有沒有這樣一種建筑，不用耗電的空調、不用燃氣的鍋爐，就能使房間實現(xiàn)冬暖夏涼？你也許會想到陜北高原上的窯洞，但你可能還不知道，隨著一種適用于建筑采暖和制冷的新技術的問世，我們就可以利用腳下源源不斷的地溫能源，把處在繁華都市的高樓大廈變成可與窯洞媲美的生態(tài)建筑，從而享受節(jié)能環(huán)保的冬暖夏涼。
這就是神奇的“熱泵”技術。該技術已經(jīng)被專家們認定是目前最為節(jié)能、最為舒適的空調技術之一，也被我國列入大力推廣的能源利用技術行列。
感受“恒溫”的地下博物館
在剛剛過去的“十一”黃金周里，位于咸陽塬上的漢陽陵博物館每天擁進上千名游客。徜徉在這座全國首家人與文物最近距離接觸的全地下博物館中，眾多的游客都感受到一個特別的現(xiàn)象，就是這里的空氣很流通，不時有股股清涼的風迎面襲來，帶給人自然清新的感覺。
博物館帝陵管理辦公室的李曉峰主任告訴記者，由于博物館在建設中采用了先進的水源熱泵空調設備，不僅能達到夏季制冷、冬季供熱的節(jié)能運行效果，還有效地解決了地下館空氣流通不暢的問題，使位于地下的參觀區(qū)和辦公場所能常年保持溫度恒定和空氣流通。
水源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調系統(tǒng)。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源，即在冬季，通過水源把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖；夏季，把室內的熱量“帶”出來，釋放到大地中去。
省煤田地質局186隊總工程師、水資源專家王興向我們解釋了這種技術的原理：在地表以下20米深的地方為變溫帶，溫度隨著季節(jié)而發(fā)生變化；20米以下，數(shù)百米以上為恒溫帶，溫度基本保持在20℃左右，幾乎不受環(huán)境氣候變化的影響，冬季比地面環(huán)境空氣高，夏季比地面環(huán)境空氣低。與傳統(tǒng)的深層地熱能源不同，這種淺層的地溫能源來自于大地所吸收儲藏的太陽能，因此是可再生的，取之不盡，用之不竭的能源。所以只需要通過打井把處于恒溫帶的地下水抽取上來，通過能量交換就能使地面建筑達到供冷和供熱的效果。同時，通過密閉的系統(tǒng)把交換過的地下水再次回灌到地下，以保證循環(huán)利用和環(huán)境保護。
告別鍋爐實現(xiàn)冬暖夏涼
據(jù)漢陽陵博物館的設備工程師趙峰介紹，這套從法國進口的水源熱泵空調通風系統(tǒng)在今年夏天隨著博物館的開放正式投入供冷，在炎炎暑期，每天為博物館7856平方米的建筑提供26℃的恒溫，而耗電量一小時只有幾十度，節(jié)能效果非常顯著。更特別的是，還是這套設備，只需轉換一下閥門，在今年冬天就可以給博物館輸暖了。
水源熱泵系統(tǒng)完全打破了傳統(tǒng)中央空調的技術模式，不再需要在室內來“創(chuàng)造”熱量或者冷量，而只是在大地和室內之間“轉移”能量。在冬天用少量的電力將熱量送入室內；而在夏天，過程恰恰相反，室內大量的熱量被輕松地轉移至土壤中，室內得到?jīng)鏊目諝?。而且無需鍋爐房、不用冷卻塔，不燃煤、不燃氣、不燃油，與常規(guī)空調和采暖系統(tǒng)相比節(jié)能在50％左右。
在距離博物館百米外的小樹林里，記者找到了為博物館提供冷熱能源的三個井口。與傳統(tǒng)的地熱井不同，這三口井只有150米~160米深，一口為抽水井，兩口為回灌井。博物館的管理人員告訴記者，采用了水源熱泵，不需要建煙囪，也不需要蓋冷卻塔，使整個博物館從外觀上很好地保持了古遺址的風貌。
作為一種有益于環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的冷熱源形式，我國建設部從2005年開始大規(guī)模推廣熱泵項目，水源熱泵的應用也引起了國內建設設計單位、房地產商和生產廠商以及公眾的廣泛興趣，去年以來，在我國北方的很多城市都開始廣泛地推廣。
陜西工程勘察研究院技術顧問、中國能源研究會地熱研究專家洪乃靜教授稱熱泵技術開辟了地熱能源利用的全新途徑。她告訴記者，地熱能源并不是專指地熱水，而是指地下的熱能。從嚴格意義上講，地熱水是有限的，不可再生的，而地下的熱能是無窮的。我國把地熱能源劃入可再生能源的行列，就是主張在地熱能源的開發(fā)利用上，更多地使用熱能，也就是說，要以水為載體，把地下無盡的熱能帶到地面，通過交換，予以利用，而水源則通過回灌達到循環(huán)利用的效果。從目前來看，水源熱泵技術正是實踐這種利用方式的途徑。
更節(jié)電的中央空調
據(jù)業(yè)內人士介紹，西安最早使用水源熱泵的是豐盛園小區(qū)。該小區(qū)是我市較早使用地熱供暖的小區(qū)，原有的一口地熱井，隨著小區(qū)供暖面積的擴大，已不能滿足需求，只能采用燃油鍋爐補充供暖，成本非常高。但同時，每天用于供暖的上千噸的地熱水尾水由于得不到充分利用，在52℃的高溫下就被白白排走，非常浪費。2003年年初，該小區(qū)采用了高溫水源熱泵，回收地熱尾水的余熱進行供暖，將地熱尾水溫度降低到10℃排放，限度地提高了熱能利用率。同往年相比，在增加了供暖面積7萬平方米的情況下，節(jié)省燃油300多噸，減少了環(huán)境污染，節(jié)能效益非常明顯。
據(jù)專家介紹，水源熱泵在加溫或者制冷的過程中也需要消耗一定的電量，但與傳統(tǒng)的中央空調相比，熱效率更高，每投入1千瓦的電能，就能產生4千瓦的熱能或冷能。更重要的是，水源熱泵從根本上改變了傳統(tǒng)的能源利用方式，解決了燃煤鍋爐和水冷機組造成的一系列能源、環(huán)境及占地等方面的問題，尤其適用于別墅區(qū)、大型工廠、醫(yī)院、學校、居民小區(qū)等新建或者改建項目。王興等幾位專家甚至預測，如果水源熱泵的成本能夠降下來，甚至可以在我國北方地區(qū)的農村大規(guī)模地推廣，從而改變農村單一燃煤的能源結構，改善農村的生態(tài)環(huán)境。
新技術與水資源的困局
目前除了豐盛園小區(qū)以外，西安僅有個別幾家單位和小區(qū)開始利用水源熱泵，除了該項目先期投資大、受空間面積限制等因素外，我市相關部門對水資源的管理嚴格，嚴禁私自開采地下水，也在一定程度上限制了水源熱泵在西安地區(qū)的推廣使用。
西安市過去曾因過度開采地下水而導致地下水位急劇下降，并引發(fā)了地裂縫、地面沉降等地質問題。最近幾年，水務部門加大了對地下水的管理力度，關閉了大批自備井，遏制了地下水過度開采的狀況，有效改善了地下水位持續(xù)下降的局面。
因此，在西安推廣使用水源熱泵，是否會對地下水再度造成威脅，也成了有關部門和專家們關注的話題。采訪中，很多的專家都強調：使用水源熱泵的關鍵就是要做到回灌。因為一處區(qū)域的地下水是有限的，如果只抽取不回灌，不僅可能使巨資建設的熱泵系統(tǒng)在幾年后因水位下降而陷入癱瘓，還可能造成地裂縫、地面沉降等嚴重的環(huán)境災害。而只要保證做到同層抽取、同層回灌，水源熱泵就不會對地質結構造成影響。因此，專家們呼吁，有關部門應及時加強對這一技術的試點和研究，既不能因噎廢食限制一種節(jié)能技術的推廣，又不能放任自流，造成資源的巨大浪費甚至破壞環(huán)境。
期待新能源的未來
實際上，除了地下水外，地熱尾水、工業(yè)廢水、地下污水、湖水、海水等等都可以成為水源熱泵的水源。水源水經(jīng)過熱泵機組后，只交換了熱量，水質幾乎沒有發(fā)生變化，經(jīng)過回灌至地層或者重新排入地表水體后，不會造成對于原有水源的污染。因此，業(yè)內人士呼吁我市借鑒北京的做法：積極引導優(yōu)先發(fā)展再生水源熱泵（含污水、工業(yè)廢水等）、積極發(fā)展地源熱泵（土壤源），適度發(fā)展地下（表）水源熱泵（含地下水、河流、湖泊、地熱等），鼓勵熱泵系統(tǒng)的建設和運營。
目前，西安市高新區(qū)的一家企業(yè)已經(jīng)率先采用了地源熱泵，繞過了取地下水的矛盾。據(jù)了解，地源熱泵被國外專家稱為“21世紀最節(jié)能環(huán)保的空調技術”，與水源熱泵相比，地源熱泵無需開采地下水，而是通過打多個井在地下鋪設U型管網(wǎng)，灌入自來水去循環(huán)交換地下恒溫層的能量，更符合環(huán)保節(jié)能的要求。但這種系統(tǒng)相比水源熱泵投資更大、對空間面積的要求也更高，僅僅適用于擁有開闊地的建筑使用。
盡管目前還有包括西安在內的一些城市的主管部門對于推廣水源熱泵采取謹慎的態(tài)度，但國內的很多專家卻都非常看好水源熱泵技術對于改善能源利用結構的作用。
專家們指出，采暖、空調、生活用熱是一般民用建筑物用能的主要部分，隨著國民經(jīng)濟迅速發(fā)展和人民生活水平的提高，需求越來越大。在發(fā)達城市，夏季空調、冬季采暖與供熱所消耗的能量已占建筑物總能耗的40％~50％。目前，冬季采暖大量使用燃煤鍋爐、燃油鍋爐，給城市大氣環(huán)境造成了極大的污染。因此，利用地熱等清潔能源代替原有鍋爐供暖是一個有益而可行的方案。在這樣的背景下，水源、地源熱泵等節(jié)能效果顯著的空調設備發(fā)展?jié)摿o疑是巨大的。專家呼吁，只有把地熱能源開發(fā)利用納入環(huán)境經(jīng)濟規(guī)劃，才能充分有效地發(fā)揮其替代作用。
這就是神奇的“熱泵”技術。該技術已經(jīng)被專家們認定是目前最為節(jié)能、最為舒適的空調技術之一，也被我國列入大力推廣的能源利用技術行列。
感受“恒溫”的地下博物館
在剛剛過去的“十一”黃金周里，位于咸陽塬上的漢陽陵博物館每天擁進上千名游客。徜徉在這座全國首家人與文物最近距離接觸的全地下博物館中，眾多的游客都感受到一個特別的現(xiàn)象，就是這里的空氣很流通，不時有股股清涼的風迎面襲來，帶給人自然清新的感覺。
博物館帝陵管理辦公室的李曉峰主任告訴記者，由于博物館在建設中采用了先進的水源熱泵空調設備，不僅能達到夏季制冷、冬季供熱的節(jié)能運行效果，還有效地解決了地下館空氣流通不暢的問題，使位于地下的參觀區(qū)和辦公場所能常年保持溫度恒定和空氣流通。
水源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調系統(tǒng)。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源，即在冬季，通過水源把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖；夏季，把室內的熱量“帶”出來，釋放到大地中去。
省煤田地質局186隊總工程師、水資源專家王興向我們解釋了這種技術的原理：在地表以下20米深的地方為變溫帶，溫度隨著季節(jié)而發(fā)生變化；20米以下，數(shù)百米以上為恒溫帶，溫度基本保持在20℃左右，幾乎不受環(huán)境氣候變化的影響，冬季比地面環(huán)境空氣高，夏季比地面環(huán)境空氣低。與傳統(tǒng)的深層地熱能源不同，這種淺層的地溫能源來自于大地所吸收儲藏的太陽能，因此是可再生的，取之不盡，用之不竭的能源。所以只需要通過打井把處于恒溫帶的地下水抽取上來，通過能量交換就能使地面建筑達到供冷和供熱的效果。同時，通過密閉的系統(tǒng)把交換過的地下水再次回灌到地下，以保證循環(huán)利用和環(huán)境保護。
告別鍋爐實現(xiàn)冬暖夏涼
據(jù)漢陽陵博物館的設備工程師趙峰介紹，這套從法國進口的水源熱泵空調通風系統(tǒng)在今年夏天隨著博物館的開放正式投入供冷，在炎炎暑期，每天為博物館7856平方米的建筑提供26℃的恒溫，而耗電量一小時只有幾十度，節(jié)能效果非常顯著。更特別的是，還是這套設備，只需轉換一下閥門，在今年冬天就可以給博物館輸暖了。
水源熱泵系統(tǒng)完全打破了傳統(tǒng)中央空調的技術模式，不再需要在室內來“創(chuàng)造”熱量或者冷量，而只是在大地和室內之間“轉移”能量。在冬天用少量的電力將熱量送入室內；而在夏天，過程恰恰相反，室內大量的熱量被輕松地轉移至土壤中，室內得到?jīng)鏊目諝?。而且無需鍋爐房、不用冷卻塔，不燃煤、不燃氣、不燃油，與常規(guī)空調和采暖系統(tǒng)相比節(jié)能在50％左右。
在距離博物館百米外的小樹林里，記者找到了為博物館提供冷熱能源的三個井口。與傳統(tǒng)的地熱井不同，這三口井只有150米~160米深，一口為抽水井，兩口為回灌井。博物館的管理人員告訴記者，采用了水源熱泵，不需要建煙囪，也不需要蓋冷卻塔，使整個博物館從外觀上很好地保持了古遺址的風貌。
作為一種有益于環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的冷熱源形式，我國建設部從2005年開始大規(guī)模推廣熱泵項目，水源熱泵的應用也引起了國內建設設計單位、房地產商和生產廠商以及公眾的廣泛興趣，去年以來，在我國北方的很多城市都開始廣泛地推廣。
陜西工程勘察研究院技術顧問、中國能源研究會地熱研究專家洪乃靜教授稱熱泵技術開辟了地熱能源利用的全新途徑。她告訴記者，地熱能源并不是專指地熱水，而是指地下的熱能。從嚴格意義上講，地熱水是有限的，不可再生的，而地下的熱能是無窮的。我國把地熱能源劃入可再生能源的行列，就是主張在地熱能源的開發(fā)利用上，更多地使用熱能，也就是說，要以水為載體，把地下無盡的熱能帶到地面，通過交換，予以利用，而水源則通過回灌達到循環(huán)利用的效果。從目前來看，水源熱泵技術正是實踐這種利用方式的途徑。
更節(jié)電的中央空調
據(jù)業(yè)內人士介紹，西安最早使用水源熱泵的是豐盛園小區(qū)。該小區(qū)是我市較早使用地熱供暖的小區(qū)，原有的一口地熱井，隨著小區(qū)供暖面積的擴大，已不能滿足需求，只能采用燃油鍋爐補充供暖，成本非常高。但同時，每天用于供暖的上千噸的地熱水尾水由于得不到充分利用，在52℃的高溫下就被白白排走，非常浪費。2003年年初，該小區(qū)采用了高溫水源熱泵，回收地熱尾水的余熱進行供暖，將地熱尾水溫度降低到10℃排放，限度地提高了熱能利用率。同往年相比，在增加了供暖面積7萬平方米的情況下，節(jié)省燃油300多噸，減少了環(huán)境污染，節(jié)能效益非常明顯。
據(jù)專家介紹，水源熱泵在加溫或者制冷的過程中也需要消耗一定的電量，但與傳統(tǒng)的中央空調相比，熱效率更高，每投入1千瓦的電能，就能產生4千瓦的熱能或冷能。更重要的是，水源熱泵從根本上改變了傳統(tǒng)的能源利用方式，解決了燃煤鍋爐和水冷機組造成的一系列能源、環(huán)境及占地等方面的問題，尤其適用于別墅區(qū)、大型工廠、醫(yī)院、學校、居民小區(qū)等新建或者改建項目。王興等幾位專家甚至預測，如果水源熱泵的成本能夠降下來，甚至可以在我國北方地區(qū)的農村大規(guī)模地推廣，從而改變農村單一燃煤的能源結構，改善農村的生態(tài)環(huán)境。
新技術與水資源的困局
目前除了豐盛園小區(qū)以外，西安僅有個別幾家單位和小區(qū)開始利用水源熱泵，除了該項目先期投資大、受空間面積限制等因素外，我市相關部門對水資源的管理嚴格，嚴禁私自開采地下水，也在一定程度上限制了水源熱泵在西安地區(qū)的推廣使用。
西安市過去曾因過度開采地下水而導致地下水位急劇下降，并引發(fā)了地裂縫、地面沉降等地質問題。最近幾年，水務部門加大了對地下水的管理力度，關閉了大批自備井，遏制了地下水過度開采的狀況，有效改善了地下水位持續(xù)下降的局面。
因此，在西安推廣使用水源熱泵，是否會對地下水再度造成威脅，也成了有關部門和專家們關注的話題。采訪中，很多的專家都強調：使用水源熱泵的關鍵就是要做到回灌。因為一處區(qū)域的地下水是有限的，如果只抽取不回灌，不僅可能使巨資建設的熱泵系統(tǒng)在幾年后因水位下降而陷入癱瘓，還可能造成地裂縫、地面沉降等嚴重的環(huán)境災害。而只要保證做到同層抽取、同層回灌，水源熱泵就不會對地質結構造成影響。因此，專家們呼吁，有關部門應及時加強對這一技術的試點和研究，既不能因噎廢食限制一種節(jié)能技術的推廣，又不能放任自流，造成資源的巨大浪費甚至破壞環(huán)境。
期待新能源的未來
實際上，除了地下水外，地熱尾水、工業(yè)廢水、地下污水、湖水、海水等等都可以成為水源熱泵的水源。水源水經(jīng)過熱泵機組后，只交換了熱量，水質幾乎沒有發(fā)生變化，經(jīng)過回灌至地層或者重新排入地表水體后，不會造成對于原有水源的污染。因此，業(yè)內人士呼吁我市借鑒北京的做法：積極引導優(yōu)先發(fā)展再生水源熱泵（含污水、工業(yè)廢水等）、積極發(fā)展地源熱泵（土壤源），適度發(fā)展地下（表）水源熱泵（含地下水、河流、湖泊、地熱等），鼓勵熱泵系統(tǒng)的建設和運營。
目前，西安市高新區(qū)的一家企業(yè)已經(jīng)率先采用了地源熱泵，繞過了取地下水的矛盾。據(jù)了解，地源熱泵被國外專家稱為“21世紀最節(jié)能環(huán)保的空調技術”，與水源熱泵相比，地源熱泵無需開采地下水，而是通過打多個井在地下鋪設U型管網(wǎng)，灌入自來水去循環(huán)交換地下恒溫層的能量，更符合環(huán)保節(jié)能的要求。但這種系統(tǒng)相比水源熱泵投資更大、對空間面積的要求也更高，僅僅適用于擁有開闊地的建筑使用。
盡管目前還有包括西安在內的一些城市的主管部門對于推廣水源熱泵采取謹慎的態(tài)度，但國內的很多專家卻都非常看好水源熱泵技術對于改善能源利用結構的作用。
專家們指出，采暖、空調、生活用熱是一般民用建筑物用能的主要部分，隨著國民經(jīng)濟迅速發(fā)展和人民生活水平的提高，需求越來越大。在發(fā)達城市，夏季空調、冬季采暖與供熱所消耗的能量已占建筑物總能耗的40％~50％。目前，冬季采暖大量使用燃煤鍋爐、燃油鍋爐，給城市大氣環(huán)境造成了極大的污染。因此，利用地熱等清潔能源代替原有鍋爐供暖是一個有益而可行的方案。在這樣的背景下，水源、地源熱泵等節(jié)能效果顯著的空調設備發(fā)展?jié)摿o疑是巨大的。專家呼吁，只有把地熱能源開發(fā)利用納入環(huán)境經(jīng)濟規(guī)劃，才能充分有效地發(fā)揮其替代作用。