这也就是他们‘败走麦城’的原因。”“用我们的专业知识开展地质勘查，确定地源热泵应用的适宜区，这是地质工作者义不容辞的责任。”冉伟彦表示。
实现可持续开发
　　对一个城市进行浅层地温能勘查、为地区编制相应供暖规划，不仅仅是为了确定该地区是否适宜应用地源热泵，还可以由此确定这一地区的地层究竟有多大的热承载能力，也就是说，一个地区在一定的范围内和一定的时间段内究竟可以提供多少热量。冉伟彦将此形象地形容为“一个地区每年能让你‘拿走’多少热”。他认为，只有掌握了这些基础数据，才能实现一个地区地温资源的可持续开发。
　　冉伟彦告诉记者，一个地区能够应用多少面积的地源热泵，要看地质状况而定。只有通过对该地区现有项目的长期观测，才能知道一个区域在一定时间段内从地下获取多少热量，地层尚可以实现自我恢复。在冉伟彦看来，只有长期跟踪监测得到了切实证据，证明不会给地层造成“超载”，才能进行项目的推广。这样才是科学合理开发地热、实现未来的持续开采，而不是竭泽而渔式的过度消耗。
冬夏热平衡并不致命
　　当然，尊重地层的“承载力”并不是提倡教条的“冬夏平衡”理论。目前在地源热泵领域有这样一种说法——冬夏不平衡对于推广地源热泵是致命的问题。对此，冉伟彦持不同的看法。他告诉记者，持这种观点的人实际上是忽略了开放的大地有一个重要能力：热补给能力。在绝大部分地区，地下水并不是静止的，它会顺着地层的坡度流动，在流动的同时必然会将多余的冷或热带走。而这些带走的能量流入广袤的大地，对大地的影响基本上是可以忽略不计的。国内外有很多地源热泵系统冬夏季用热不平衡的事例，多年来它们一直在稳定运行就可以证明这一点。因此，冉伟彦提出：“冬夏平衡”不是所有地源热泵系统的致命问题，只有在局部地区——不具有含水层或地下水不流动，并且是采用埋管式地源热泵才对此有特殊的要求。当然，他也提醒，在充分认识到大地补给能力的同时，仍然是要考虑其承载能力，不能对地层造成破坏，或者给地下水下游地区造成影响。
　　而针对不具有含水层或地下水不流动的地层，冉伟彦也提出了自己的设想，那就是考虑通过其他方式来实现冷热的大致平衡。如果冬天需要的热量不够，可以通过采用太阳能跨季节向地下储热共同提供采暖所需热量；如果夏季储存的热量过多，也可以考虑在冬季用闭式冷却塔把岩土中的余热散到空气中。今后，冉伟彦会通过更多的实验来论证这些想法的可行性，最终实现“冷热存放自如”与“自然恢复和人工调蓄并行”。