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方肇洪:中深層地源熱泵技術實踐呼喚理論支持

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  來源:《地源熱泵》雜誌    作者:戴海雷   發布日期:2020-03-05
核心提示:與淺層地源熱泵相比,中深層地源熱泵利用的地熱溫度高,供熱效率進一步提高,可以在單供熱的模式下長期運行,此外它的占地需求小。與水熱型中深層地熱相比,中深層地源熱泵係統采用封閉的換熱管進行換熱,不會破壞地下水資源也不存在回灌困難的問題。

近年來,我國地源熱泵產業已走在了世界前列。在中國地熱取得輝煌成績的背後,離不開幾代地熱工作者的努力和付出。作為中國地源熱泵空調技術的開拓者方肇洪教授1968年畢業於清華大學,1987年獲得清華大學工學博士學位。自上世紀80年代起他曾三次公派到英國、加拿大和美國留學;特別是2000年帶著問題去美國,專心致力於地源熱泵技術的學習和研究,此後見證了我國地源熱泵技術從引進到引領的蛻變過程。近日,方肇洪教授就當前我國中深層地源熱泵理論研究及實踐應用等相關問題接受了《地源熱泵》記者的獨家采訪,他認為當前我國中深層地源熱泵實踐亟需呼喚理論的支持。



近年來,隨著淺層地熱能技術的成熟應用,越來越多的企業開始把目光投入到中深層地熱能領域。方肇洪教授介紹,與淺層地源熱泵相比,中深層地源熱泵利用的地熱溫度高,供熱效率進一步提高,可以在單供熱的模式下長期運行,此外它的占地需求小。與水熱型中深層地熱相比,中深層地源熱泵係統采用封閉的換熱管進行換熱,不會破壞地下水資源也不存在回灌困難的問題。因此,中深層地源熱泵技術有著自己獨特的優點。


《地源熱泵》記者了解,在陝西西安地區,中深層無幹擾供熱技術從2012年第一個建成的工程到現在已經七年。而這項技術的應用,到目前在建的和已經建成的超過了一千萬平米建築麵積。由於中國企業家的勇氣和開拓創新精神,中國在這方麵又走在世界的前麵。


方肇洪介紹,淺層地熱能通常鑽孔到地下100米,地溫十五六度,正规网赌软件app|2020靠谱网赌平台都取出熱量來了;鑽到地下2000米,地溫六七十度,怎麽會取不出熱量來呢?“所以這個技術在理論上是沒有問題的,能不能在市場上站住腳,還要通過實踐的考驗。”


作為一項新技術,全行業都比較關注。近年來方肇洪教授也一直關注中深層地埋管技術相關研究及應用。他明確表示,“我本人支持中深層地熱研究和應用。”他坦言,現在中深層地熱的理論研究或者技術開發已經落後於實際的項目應用,“現在企業家已經跑到做研究的人前麵去了”。在方肇洪看來,目前中深層地熱最大的問題在於經濟性,其初投資又比淺層地熱要高,“這項技術能夠在市場上立腳,不是說做學問的人或者做理論的人說它好就一定好,政府說好它就會好,最終還是要靠市場來接受它”。


關於閉式中深層地源熱泵技術的創新和應用,方肇洪教授發表了自己的觀點。他認為,與淺層地源熱泵技術一樣,中深層地源熱泵技術的熱量來源主要不是從地球內部傳出來的熱量,因為從地球深處傳上來的熱量(大地熱流)與熱泵係統的取熱速率相比隻是一個小量。這種熱泵係統的熱源主要是岩土中的蓄熱。如果沒有別的熱量補充,岩土的溫度就會逐漸降低,對於單個地熱井(孔),或者是相鄰孔的距離足夠遠,理論可以證明,在持續取熱的情況下,地熱孔周圍岩土的溫度在開始的3-5年內有小幅下降,隨後逐漸趨於平穩。對於比較密集的鑽孔埋管,如果沒有別的補熱手段,持續取熱的結果一定會使得岩土體的溫度降低,係統供熱能力逐漸衰減。而決定這種衰減程度的主要因素是孔間距、係統的設計壽命以及平均取熱速率(總取熱量)。根據初步的理論研究,要保證係統持續有效的工作30年,在沒有補熱的情況下,建議群孔間距不要小於50米。更確切的結論還要結合其他各種不同因素做進一步的研究。


“實踐檢驗的結果恐怕要到10至15年以後才會看到,那是最權威的結論。不過,現在業內對這個問題似乎還沒有重視,在理論和實踐上更沒有形成共識,但實際應用已經在較大規模的展開。”方肇洪對此不免擔憂,他希望這一觀點能起到拋磚引玉的作用,“做研究的人能從理論上關注這一問題,做實際工程的技術人員應該知道有這樣的一種意見,可能會少走彎路”。


(注: 文章節選自2020年1-2期《地源熱泵》,更多訪談內容,敬請閱讀本期“人物專訪”專欄)


責編:dhl

 
 
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