华中科大学子用废弃水井设计出“农家空调”

　　中广网武汉1月5日消息(记者张毛清 通讯员耿俊伟 王小月）利用农村一家一户的水井，建造出冬暖夏凉的空调，这怎么听都像是天方夜谭：两件事根本不搭界嘛！ 

　　然而，华中科大建筑与城市规划学院的刘冕等5名本科生，却在该院刘小虎副教授、张乾助教的指导下，将两件原本不搭界的事情联系在了一起：利用井水冬暖夏凉的特性，在冬天抽取温度高于室温的地下水，和房间中温度较低的空气交换热量，使室内气温升高；夏天，井水温度低于室温，和房间交换热量之后，房间就变得舒爽怡人。而抽出来的水在循环一圈后，再回灌到水井里。这样既调节了室内温度和湿度，又不会对居民用水造成任何问题。

　　根据这一原理，他们设计出一款适用于农村一家一户使用的“农家空调”——小型同井回灌地源环保住宅空调。

　　据刘小虎介绍，地源空调技术本身虽然已经比较成熟，可分为同井回灌热泵技术和异井回灌热泵技术等。然而，这两种技术都需要很深的钻井作为冷源，并且要使用热泵。热泵的使用使得空调成本较高，目前还多应用于城市整栋建筑甚至小区的大型系统空调，需要高端技术或者昂贵的设备，不太适合农村一家一户分散供暖的需要。针对目前武汉市周边农村水井比较普遍（平均1.5户人家有一口水井）的情况，该校师生对同井回灌技术进行了改造。

　　参与这一系统设计的刘冕等告诉记者，他们的这一空调系统采用砖砌结构，使用泡沫板作为保温材料，整体造价非常低廉，建造的技术难度也非常低：“村民了解基本的建造及电路常识，购买水泵、风机、排气风扇和除水器等简单设备后，就可以自己动手制作。”系统建成后，使用者就可以像使用普通空调一样，利用遥控器设定空调温度。

　　为了验证空调的效果，2006年9月，通过近两个月的相关实验、设计以及材料收集，得到洪山区规划分局、青菱乡政府、青菱乡横堤村的支持，他们在武汉市洪山区青菱乡横堤村一户村民家中，自己动手建造完成了一个空调系统。根据9月17日的测量数据可以看到，该空调系统能提供4000w以上的热交换功率（通常家用两匹的空调换热功率为3500w），具有较高的实际效能。此外，系统比传统的空调运行效率高出40%左右，节约能源和运行费用40%。横堤村有村民128户，水井84个。由于城市水网建设使该村用上了自来水，这些水井大多废弃不用。如果这一项目得到普及，将使全村大多数村民都能受惠。
 
　　据张乾介绍，上世纪50年代，地热空调就在北欧国家使用，70年代石油危机时，在西方世界得到推广。目前，仅美国就安装了40万台地热空调。90年代，我国以高纬度寒冷的东北、华北、西北地区为代表，兴起了地热直接利用的高潮，加大了以地热供暖为主的开发力度。然而就目前来看，这项技术还多数应用于城市，而且多使用高端技术或者昂贵的设备。

　　对刘冕等为地源空调在农村地区的普遍推广所做的努力，该校建规学院院长、绿色建筑专家李保峰等给予了充分的肯定：该系统以使用“低技术，简单构造”为出发点，设计并且建造出低消耗、低维护费用、在广大农村地区有较好适应性的地源环保空调。原理简单，主体构造材料易得，村民可以自己动手建造，“在长江中下游农村地区有较好的推广前景”。

　　在总结实验经验的基础上，他们还提出了不少改进措施：将井打至8米以上，即可保证充足的水源从而省去蓄水池；利用井上部的空余空间修建喷淋室；循环热（冷）气通过保温管道直接送入室内，避免了热（冷）气输送距离过长问题……

　　刘冕告诉记者，为了进一步总结经验经验，将研究做成一个系列，以便更好改进这一系统。最近，他们还计划在梁子湖附近某农家再建造一部地源空调。