近年来，我国通过坚持“节约优先”等八项能源发展方针，推进能源生产和利用方式变革，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系，努力以能源的可持续发展支撑经济社会的可持续发展。此次，星报记者邀请了安徽地源热泵专业委员会副主任委员、安徽建筑大学王海涛教授，讲述他在能源领域内的夏热冬冷地区土壤源热泵系统性能提升关键技术初步探索。 □ 陶荣/文

记者：自从生态发展观的大力提倡以来，国家在能源政策方面具体有哪些举措呢？您能给我们大致介绍一下吗？

王海涛：第一是煤改气，天然气取暖无污染排放只是个传说。天然气是化石能源，燃烧过程中会产生大量氮氧化物，而氮氧化物正是生成雾霾的主要原因，把天然气列为清洁能源本身就是一种常识性错误。第二是煤改电，采用空气源热泵作为冬天供暖，由于空气源热泵自身无法克服的缺点，使空气源热泵采暖很难大面积推广。

记者：土壤源热泵系统为何需要引入安徽地区？

王海涛：安徽省属于夏热冬冷地区，根据《皖江经济带地热资源调查评价报告》安徽拥有丰富的地热资源。地区土壤源热泵系统性能提升关键技术对保护生态环境、降低建筑能耗起到积极的推动作用。  

记者：请您大概介绍一下土壤源热泵系统的原理是什么？对于应用到现实生活中有哪些优点？

王海涛：土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统与建筑物内部完成热交换的装置。冬季从土壤中取热，向建筑物供暖；夏季向土壤排热，为建筑物制冷。它以土壤作为热源、冷源，通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。其具体的优点主要有如下：1、土壤温度全年波动较小，热泵机组的季节性能系数具有恒温热源热泵的特性，这使土壤源热泵空调比传统的空调运行效率要高40% ～ 60%，节能效果明显。2、土壤具有良好的蓄热性能，冬、夏季从土壤中取出（或放入）的热量可以分别在夏、冬季通过季节蓄能和浅层地温能得到自然补偿。3、当室外气温处于极端状态（夏季最高温、冬季最低温）时，由于土壤温度相对地面空气温度的延迟和衰减效应，与空气源热泵相比，在耗电相同的条件下，可以提高夏季的供冷量和冬季的供热量。4、土壤源热泵系统的地下埋管换热器无需除霜，没有结霜与融霜的能耗损失，与空气源热泵相比，可以节省高达30% 的能耗。5、土壤源热泵系统的地下埋管换热器在地下吸热与放热，减少了空调系统对地面空气的热污染、噪声污染。6、运行费用低。据世界环境保护署(EPA) 估计，与常规供暖、空调系统相比，设计并安装良好的土壤源热泵系统，平均节约30% ～ 40%的运行费用。

记者：如何最大幅度提高能源设备与土壤源热泵系统效率呢？

王海涛：适应气候特征和自然条件，最大幅度降低建筑供暖供冷需求，最大幅度提高能源设备与系统效率，利用可再生能源，优化能源系统运行，以最少的能源消耗提供舒适室内环境，且室内环境参数和能耗指标满足要求。因地制宜、充分利用土壤源热泵系统对建筑能源消耗进行平衡和替代是实现以上要求的重要技术手段之一。

记者：土壤源热泵系统在夏热冬冷地区的使用现状是怎样的？您能跟我们简单介绍一下吗？

王海涛：土壤源热泵系统热源和热汇都是扩散半径范围内的土壤，在系统运行期间，地埋管换热器向周围土壤持续排热或取热。夏热冬冷地区的夏季冷负荷明显大于冬季热负荷，制冷运行时间也比供热时间长，所以系统向地下放热量大于取热量，随着运行时间的增加，土壤周围出现热堆积现象，土壤温度升高，使机组性能衰减甚至停机，这即普遍存在的土壤源热泵系统地下热平衡问题，也是土壤源热泵系统能否良好运行的关键问题。

记者：我看您目前的团队在土壤源热泵系统的研究方面也取得了重大进展，那么这个项目的研究内容主要有哪些呢？

王海涛：1、综合考虑地埋管换热器钻孔深度、间距、布局及冷热负荷等因素，对竖直U型埋管换热器的结构及换热形式进行优化设计，分析不同设计方案对换热器的换热效率和系统经济性的影响。2、“土壤源热泵+冷却塔”最佳控制策略研究。以安徽地区的气候条件（夏热冬冷）为依据，寻求“土壤源热泵+冷却塔”最佳控制策略方式，解决该地区土壤源热泵系统地下热平衡问题，保证在一个运行周期内实现地热平衡，保证系统的运行效率。