獨(dú)家專(zhuān)訪

近年來(lái)，我國(guó)地源熱泵產(chǎn)業(yè)已走在了世界前列。在中國(guó)地?zé)崛〉幂x煌成績(jī)的背后，離不開(kāi)幾代地?zé)峁ぷ髡叩呐透冻?。作為中?guó)地源熱泵空調(diào)技術(shù)的開(kāi)拓者方肇洪教授1968年畢業(yè)于清華大學(xué)，1987年獲得清華大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位。自上世紀(jì)80年代起他曾三次公派到英國(guó)、加拿大和美國(guó)留學(xué);特別是2000年帶著問(wèn)題去美國(guó)，專(zhuān)心致力于地源熱泵技術(shù)的學(xué)習(xí)和研究，此后見(jiàn)證了我國(guó)地源熱泵技術(shù)從引進(jìn)到引領(lǐng)的蛻變過(guò)程。近日，方肇洪教授就當(dāng)前我國(guó)中深層地源熱泵理論研究及實(shí)踐應(yīng)用等相關(guān)問(wèn)題接受了《地源熱泵》記者的獨(dú)家采訪，他認(rèn)為當(dāng)前我國(guó)中深層地源熱泵實(shí)踐亟需呼喚理論的支持。

近年來(lái)，隨著淺層地?zé)崮芗夹g(shù)的成熟應(yīng)用，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始把目光投入到中深層地?zé)崮茴I(lǐng)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?zé)釡囟雀?，供熱效率進(jìn)一步提高，可以在單供熱的模式下長(zhǎng)期運(yùn)行，此外它的占地需求小。與水熱型中深層地?zé)嵯啾?，中深層地源熱泵系統(tǒng)采用封閉的換熱管進(jìn)行換熱，不會(huì)破壞地下水資源也不存在回灌困難的問(wèn)題。因此，中深層地源熱泵技術(shù)有著自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

《地源熱泵》記者了解，在陜西西安地區(qū)，中深層無(wú)干擾供熱技術(shù)從2012年第一個(gè)建成的工程到現(xiàn)在已經(jīng)七年。而這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，到目前在建的和已經(jīng)建成的超過(guò)了一千萬(wàn)平米建筑面積。由于中國(guó)企業(yè)家的勇氣和開(kāi)拓創(chuàng)新精神，中國(guó)在這方面又走在世界的前面。

方肇洪介紹，淺層地?zé)崮芡ǔｃ@孔到地下100米，地溫十五六度，我們都取出熱量來(lái)了;鉆到地下2000米，地溫六七十度，怎么會(huì)取不出熱量來(lái)呢?“所以這個(gè)技術(shù)在理論上是沒(méi)有問(wèn)題的，能不能在市場(chǎng)上站住腳，還要通過(guò)實(shí)踐的考驗(yàn)。”

作為一項(xiàng)新技術(shù)，全行業(yè)都比較關(guān)注。近年來(lái)方肇洪教授也一直關(guān)注中深層地埋管技術(shù)相關(guān)研究及應(yīng)用。他明確表示，“我本人支持中深層地?zé)嵫芯亢蛻?yīng)用。”他坦言，現(xiàn)在中深層地?zé)岬睦碚撗芯炕蛘呒夹g(shù)開(kāi)發(fā)已經(jīng)落后于實(shí)際的項(xiàng)目應(yīng)用，“現(xiàn)在企業(yè)家已經(jīng)跑到做研究的人前面去了”。在方肇洪看來(lái)，目前中深層地?zé)嶙畲蟮膯?wèn)題在于經(jīng)濟(jì)性，其初投資又比淺層地?zé)嵋撸?ldquo;這項(xiàng)技術(shù)能夠在市場(chǎng)上立腳，不是說(shuō)做學(xué)問(wèn)的人或者做理論的人說(shuō)它好就一定好，政府說(shuō)好它就會(huì)好，最終還是要靠市場(chǎng)來(lái)接受它”。

關(guān)于閉式中深層地源熱泵技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，方肇洪教授發(fā)表了自己的觀點(diǎn)。他認(rèn)為，與淺層地源熱泵技術(shù)一樣，中深層地源熱泵技術(shù)的熱量來(lái)源主要不是從地球內(nèi)部傳出來(lái)的熱量，因?yàn)閺牡厍蛏钐巶魃蟻?lái)的熱量(大地?zé)崃?與熱泵系統(tǒng)的取熱速率相比只是一個(gè)小量。這種熱泵系統(tǒng)的熱源主要是巖土中的蓄熱。如果沒(méi)有別的熱量補(bǔ)充，巖土的溫度就會(huì)逐漸降低，對(duì)于單個(gè)地?zé)峋?孔)，或者是相鄰孔的距離足夠遠(yuǎn)，理論可以證明，在持續(xù)取熱的情況下，地?zé)峥字車(chē)鷰r土的溫度在開(kāi)始的3-5年內(nèi)有小幅下降，隨后逐漸趨于平穩(wěn)。對(duì)于比較密集的鉆孔埋管，如果沒(méi)有別的補(bǔ)熱手段，持續(xù)取熱的結(jié)果一定會(huì)使得巖土體的溫度降低，系統(tǒng)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、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壽命以及平均取熱速率(總?cè)崃?。根據(jù)初步的理論研究，要保證系統(tǒng)持續(xù)有效的工作30年，在沒(méi)有補(bǔ)熱的情況下，建議群孔間距不要小于50米。更確切的結(jié)論還要結(jié)合其他各種不同因素做進(jìn)一步的研究。

“實(shí)踐檢驗(yàn)的結(jié)果恐怕要到10至15年以后才會(huì)看到，那是最權(quán)威的結(jié)論。不過(guò)，現(xiàn)在業(yè)內(nèi)對(duì)這個(gè)問(wèn)題似乎還沒(méi)有重視，在理論和實(shí)踐上更沒(méi)有形成共識(shí)，但實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)在較大規(guī)模的展開(kāi)。”方肇洪對(duì)此不免擔(dān)憂，他希望這一觀點(diǎn)能起到拋磚引玉的作用，“做研究的人能從理論上關(guān)注這一問(wèn)題，做實(shí)際工程的技術(shù)人員應(yīng)該知道有這樣的一種意見(jiàn)，可能會(huì)少走彎路”。

(注: 文章節(jié)選自2020年1-2期《地源熱泵》，更多訪談內(nèi)容，敬請(qǐng)閱讀本期“人物專(zhuān)訪”專(zhuān)欄)