地源熱泵是一種利用地?zé)崮軐⒌叵碌臒崃颗c冷量傳輸?shù)降厣线M(jìn)行供暖與制冷，再?gòu)牡厣蠈⒍嘤嗟睦淞亢蜔崃總鬏數(shù)降叵卤３制胶獾难b置。其包含兩個(gè)主要載體，一是地，二是熱泵，前者強(qiáng)調(diào)其能源來(lái)源，后者則是其使用方式，歸根結(jié)底是一種“空調(diào)”。地源熱泵要獲得長(zhǎng)足發(fā)展還要克服冷熱負(fù)荷平衡、地下水資源的污染等問(wèn)題，這有賴于科學(xué)的方案論證。
    地源熱泵清潔且高效 長(zhǎng)足發(fā)展還需克服諸多不足
　　未來(lái)的戰(zhàn)略能源當(dāng)中，除了人們耳熟能詳?shù)乃?、核能、太?yáng)能、風(fēng)能、海洋能等，還有一種逐漸被了解的新能源——地?zé)崮?。地?zé)崮芤云渚薮蟮膬?chǔ)量、廣泛的分布、穩(wěn)定的屬性、清潔高效的利用，逐漸在能源市場(chǎng)中嶄露頭角，日益走入人們生活與生產(chǎn)中。
　　地源熱泵利用的是賦存最廣泛的淺層地?zé)崮埽壳笆堑責(zé)衢_(kāi)發(fā)中最熱門的利用項(xiàng)目。
　　地源熱泵，包含兩個(gè)主要載體，一是地，二是熱泵，前者強(qiáng)調(diào)其能源來(lái)源，后者則是其使用方式，歸根結(jié)底是一種“空調(diào)”。
　　“將地下的熱量與冷量傳輸?shù)降厣线M(jìn)行供暖與制冷，再?gòu)牡厣蠈⒍嘤嗟睦淞亢蜔崃總鬏數(shù)降叵卤３制胶?，看起?lái)只是一個(gè)傳輸?shù)倪^(guò)程，實(shí)際上為人們提供了溫暖與涼爽，同時(shí)又不必?fù)?dān)憂帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題，清潔高效的同時(shí)，利用的是可再生能源?！敝袊?guó)科學(xué)院院士汪集旸介紹。
　　“地源熱泵要獲得長(zhǎng)足發(fā)展還要克服冷熱負(fù)荷平衡、地下水資源的污染等問(wèn)題，這有賴于科學(xué)的方案論證?！鄙綎|建筑大學(xué)熱能工程學(xué)院院長(zhǎng)、地源熱泵研究所副所長(zhǎng)刁乃仁說(shuō)。
　　遍地開(kāi)花
　　2014年2月，時(shí)任國(guó)家能源局局長(zhǎng)吳新雄在河北雄縣召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，宣布整個(gè)雄縣地區(qū)已經(jīng)不用燒煤、石油和天然氣，完全依靠地?zé)崽峁├洹崮茉?。而之前能夠完全依賴地?zé)崮艿牡貐^(qū)只有冰島的首都雷克雅未克。
　　小洋口地區(qū)最近打出一口92度的熱水井，水量在3000立方米左右，有望成為下一個(gè)“雄縣”。汪集旸大力提倡打造“小洋口”模式，解決冬天供暖、夏天制冷的問(wèn)題。
　　“記得小時(shí)候在老家讀書，冬天又濕又冷，沒(méi)有暖氣，耳朵上、手上都生凍瘡，只能靠燒炭來(lái)取暖?！蓖艏瘯D回憶說(shuō)，燒煤炭既浪費(fèi)能源又污染環(huán)境。
　　“雖然小洋口發(fā)現(xiàn)的熱水井水量不大，但也能解決當(dāng)?shù)氐娜∨瘑?wèn)題。就像廣東豐順地區(qū)建立的我國(guó)第一個(gè)地?zé)岚l(fā)電站，雖然裝機(jī)容量只有300千瓦，但是一直到現(xiàn)在都運(yùn)行良好，當(dāng)時(shí)的確解決了當(dāng)?shù)氐碾娏?wèn)題?！蓖艏瘯D介紹說(shuō)。
　　在現(xiàn)場(chǎng)考察小洋口時(shí)，汪集旸為其作了一個(gè)整體規(guī)劃，從中低溫發(fā)電開(kāi)始，一直到供暖、制冷、綜合利用、溫泉療養(yǎng)……
　　天津的地源熱泵同樣出色，天津17萬(wàn)平方米的無(wú)障礙埋管區(qū)域，使用地源熱泵和水源熱泵，冬天供熱、夏天供冷，總建筑面積達(dá)90萬(wàn)平方米。
　　我國(guó)擁有全球最大的建筑市場(chǎng)，比美國(guó)、歐洲的建筑市場(chǎng)都大。若現(xiàn)有建筑面積的5%，新增建筑面積的40%能采用地源熱泵供熱，則供熱面積可達(dá)到32.5億平方米。潛在的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1萬(wàn)億元之多?！斑@個(gè)蛋糕還希望有更多人來(lái)分享?！蓖艏瘯D說(shuō)。
　　制約仍存
　　“地源熱泵作為北方地區(qū)采暖方式之一，的確應(yīng)該引起足夠的重視，尤其是目前面臨著新農(nóng)村建設(shè)和城區(qū)周邊的農(nóng)村改造、農(nóng)村住宅小區(qū)建設(shè)進(jìn)一步的推進(jìn)。因此，有效解決好地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量，建設(shè)長(zhǎng)期高效穩(wěn)定運(yùn)行的地源熱泵系統(tǒng)是未來(lái)地源熱泵的一個(gè)發(fā)展方向。”刁乃仁在2015第七屆地源熱泵行業(yè)高層論壇上指出。
　　但從地源熱泵的制約因素來(lái)看，在建筑容積率較高的場(chǎng)合受限、冷熱負(fù)荷的平衡問(wèn)題一直存在。另一方面，地埋管地下熱泵對(duì)地下水的擾動(dòng)與污染不可小覷?！叭绻@孔穿過(guò)不同地下水層，可能會(huì)引起地下水水質(zhì)的串流甚至污染，回灌不密集，地表水的滲透也會(huì)對(duì)地下水帶來(lái)污染以及地下溫度場(chǎng)的擾動(dòng)?！钡竽巳式榻B說(shuō)。
　　他認(rèn)為，應(yīng)該對(duì)中大型系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)給予足夠重視，同時(shí)地表水污水源、海水源熱泵還應(yīng)該考慮初投資和運(yùn)行費(fèi)用、效率問(wèn)題?！翱傊推肺荒茉蠢檬怯写鷥r(jià)的，要消耗高品位的電能，污水或者海水熱回收所需要的能量搬運(yùn)機(jī)同樣耗電。壓縮比小，冷端與熱端溫差小，這樣效率才會(huì)提高?！?BR>　　在較大項(xiàng)目的建設(shè)上，如果方案設(shè)計(jì)成單一制熱或者單一制冷也是不科學(xué)的。此外，復(fù)合變化大、使用周期短的項(xiàng)目設(shè)計(jì)同樣不合理?！叭绻w育場(chǎng)館或影劇院所也采用復(fù)合的地埋管熱泵系統(tǒng)，復(fù)合強(qiáng)度過(guò)大而造成使用時(shí)間縮短，方案顯然不合理?！钡竽巳收J(rèn)為，由于土地面積受限，規(guī)劃系統(tǒng)規(guī)模不宜過(guò)大。
　　如果地源熱泵的設(shè)計(jì)不科學(xué)、施工質(zhì)量差、對(duì)水資源產(chǎn)生負(fù)面影響甚至某種程度的威脅，這樣比較起來(lái)，節(jié)能效益變差，社會(huì)綜合效益無(wú)法體現(xiàn)。
　　找準(zhǔn)對(duì)策
　　針對(duì)以上問(wèn)題，刁乃仁認(rèn)為，應(yīng)該謹(jǐn)慎選擇項(xiàng)目、選擇宜用的項(xiàng)目、做好設(shè)計(jì)與施工，才是質(zhì)量的保證。
　　先進(jìn)應(yīng)該體現(xiàn)在適宜和高效，而不是高頻，基礎(chǔ)方案一定要采用適宜技術(shù)。“設(shè)計(jì)合理的方案可提高生產(chǎn)力，與硬件設(shè)備結(jié)合，兩手都要硬，這樣充分深入的方案論證，精心仔細(xì)的設(shè)計(jì)才是好項(xiàng)目的基礎(chǔ)?！钡竽巳收f(shuō)。
　　另外，地?zé)豳Y源的前期勘探也非常重要，尤其對(duì)地下巖層的掌握和地下水資源分布的了解非常必要。
　　“地?zé)峥辈旄饕氖墙鉀Q資源性條件，所以對(duì)大型系統(tǒng)來(lái)說(shuō)能否長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，要靠資源性條件和系統(tǒng)性條件綜合分析評(píng)判。”刁乃仁說(shuō)。
　　資源性條件有地質(zhì)條件、氣象條件、換熱強(qiáng)度條件；系統(tǒng)性條件包括建筑物冷熱負(fù)荷強(qiáng)度以及冷熱負(fù)荷是否平衡、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，這就牽扯到地埋管換熱器的設(shè)計(jì)，同時(shí)也要考慮地?zé)釗Q熱器的體形系數(shù)。
　　國(guó)家能源局新能源和可再生能源司規(guī)劃，“十三五”新增加地?zé)峁┡娣e將達(dá)到9.5億平方米，其中地源熱泵新增7億平方米，常規(guī)地?zé)峁┡黾?.5億平方米，連同“十二五”的5億平方米，至2020年可實(shí)現(xiàn)全國(guó)地?zé)峁┡娣e14.5億平方米。
　　“‘十三五’新增7億平方米如何實(shí)現(xiàn)？”中國(guó)能源研究會(huì)地?zé)釋I(yè)委員會(huì)原主任鄭克棪指出，“這要求國(guó)家的政策支持。全國(guó)每年完成新建建筑面積18億～20億平方米，如果政策落實(shí)，地?zé)衢_(kāi)發(fā)者能像現(xiàn)在的太陽(yáng)能光伏開(kāi)發(fā)商一樣容易拿到補(bǔ)助，‘十三五’的指標(biāo)是可以完成的?！?BR>　　一個(gè)新常態(tài)下熱泵行業(yè)大發(fā)展的時(shí)代即將到來(lái)，汪集旸總結(jié)道，這里面既有機(jī)遇又有挑戰(zhàn)?！盁岜眯袠I(yè)一定要抓住機(jī)遇、迎接挑戰(zhàn)，勇于拼搏，開(kāi)創(chuàng)新局面?！?