淺談地源熱泵技術(shù)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展與應(yīng)用

□文/鄧麗娟

（重慶大學(xué)建設(shè)管理與房地產(chǎn)學(xué)院 重慶）

一、引言

我國(guó)目前面臨能源短缺與能源消耗快速增長(zhǎng)的矛盾，統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)人均剩余可開(kāi)采石油儲(chǔ)量不到3.0噸，不足世界平均水平的1/9，石油對(duì)外依存度逐年上升，至2008年全年已達(dá)到48.0%；煤炭、天然氣和森林資源的人均擁有量分別僅為世界平均值的1/2、1/23和1/6。

地源熱泵技術(shù)作為一種有益于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的冷熱源形式，已經(jīng)引起人們的廣泛興趣。地源熱泵在學(xué)術(shù)上的定義是指一種利用少量高位能，實(shí)現(xiàn)從低位能向高位能轉(zhuǎn)移的熱泵空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。從廣義上看，它包括了使用土壤、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統(tǒng)，即地下土壤熱交換器地源熱泵系統(tǒng)、地下水熱泵系統(tǒng)、地表水（湖水、河水、海水及污水）熱泵系統(tǒng)。

二、國(guó)外現(xiàn)狀

自1912年瑞士Zoelly提出的“地源熱泵”概念以來(lái)，地源熱泵系統(tǒng)因其利用可再生能源，具有高效節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，在工程技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用。

美國(guó)的水源熱泵技術(shù)應(yīng)用偏重于住宅和小型商業(yè)建筑，在大型建筑方面，美國(guó)推行WLHP系統(tǒng)，即水環(huán)熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)是水源熱泵系統(tǒng)的一種特殊方式。美國(guó)地源熱泵工業(yè)已經(jīng)成立了由美國(guó)能源環(huán)保研究中心、美國(guó)地下水資源聯(lián)合會(huì)、愛(ài)迪生電力研究所及眾多地源熱泵制造設(shè)計(jì)銷(xiāo)售公司以及政府機(jī)構(gòu)和建筑商等146家成員組成的美國(guó)地源熱泵協(xié)會(huì)，該協(xié)會(huì)在近年來(lái)投入了大量資金從事開(kāi)發(fā)、研究和推廣工作。

與美國(guó)的熱泵發(fā)展有所不同，中、北歐如瑞典、瑞士、奧地利、德國(guó)等國(guó)家于20世紀(jì)六十年代逐步發(fā)展成為主要用于采暖的水-水型地源熱泵技術(shù)，主要利用淺層地?zé)豳Y源，地下土壤埋盤(pán)管的地源熱泵，用于室內(nèi)地板輻射供暖及提供生活熱水。

加拿大地源熱泵市場(chǎng)增長(zhǎng)急劇，其主要原因是加拿大聯(lián)邦政府的撥款支持，以及各省政府有針對(duì)性的補(bǔ)貼和公共服務(wù)部門(mén)對(duì)住宅改造的激勵(lì)，補(bǔ)貼程序由專門(mén)機(jī)構(gòu)（如聲譽(yù)很高DavidSuzuki基金會(huì)）獨(dú)立研究發(fā)布。

亞洲地區(qū)，如日本，20世紀(jì)八十年代以后建成了不少利用地表水、城市生活廢水及工業(yè)廢水的水源熱泵集中供冷供熱系統(tǒng)，如東京幕張地區(qū)利用城市生活廢水的水源熱泵系統(tǒng)；八十年代初建成的東京箱崎地區(qū)區(qū)域供冷供熱工程是首次采用了隅田川的河水作為熱泵熱源，第一期工程規(guī)模為 11，000kW，具有 4，980m3的蓄熱槽。

三、國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

地源熱泵在我國(guó)的發(fā)展可以分為三個(gè)階段:第一階段從20世紀(jì)八十年代到21世紀(jì)初，是起步階段。在這一階段，地源熱泵概念逐漸出現(xiàn)在我國(guó)科研工作者的視野里并得到逐步重視。1997年中國(guó)科技部與美國(guó)能源部正式簽署的《中美能源效率及可再生能源合作議定書(shū)》是我國(guó)地源熱泵真正起步的標(biāo)志性事件，這個(gè)合作對(duì)我國(guó)地源熱泵初期發(fā)展起到了引導(dǎo)的作用。第二階段從21世紀(jì)初到2004年，是推廣階段。這個(gè)階段地源熱泵系統(tǒng)在我國(guó)各個(gè)地區(qū)均有應(yīng)用，相關(guān)科學(xué)研究也極其活躍，但由于缺乏統(tǒng)一的系統(tǒng)培訓(xùn)，技術(shù)實(shí)施人員的技術(shù)水平參差不齊，某些項(xiàng)目出現(xiàn)了問(wèn)題，引起了人們對(duì)此技術(shù)的擔(dān)憂，而且房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商更注重降低建設(shè)成本，而不注重新技術(shù)和建筑室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量與科技理念，部分地源熱泵企業(yè)在市場(chǎng)拓展方面遇到困難，艱難地生存。第三階段從2005年至今，為快速發(fā)展階段。2005年后，隨著我國(guó)對(duì)可再生能源應(yīng)用與節(jié)能減排工作的不斷加強(qiáng)，《可再生能源法》、《節(jié)約能源法》、《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》、《民用建筑節(jié)能管理?xiàng)l例》等法律法規(guī)的相繼頒布和修訂，外加財(cái)政部、建設(shè)部?jī)刹课瘜?duì)國(guó)家級(jí)可再生能源示范工程和國(guó)家級(jí)可再生能源示范城市的逐步推進(jìn)，更是奠定了地源熱泵在我國(guó)建筑節(jié)能與可再生能源利用中的突出地位，各省市陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)的地方政策，設(shè)備廠家不斷增多，集成商規(guī)模不斷擴(kuò)大，新專利新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，從業(yè)人員不斷增多，有影響力的大型工程不斷出現(xiàn)，地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)入了爆發(fā)式的快速發(fā)展階段。

2009年6月1日，《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》修訂版正式發(fā)布實(shí)施。相比此前的規(guī)范，修訂版更趨于完善合理，補(bǔ)充了地源熱泵工作的缺失部分，將地下工況考慮到地源熱泵實(shí)施細(xì)則中來(lái)，降低了工程失誤系數(shù)，為科學(xué)應(yīng)用管理地源熱泵系統(tǒng)提供了堅(jiān)實(shí)的保證，成為正確指導(dǎo)地埋管地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用的行為準(zhǔn)則。

國(guó)家在法律法規(guī)及其他相關(guān)政策方面的支持，促進(jìn)了地源熱泵技術(shù)在國(guó)內(nèi)多個(gè)省市的應(yīng)用。

沈陽(yáng)市大規(guī)模推廣應(yīng)用“再生水源熱泵技術(shù)”，并自主研發(fā)了“混合式水源熱泵技術(shù)”。在水源熱泵技術(shù)的推廣應(yīng)用上，除了應(yīng)用地下水源熱泵技術(shù)，又創(chuàng)造了再生水源熱泵技術(shù)這種新形式，用這種形式供熱的節(jié)能效果還能再提高10%左右。

遼寧大連的星海假日酒店采用的海水源熱泵集中空調(diào)能為4萬(wàn)m2的建筑提供制冷和采暖，在國(guó)內(nèi)尚屬首例，是目前我國(guó)最大的海水源熱泵工程。北京在2008年奧運(yùn)會(huì)期間，充分利用得天獨(dú)厚的地?zé)釛l件，發(fā)揮地?zé)釡厝那鍧嵞茉磧?yōu)勢(shì)和保健作用，相繼將一些先進(jìn)的技術(shù)，如地?zé)嵛菜毓?、水源熱泵等?yīng)用到地?zé)峁┡到y(tǒng)上，同時(shí)水源熱泵式中央空調(diào)成為指定選用的空調(diào)型式。洛陽(yáng)市依靠天然的資源優(yōu)勢(shì)，大力推廣地源熱泵技術(shù)，正骨醫(yī)院、黃委會(huì)辦公樓及賓館、中僑大廈、麗景陽(yáng)光生態(tài)園等單位已采用了水源熱泵空調(diào)，運(yùn)行效果良好。

四、結(jié)論

隨著國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》的發(fā)布，地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)等各個(gè)方面均變得有章可循，其推廣應(yīng)用時(shí)機(jī)已成熟。但地源熱泵技術(shù)就像一個(gè)新事物必須經(jīng)歷挫折和教訓(xùn)一樣逐漸地發(fā)展。作為一門(mén)新技術(shù)，它為我們國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了契機(jī)，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提高和人民生活水平的進(jìn)步，經(jīng)過(guò)研究和技術(shù)人員的共同努力，一定具有廣闊的市場(chǎng)前景。

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