http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2013-04-22
冬暖夏凉，这是每一个城市的“愿望”，为此，人们也付出了巨大的环境代价。庞大的空调外机群，在夏天成为城市热岛的“制造者”，在冬天则成为耗能的大户，然而人们找到了一种更具潜力的调温方式，一种从我们身边土壤层汲取“空调之力”的技术——地源热泵。
今天，是第44个“世界地球日”，本市的宣传主题为“节能减排，大力推广利用浅层地热能”，而地源热泵恰恰是利用浅层地热能的典范。这种“地下能空调”在城市有多大的应用潜力，未来又该如何规划发展？它是否能成为本市冬季集中供暖的发展方向？记者日前走访了申城的多个案例点，并听取专家的意见。
深埋地下的“大自然空调”
“理论上来说，地源热泵技术比普通的空气源空调更好。”对于地源热泵，同济大学暖通空调及燃气研究所所长张旭教授给予的评价颇高。
想象一下，一台既不用耗费大量电力，又能为室内提供冬暖夏凉服务的空调，人们所要做的，只是将一些管道插入土壤深处，随后借着管道里的水或者其他流体的流动，就能在冬天从地下汲取热量，在夏天从地下汲取清凉，对减少空调系统能耗，效果明显。
那么，土壤何以如此神奇，张旭表示，这与地下的气温相对恒定有关。“当户外温度达到40℃时，地下温度可能只有18-20℃；而当户外气温低于零度时，地下5米以下的温度仍然为20℃左右，这就是为什么20多年来，人们一直在寻找如何能利用土壤热能来减少能耗达到建筑节能目的的原因。”
通俗地来说，地源热泵就是一台“地下能空调”。与普通空调不同的是，“地下能空调”的空调外机被埋在地下50-80米的深度，而生活在地表的人们，可以通过安装在屋里的控制器，轻松地享受调温的效果。“与使用常规空调达到同样调节室内温度效果相比，地源热泵在夏天可节省能耗10%左右，而在冬天则可节省20%以上，如果使用得当，全年节能幅度可达到25%左右。”张旭说。“所谓热泵技术，简单地说，就是把余热提升出来再利用的技术，而地下的热能具有可再生的特点，所以这是一种很有推广应用前景的技术。”本市节能协会专家蓝毓俊也持同样观点。
记者体验：舒适而不干燥
事实上，“地下能空调”早已被纳入“低碳城市”建设者们的考虑范围之内。
在《建设部节能省地型建筑推广应用技术目录》中，记者看到，地源热泵被作为“低能利用技术”归类于“建筑节能技术”中的“可再生能源利用技术”之下。而在本市，已有多个建筑使用了这项环保节能技术。
日前，记者来到晨报绿色公民俱乐部之一的罗氏制药有限公司，在位于浦东张江的厂区内，共有4幢建筑安装了“地下能空调”。“依靠管内水温与室内气温的传递，可达到调节室温的目的。”据公司的工程部技术人员吴凌皓介绍，在建筑占地面积内埋设的地源热泵，可以供3层楼高的房子使用。而且，这种空调技术给人的感觉是舒适而不干燥。
对于公司投入巨资使用新能源技术的原因，罗氏公司传播部对外传播主任JOY表示，是因为企业希望通过节能环保的实际行动，兑现自己的社会责任。更何况，其所带来的节能效果也确实能为企业带来好处。
罗氏一位职员告诉记者，这样的空调温度几乎恒定的，既不会过冷也不会过热，也没有吹风口的苦恼，而且即便不用加湿器，也不觉得干燥。
类似的体验，记者在本市北外滩的东方海港国际大厦也亲身获得。在这幢高约125米、共26层的大楼里一边采访一边走动，均没有感到明显的温差，此外，空气里的湿度适中，感觉上并无干燥带来的不适。“在建造初期，我们在使用地源热泵方面的确投入很大，但自运营后，理想状态下这一技术能为大厦带来明显的节能效果，计算下来，前期多投入的钱，通过节能，在5年内就能回收回来。”建设方上海展鹏实业有限公司董事长高海祥说。
地下采能推广应用仍需谨慎
记者了解到，尽管这种“地下能空调”优势劲显，然而专家认为，在城市里，这种技术的推广还需要谨慎，一步步推广，短期内还难以全面铺开。
据介绍，成本高，是这项技术的门槛之一。举例来说，应用地源热泵，每平方米需要在地下插入2-3根80米深管子，而人们为了埋管每往地下打洞1米，成本就要40元左右，所以，对一幢动则成百上千平方米的建筑来说，光安装这一系统的成本就非常高。比如，在一个厂房，要买一台8匹的空调，成本大约在4万元左右，而要打造同样效果的“地下能空调”，建设成本就需要3.8万元左右。
此外，由于需要地下打孔埋管，本市目前绝大部分已建建筑都不具备闲置的、可供新建“地下能空调”的土地，所以，这一技术最适合使用的对象，目前来说主要是一些小型建筑，如别墅，和一些间歇运行的公共建筑，比如商务楼、机场等等。
而且，最让专家担心的是，地下的热量虽然可再生，但在使用“地下能空调”的时候，也需注意取热和供热的平衡。“通俗地讲，冬天你要从地下拿出多少热量，在夏天就得把这部分热量还给土壤，两者必须平衡。”张旭告诉记者，一方面，这种平衡是为了保证冬、夏两季的空调效果，另一方面，如果土壤的温度长时间内被人为改变，有可能影响到土壤中微生物的生存，“这些微生物是人类食物链的一环，如果这个环节遭破坏，后果是得不偿失的。”
[四问“地下能空调”]
问：本市“地下能空调”推广潜力有多大？
由于本市已建成的建筑密度大，留给“地下能空调”安装的空间并不多，因此这项技术主要在一些新建项目或者地域较空旷的地方可以应用。目前，本市的佘山别墅区、虹桥交通枢纽、部分商务楼以及企业的办公楼已应用该技术，而世界上最大的地源热泵应用案例是本市的世博轴，共使用了5700根地埋管。此外，本市临港新城也应用了该项技术。
问：现实中应用的缺点有哪些？
考虑到“地下能空调”在冬夏两季对地下热能的获取和存储需要达到平衡，而在本市，却往往出现冬季取热少、夏季存热多的特点(夏季时间比冬季长)，因此该技术往往需要和其他空调技术相配合。
比如，在东方海港国际大厦，由于楼层高，因此楼内同时还采用了传统空调，以弥补“地下能空调”的不足。另外，因为“地下能空调”在室内的水管线容易产生结露现象，进而导致霉变，因此需要使用者保持室内空气的流动性。对此，罗氏公司大楼在使用该技术时，同时安装了独立的新风系统，以防止水管线结露。
问：居民区使用成本大概有多高？
日前，记者在本市嘉定南翔的一处新建小区售楼处获悉，该楼盘目前在售户型的均价与周边楼盘相差不大，其物业费为每月每平方米2元，而因为使用了地源热泵，因此使用该设备的费用为每月每平方米1.75元。根据其目前在售的户型最低建筑面积220平方米计算，刨除物业费，每户居民每月至少要为使用这套设备支付空调费385元，全年算下来是4620元。
问：能否成为本市主要的冬季集中供暖设备？
专家表示，地热能的采用一方面成本高，另外还要求结合地下空间的规划与开发。在城市里，由于地下规划存在较大的不确定性，且初期设备建造成本高，因此“地下能空调”暂时不宜成为本市主要的冬季集中供暖设备。相应地，由于农村地区土地资源相对丰富，建造成本低，因此具有较大的推广潜力，比如用于养殖业或温室暖棚的搭建方面。
[新浪网-新闻晨报]