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刁乃仁:建筑節能的“開源者”

放大字體   縮小字體 發布日期:2013-01-29    來源:節能365    瀏覽次數:2981
 
【摘要】12月19日,被稱為拯救地球的聯合國哥本哈根氣候大會在一場場口水戰之后終于落下帷幕。在利益各方為一己之私互不讓步時,中國以到... ...
 
      12月19日,被稱為“拯救地球”的聯合國哥本哈根氣候大會在一場場“口水戰”之后終于落下帷幕。在利益各方為一己之私互不讓步時,中國以“到 2020 年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005 年下降40%-45% ”的減排承諾再次贏得了世界各國的尊重。

 

  打仗靠武器,減排靠的是技術創新。自2000年開始從事地源熱泵空調技術研發以來,山東建筑大學熱能工程學院院長刁乃仁就和建筑節能減排“捆綁”在了一起。12月17日,記者見到刁乃仁時,他剛從北川回來不久,地源熱泵空調技術將應用到北川新縣城的標志建筑——魯川賓館。

 

  “使水往高處流要用水泵,將熱量從低溫提升到高溫就要靠熱泵。”刁乃仁說,“普通家用冷、熱兩用空調利用的是空氣熱源,夏天向室外排熱量,冬天從室外取熱量,被稱為空氣源熱泵空調;地源熱泵空調則是利用土壤、地下水或地表水做熱源。”

 

  近年來,家用空調因安裝方便,初投資少,得到了迅速普及。可有的人不到“忍無可忍”,絕不舍得打開空調。 追其究竟,不是覺得空調太金貴,而是舍不得“電錢”。刁乃仁告訴記者,在我省,同樣一臺空調,冬天比夏天更費電。因為在北方地區,夏天室外空氣溫度35度,溫度相差10度;冬天室外空氣溫度-5度,溫差為30度。冬天溫差是夏天的3倍,這就大大增加了空調的能耗。

 

  中國人自古便用冬暖夏涼的地窖來儲菜,地源熱泵空調技術的原理同出一轍。刁乃仁說,“地源熱泵空調將形成環路的U 型管埋入地下,通過管內閉式循環水提取土壤的熱量,或將熱量釋放給土壤,冬取夏蓄,把大地變成一個蓄能器。由于地下深處地溫冬天比氣溫高,夏天比氣溫低,將其作為熱源或冷源,溫度變化不大,能夠提高空調的能效。”據測算,濟南地區的住宅,采用地源熱泵空調技術后,每平方米建筑面積在一個采暖季的供暖費用在10元左右,可以節約取暖費1/3以上,夏季空調的電耗也大大減少。

 

  地源熱泵空調系統由用戶端、熱泵機組和地下換熱器組成。“我們這么多年主要做的就是如何合理設計地下部分,怎樣高效利用該技術。”從我國首批應用地埋管地源熱泵空調系統的山東建筑大學學術報告廳開始,到濟南奧體中心體育場、濟南園博園主展館,再到濟南越秀園小區等民用住宅的推廣,刁乃仁帶領的地源熱泵研究所研發的地埋管地源熱泵空調技術已成功應用到 300 多項建筑工程中,由此每年節約能源折合標準煤約4萬噸,減排二氧化碳 10 萬噸,節約建筑供熱空調運行費用3200 萬元。這些推廣應用成果也使該技術榮獲2009年國家科技進步二等獎。

 

  盡管技術上比較成熟了,但刁乃仁并不主張任意推廣,用他的話說,這并不是哪兒用都合適的,要算算經濟賬,也要算算是不是真的節能。要考慮有沒有足夠的空間來鉆孔埋管,有沒有足夠的錢來承擔比較多的先期投入,更重要的是有沒有匹配的排熱量和取熱量,使一年中地下冷熱量達到基本平衡。

 

  “要想節能,除了開源、節流,還可以從行為上節能。” 在建筑節能領域,刁乃仁所做的工作是“開源增效”,實現能源利用率的最大化,“節流”是提高建筑物本身的保溫性能。而行為節能與每一個人密切相關,節能的潛力是非常大的。他舉例說,很少會出現家里沒人卻開著空調、電暖氣的現象,“長明燈”、“長流水”也比較少見,因為這個費用是由個人支付的。但是按面積收費的集中供暖用戶,即使家里熱得受不了,也很少有人會把暖氣關掉,人們更愿意選擇開窗戶,這就造成了能源的浪費。因此,作為“分戶計量”的擁躉者,刁乃仁在濟南越秀園小區工程中,給每家每戶都設計了一個熱泵空調主機,讓居民可以自己調節空調的使用時間和溫度水平,實現“我的室溫,我做主”。

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