淺談地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)

摘 要：全球環(huán)境變暖，生態(tài)環(huán)境的惡化，保護人類共有的生存家園是迫在眉睫的大事，越來越多的國家利用可再生能源來供暖。因此，不斷開發(fā)節(jié)能、環(huán)保型可持續(xù)發(fā)展的暖通空調(diào)技術(shù)已非常迫切。本文探討了地源熱泵空調(diào)技術(shù)及其發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：地源熱泵；空調(diào)；綠色環(huán)保；節(jié)能

目前，能耗已占建筑總能耗的百分之五十五的采暖和空調(diào)系統(tǒng)，在夏季，大多數(shù)電網(wǎng)負荷高峰期時用于空調(diào)制冷的電大約有三分之一，所以導(dǎo)致時常發(fā)生拉閘限電的事情。在2010年，根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，建筑運行能耗約占總能耗的百分之三十，所以搞好供暖系統(tǒng)的節(jié)能非常重要。利用地源供暖成為建筑工程中供暖空調(diào)技術(shù)發(fā)展的方向，和傳統(tǒng)的能源想比，這種供暖空調(diào)更加的清潔，更加節(jié)能，而且不受地理位置和氣候的影響，所以慢慢的在全國使用。

一、地源熱泵系統(tǒng)及特點

地源熱泵是通過提取巖土體、地下水或地表水的能量，利用溫差進行冷熱交換來實現(xiàn)供暖或制冷的技術(shù)。這一技術(shù)誕生于1912年的瑞士，50年代在歐洲發(fā)展成熟，70年代第一次能源危機以后，受到世界能源、環(huán)保組織和歐美發(fā)達國家的推崇，進而被市場廣泛接受。我國1997年與美國政府簽訂熱泵技術(shù)系統(tǒng)引進協(xié)議，鼓勵國內(nèi)發(fā)展該技術(shù)。我國淺層地能資源潛力巨大，僅百米內(nèi)的土壤每年可采集的低溫能量約為1.5×1012kW，而百米內(nèi)地下水的每年可采集的低溫能量約為2.2×108kW，分別相當于目前我國發(fā)電裝機容量4億kW的3750倍和一半。

二、地源熱泵技術(shù)的優(yōu)點

（一）管理方便，占地面積小。地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)不用冷卻塔，沒有鍋爐房和另外的室外設(shè)施，不用煤場和渣場所以省去了很多占地面積，節(jié)省的空間，附加的經(jīng)濟效益更大，而且使工程的外部形象得到的改善和提升因為地源熱泵的高質(zhì)量，減少的維修費用；不用專門的人員去看守，節(jié)省了人力成本；而且其獨立計費，分戶計量的方式，便于業(yè)方對系統(tǒng)的管控。

（二）節(jié)能，環(huán)保，污染少。地源熱泵供暖系統(tǒng)不用鍋爐，不排放燃燒物，降低了二氧化碳等溫室氣體的排放量，減少了污染，保護了環(huán)境。在夏季的時候，把熱量轉(zhuǎn)移到地下來制冷，沒有把溫室氣體排放到空氣中，降低的溫室效應(yīng)和熱島效應(yīng)，使全球環(huán)境朝著可持續(xù)方向發(fā)展。

（三）運用安全，靈活。地源熱泵空調(diào)供暖空調(diào)技術(shù)運用時非常靈活，熱泵機組設(shè)施可以安置到任何地方，便于節(jié)約空間，所以可用在新建工程，改建或者擴建工程項民地源熱泵系統(tǒng)不用煤氣，沒有儲油罐，安全，衛(wèi)生。

（四）運行成本低。基于高效節(jié)能的特征所以地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)的運行成本低，安全可靠，維修費用低，使用期限長，對比傳統(tǒng)的空調(diào)來說，其成本費用大大降低。而且地源熱泵是自動化的設(shè)備，不用有專門的人員的看守、操控。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，相對于傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)地源熱泵的成本費只需要他的一半。

三、地源熱泵系統(tǒng)樣式

根據(jù)地熱能交換系統(tǒng)形式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地下水源型熱泵系統(tǒng)、土壤源型熱泵系統(tǒng)和地表水（江河水、湖水，海水、再生水）源熱泵系統(tǒng)。

（一）地下水源型熱泵系統(tǒng)。抽取地下水，經(jīng)過換熱，再把水回灌到原來的水層中。這種系統(tǒng)的熱效率最高，但關(guān)鍵是需要足量的地下水，并嚴格保證用水的回灌和不受污染，否則可能帶來生態(tài)災(zāi)害。

（二）土壤源型熱泵系統(tǒng)。以巖土體為冷熱源，換熱器是埋于地下密閉的U型管，與大地進行冷熱交換。這種系統(tǒng)適應(yīng)性廣，生態(tài)安全無虞，但工程投入較前者要高。

（三）污水源型熱泵系統(tǒng)。以地表污水、中水等水體為熱源進行冷熱交換。由于城市污水與其他地表水相比，具有冬季高，夏季低的特點，又處于地表，熱效率和設(shè)備安裝均優(yōu)于前兩類。有污水源的地方就可以使用，一些排水量較大的浴池用這種技術(shù)做主要熱源，輔以電加熱，或可以徹底解決小鍋爐污染的問題。

四、地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)的現(xiàn)狀

從20世紀80年代開始，地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)在我國開始研究，而且最近幾年，這項技術(shù)成為了一個熱點的研究課題，而且在工程建筑中開始運用地源熱泵技術(shù)，地源熱泵的相關(guān)產(chǎn)品得到了大量的生產(chǎn)，涌起了供暖節(jié)能的浪潮在我國的一二線城市，比如北京，上海等地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用面積占全部市場余額的百分之三四十，而且目前有超過70家廠家在生產(chǎn)地源熱泵相關(guān)產(chǎn)品，大部分都集中在一線城市，這說明地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)得到了大家的注意，市場潛力是無窮的二而且地源熱泵在全國是有需求的，有很高的適用性，對于南方來說，夏季有制冷需求；北方冬季供暖；特別是在條件相對來說比較差，不能用電、氣、煤等來制冷供暖的地方來說，地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)應(yīng)用面就更加大了。下面將具體分析地源熱泵技術(shù)在我國發(fā)展中存在的問題。

（一）運行資金不足。地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)能夠節(jié)能環(huán)保，所以技術(shù)要求比較高，在應(yīng)用過程中投資比較高，房地產(chǎn)開發(fā)商在這種高成本的前提下，不愿意投入太多資金建造這個系統(tǒng)，而且政府政策支持力度不足，財政補貼少，所以地源熱泵技術(shù)的在國內(nèi)發(fā)展存在局限性，應(yīng)該設(shè)立專項基金，來推廣這項技術(shù)。

（二）技術(shù)研究不深。地源熱泵是新興的科學技術(shù)，國內(nèi)對這項技術(shù)沒有規(guī)范的標準，在科研上存在問題還有待于突破，缺乏評估體系對其有效性進行評估。

（三）生產(chǎn)技術(shù)可靠性不高。雖然在我國已經(jīng)有不少于巧家的廠家在生產(chǎn)地源熱泵的相關(guān)產(chǎn)品，但由于沒有正確的評估體系對其進行檢測，所以產(chǎn)品的質(zhì)量和性能還不足以讓人放心。許多地源熱泵在進行生產(chǎn)之前，沒有經(jīng)過專業(yè)人員進行嚴格的設(shè)計、計算，導(dǎo)致生產(chǎn)出的產(chǎn)品失效，而且生產(chǎn)的熱泵機型號少，不能滿足國內(nèi)現(xiàn)階段工程的需求量。

（四）宣傳不到位。地源熱泵技術(shù)運用過程出現(xiàn)障礙，還有一個原因是技術(shù)沒有得到廣泛的宣傳。目前只有少數(shù)科研單位掌握了地源熱泵這項技術(shù)含量高的技術(shù)，還有很多設(shè)計院不了解這個技術(shù)，各個專業(yè)和領(lǐng)域的人們應(yīng)該相互配合，共同參與技術(shù)的研發(fā)和使用中去。

五、地源熱泵技術(shù)的發(fā)展趨勢

由于美國的氣候條件與我國很相似，美國地源熱泵生產(chǎn)和推廣對我國很有借鑒意義，但在我國由于能源價格以及人們在節(jié)能、環(huán)保的認識程度等原因地源熱泵空調(diào)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展還比較緩慢，但隨著一次性礦物能源的的儲量進一步減少和生存環(huán)境的日趨惡化，地源熱泵這一技術(shù)已經(jīng)引起了人們的重視。在國家建設(shè)部公布的《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》中也作了推薦，北京市于2007年7月1日，由發(fā)改委及其他八部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)關(guān)于發(fā)展熱泵系統(tǒng)的指導(dǎo)意見的通知》（京發(fā)改〔2006〕839號），明確提出在建筑中使用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，可以獲得每平50元的政府補助；國家還將北京、天津、沈陽等三個城市做為地源熱泵試點城市，通過政府努力引導(dǎo)和發(fā)展地源熱泵技術(shù)，現(xiàn)特別是在國家的一些政府部門的建筑，學校，醫(yī)院等，都大力進行了地源熱泵改造，相信不久的將來地源熱泵系統(tǒng)在神州大地必將花開滿地。

六、結(jié)語

進入二十一世紀，能源緊缺已經(jīng)成為各國經(jīng)濟發(fā)展的世界難題。隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對空調(diào)的舒適性、室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求也越來越高。為了更好地滿足人們這種更加舒適和更加有利于身心健康的要求，近年來在空調(diào)領(lǐng)域興起了地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)。地源熱泵作為一種有益環(huán)境、節(jié)約能源和經(jīng)濟可行的建筑物供暖及制冷新技術(shù)越來越受到關(guān)注。