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地中热利用普及的展望

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摘要:地中热利用普及的展望
地中热利用是利用地下浅层部分持有的地下热。地下浅层热包括温泉、地下水、通风孔(风洞)等。现介绍地中热利用中的地中热热泵的建筑物供冷供暖。

热泵就像泵把水从下抽上来那样,将热从低温往高温转移的装置。冷藏库或空调机也是考虑热泵的领域,空调机是空气热源热泵,利用外气,温热的房屋,也可制冷。

地中热热泵是从地下吸收热或将地中热放出的设备,不管热是来自大气或是地中,其工作原理和空调机一样。地中热利用热泵有地中热交换型、地下水利用型、地表水利用型等。

各国地中热利用热泵系统普及状况如下:

日本目前基本没有普及,中国正在急速发展中,欧美在70年代后期开始研究开发和投入市场,石油危机后的一段时间发展较快,其后经历停滞期,90年代以后正式开始普及,瑞典近几年发展惊人。

美国:在1990年已普及近20万台,1990-2000年的10年间增加20万台,2000-2005年再增加20万台,5年间增加1.5倍。美国地中热泵中心之一是俄克拉何马大学的美国土埌•大地热热泵协会,在地中热实验大楼迠筑物开始接受石油资本的援助,成为地中热利用热泵系统技术人员培训中心。布什大总统的能源政策是以风力、太阳、生物质、地热作为可再生的替代能源,要扩大使用范围,因此,政府有资金投入。现地中热热泵系统已被美国社会认识,实施产官学的合作开发。布什大总统的得克萨斯白宫的克劳福特牧场也准备引入地热热泵系统。

瑞士:是世界第四位地中热利用热泵大国。除美国外,仅次于瑞典。苏黎世工业大学的Lybach教授讲述了瑞士地中热热泵普及技术要因和经济要因。技术因素有以下5个:①适宜的气候条件;②垂直的地中热系统适合于个人需要;③可在迠筑物附近选择设置场地;④仅限于小型机组,不需再补充热;⑤有削减温室效应气体排出的效果。八个经济因素:①没有石油、天然气等运输方面的危险和成本;②不存在地下水的保存问题;③必须处理的土地小;④机械室比现有小;⑤运行费便宜;⑥接受从电力公司的补助金和返还;⑦是不排出CO2的供暖;⑧CO2排出税将进入国会视野。在80年代以该教授为中心的研究小组研究开发了垂直埋设型系统,对普及发已寄予极大的希望。瑞士热泵普及协会和厂商协会也办起了产官学联合开发。2006年10月在千叶召开的可再生能源国际大会的地热特别讨论会上,该教授谈到地中热利用热泵的普及促进关键是知识的普及和增加实施例。并明确说明瑞士普及地中热利用热泵系统设置费可减半。现在标准住宅系统成本是240万日元左右。

日本目前正在积极面向促进普及。日本地热利用促进会认为促进日本地中热利用的导入必须考虑以下10个项目:①重新评价法令法规;在新能源特别措施法中明确地中热的位置;②扩大市场;③环境技术的证实;④地中热利用系统的监控;⑤电力正常化技术,在公共设施(学校、宫厅房舍等)引入系统,进行实证试验;⑥扩大和公开成果,呼吁环境性优而且有吸引力的系统作为引入目标;⑦促进工具的基础配备,作为社会的基本迠设项目,配备地温梯度图,地中热模拟软件等,在Web上广泛公开。在美国和瑞士的实施例没有考虑地下水动态,但日本为冲积平原,在地下较浅部有丰富地下水,对地中热利用热泵的效率有非常大的影响,因此,这些基础数据在普及中是不可缺少的;⑧扩大地下水和迠筑物基础桩的利用,这不仅仅是有利于地中热交换而且有利于地下水的有效利用。

为了扩大建筑物基础桩适用性的情报交流,要重新进行助成制度的评价;⑨规格、基准是国家和业界团体,客户和施工公司,设计公司等均认可的方针、基准和规格;⑩电费制度。构架蓄热系统可以利用的深夜电力优惠制度等的电费菜单,迠设和具体工作。

在技术标准化方面,必须考虑与机械和设置工程有关的以下5项目:①冷风装置的标准化;②配管类标准化;③控掘标准化;④热源水循环标准化。在机械、方法标准化方面,要以提高可靠性、降低成本为目标;⑤确立配管技术人员的认定制度,以确保系统的安全性、稳定性。必须考虑美国IGSHPA那样的认定制度。

在机械设备开发方面必须考虑:①冷风装置的高效率化;②标准件的高效率化;③热源水循环高效率化。这是通过空气热源热泵的採用,促进高效率设备的继续开发和採用顶端快速处理动轮(高级叶轮)方式,达到对环境问题作贡献的目标。

美国和瑞士普及地中热利用热泵要点如下:①美国的地中热热泵普及促进是社会工程的应用墙面;②在90年代初制定地中热热泵系统战略;③其背后存在石油资本;④以石油资本为背景,有通过国会活动的政治作用;⑤推进普及促进时,可得到联结产官学的社会工程学的设想人才。

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