关于地源热泵认知

 【摘要】地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。中国地源热泵产品生产厂家已经超过80家。《地源热泵系统应用情况调查研究分析报告》显示，地源热泵这一新兴技术受到广泛关注，不同所有制形式企业都参与到其开发、应用之中，尤以中小项目居多，这说明地源热泵发展潜力巨大。可以说，地源热泵在我国长江黄河流域等广大对冷热都有需求的地区，具有较高适用性，在我国有很好的应用前景。 

　　【关键词】地源热泵;原理;应用及分析;国内发展及分析 　　 

　　地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖;夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量（如电能）将吸取的全部热能（即电能+吸收的热能）一起排输至高温热源。而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的作用。 

　　与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60%。因此，近十几年来，尤其是近五年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及法国、瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。 

　　在我国，当前地源热泵发展存在的障碍主要表现在以下几个方面：首先，政府政策支持与财政补贴稍显薄弱。地源热泵是一项节能环保的技术体系，但在房地产应用推广中投资还是相对较高，开发商不愿意在自己的系统中使用这种技术，政府在政策上的支持力度也还是稍显单薄，鼓励与补贴政策也还不很明确。建议应像国外机构一样对此类系统设立专项基金给予支持。地源热泵的市场需要政府从可持续发展的角度，综合能源、环保和资源等各个方面的考虑，调整政策，促使其健康有序发展。 

　　其次，对地源热泵系统研发还不够深入。地源热泵目前在国家标准规范、宣传材料、系统图集方面还有所欠缺，同时在科研上还有一些问题没有取得突破，如土壤源地源热泵系统的地下温度场的计算方法不统一;海水源地源热泵系统海水取水口的设置;地下水地源热泵的地下管井的设计与施工、水源的探测开采、供水过滤、水质防腐处理等问题都还没有较好解决方法;对于已经完成并且运行的地源热泵系统，对其能效性能缺乏正确的评估体系也是影响其正常发展的原因之一。 

　　地源热泵发展空间广阔 

　　如《建筑通风空调新技术及其应用》所述，目前，我国城乡既有建筑总面积约400亿平方米，其中城镇约为160亿平方米，在城镇中居住建筑面积约为105亿平方米，其中能达到建筑节能标准的仅占5%%，其余95%%都是未来需要陆续进行节能改造的高能耗建筑;同时，我国每年新增房屋建筑面积约20亿平方米，预计到2020年底，我国新增的房屋面积将近300亿平方米，新增城镇民用建筑面积将为100亿～150亿平方米。 

　　据专家测算，目前我国发电装机容量为5.08亿千瓦，百米内地下水每年可采集的低温能量约为2.2×108千瓦，相当于其43%，近百米内的土壤每年可采集的低温能量相当于1.5×1012千瓦，则是其2950倍，浅层地能的应用仍然有相当大的市场发展空间，如果全国每年在1亿平方米建筑中推广应用地源热泵系统供暖空调，则每个采暖季可替代374万吨左右标煤，或25亿立方米左右天然气，削减约6.4万吨氮氧化物、933万吨二氧化碳、约16万吨颗粒物的排放。鉴于此，建设部提出，在“十一五”期间，推广浅层低能使其使用面积达到2.4亿平方米。同时，北京市发改委表示，北京将继续大力推广浅层地能，作为现行供暖的替代能源。今后凡政府投资的项目如政府机构、医院、学校等公共建筑，有条件的要优先使用浅层地能。预计到2010年，北京市将有2000万平方米的建筑采用浅层地能来供暖。 

　　为了大力发展可再生能源，当前政府、技术研究、工程设计与安装等部门需共同努力做好以下几方面工作：建议国家建立专项基金，鼓励地源热泵的推广应用;调查现有的地源热泵工程，总结经验;收集现有的用于地源热泵的全国水文地质资料，建立基本资料库;建立专业的地源热泵用管井设计和施工队伍，完善地埋管换热器的安装和施工队伍，适当时候建立专项设计施工资质管理制度;开展国家级和城市级的地源热泵（海水源、污水源、余热热源）工程示范，以得到正确可靠的技术数据，指导工程设计、安装和运行，然后开发适合国情、因地制宜的地源热泵机组，完善产品系列和规格;加强政府对地源热泵工程质量的监管，防止假冒伪劣，使得地源热泵在建筑应用中能健康发展;开发地源热泵和其他能源互相补充的技术体系，拓宽其发展方向。 

　　参考文献： 

　　[1]《建筑节能技术》 -武涌，龙惟定主编 2009 地源热泵系统 

　　[2]《蓄能空调技术》 -方贵银等编著 2006 地源热泵工作原理 �C 地源热泵 

　　[3]《地埋管地源热泵技术》 -刁乃仁，方肇洪著 2006  地源热泵组成及运行 397～432 

　　[4]《建筑通风空调新技术及其应用》 -胡平放等编著 2010  应用地源热泵的意义 第五章 50～55 

　　[5]《地源热泵技术与建筑节能应用》 -赵军，戴传山主编 2007 

　　[6]《地源热泵技术的节能原理》  2009