地源热泵技术
2010-12-11 21:59:00   来源：   作者：   评论：0   点击：

地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术。它利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，通过埋藏在地下的换热器，与土壤或岩石交换热量，并转移地下土壤中的热量或者冷量到其所需要的地方。地源热泵全年运行状况稳定，不需要其它辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热、夏季制冷。所以，地源热泵是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术，它既不会污染地下水，又不会影响地面沉降，一年四季均能提供高品质的冷暖空气，可为我们营造非常舒适的室内环境。
　　随着社会的发展，能源危机、环境问题已经越来越为人们所关注，而地源热泵系统恰恰能够同时解决这两个棘手难题。
　　 一、地源热泵的发展
　　 地源热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文献中。20世纪50年代，欧洲和美国开始了研究地源热泵的第一次高潮。但由于当时能源价格较低，因而未能得到推广。直到上世纪70年代，石油危机和日益恶化的环境问题把人们的注意力集中到节能、高效益用能和环境保护时，地源热泵的研究又一次进入高潮。最近20年地源热泵在欧美等工业发达国家取得了迅速的发展，已成为一项成熟的应用技术。
在美国,地源热泵空调系统占整个空调系统的40%，是美国政府极力推广的节能、环保技术。截至目前,美国已安装了60万台，而且计划每年安装40万台，能降低温室气体排放100万吨，相当于减少50万辆汽车的污染排放或植树100万英亩，每年节约能源消费4.2亿美元。
　　在我国，由于能源价格的特殊性，人们对节能、环保的认识程度以及其它一些因素的影响，地源热泵技术的应用和发展比较缓慢，人们对之尚不十分了解。然而随着人们生活水平的提高、人均能耗的增长、一次性矿物能源的日益衰竭以及环境的日趋恶化，地源热泵技术已越来越引起人们的重视。可以预见，随着经济的发展以及人们节能、环保意识的日益提高，地源热泵技术在中国必将有广阔的应用和发展前景。
　　 二、地源热泵的工作原理
　　（一）地源热泵制冷原理
　　在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过冷媒/空气热交换器，以13℃以下的冷风的形式为室内供冷。
　　（二）地源热泵制热原理
　　在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以强制对流、自然对流或辐射的形式向室内供暖。 
　　 三、政府对地源热泵系统的政策支持
　　地源热泵作为一项节能、环保技术，国家给予了大力的支持。目前，北京市政府出台了一份文件，对北京地区使用地源热泵机组的用户，给予50元/平米的补助。2009年9月，沈阳市也被国家建设部正式确定为全国地源热泵技术推广试点城市。除此以外，国内还有许多城市也相继出台了相关的鼓励、优惠政策。
　　四、地源热泵技术的特点
（一）     地源热泵技术属于可再生能源利用技术　

 

 

地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源。  

 
 

（二）     地源热泵属经济有效的节能技术　
 
 

地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统的运行效率要高40%左右，因此可以节能和节省运行费用40%左右。另外，地表浅层温度较为恒定的特性，使得热泵机组的运行更加可靠和稳定，也保证了系统的高效性和经济性。　
（三）     地源热泵环境效益显著　
地源热泵的污染物排放与空气源热泵相比减少40％以上，与电供暖相比则要减少70％以上。虽然同样采用制冷剂，但比常规空调装置减少25％左右的充灌量，属于自含式系统，即该装置可在工厂车间内事先整装密封好，因此，制冷剂泄漏的机率大为减少。该装置的运行没有任何污染，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。
（四）     地源热泵系统一机可多用，应用范围广泛　
地源热泵系统可用于供暖、空调，还可供生活热水，一机可多用，一套系统可以替换原来的锅炉和空调两套装置或系统。地源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖及空调使用。
（五）     地源热泵系统维护费用较低　
  
五、我国地源热泵发展目前存在的主要问题
近些年，国家鼓励节能减排技术和清洁能源的发展，地源热泵的发展得到了政府的大力支持，并在政策上给予了一定的优惠条件，政府、市场对地源热泵技术的产品需求比较旺盛。需求的增长自然带动市场的发展，因此，地源热泵的发展速度非常迅猛。目前，地源热泵技术已经成为供暖制冷领域利用可再生能源实现节能、环保、供热费用低廉的主要技术手段。 
    尽管近两年地源热泵的发展速度直线上升，人们对新能源、新的节能技术手段认可度大大提升，然而在市场推广过程中，不可避免的遇到了一些较为棘手的问题。
    企业进入行业盲目，缺乏系统学习 
    市场混乱的原因之一就是企业盲目的入行。实际上，地源热泵是一项成熟的技术，只是使用者对其缺乏全面的学习和掌握。众所周知，地源热泵是从国外引进的一项技术，在我国并没有多长时间的实践，而很多企业都是转型而来，这样就导致不同行业的转型存在不同的问题。而且,在转型过程中存在夸大其辞、从业人员素质低下等问题。
    业主投资盲目，项目节能效果不会合理判断 
    地源热泵学会做过很多项目的评估、诊断，其中发现业主投资很是盲目，往往只是听说该项目政府会给与补贴就盲目投资，并不了解具体项目，不考虑地区可行性、系统节能效果、施工单位的经验等。这样的盲目投资最终导致的结果不仅达不到“节能”反而是“浪费”。 
     缺乏可操作的准入制度和科学评价体系 
    如果没有一个市场准入制度，没有对操作者个人资质和对实施单位资质的严格管理，那么任何人都可以成立公司做地源热泵业务，这样做最终导致的结果只能是节能效果不佳或可靠性大大降低。 
    所以，首先需要解决的是行业自律问题，企业要加强人员培训，提高企业自身能力，不参与恶性竞争，这是保证行业健康发展的重要前提。第二，行业组织要加强推广工作，增大宣传力度，不光是对操作者也应该针对使用者和监督者进行培训。第三，政府应该出台相应的市场准入制度和科学评价体系、设备技术等相关的标准。