地(水)源熱泵系統(tǒng)

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1、地（水）源熱泵系統(tǒng)一．地源熱泵技術(shù)綜述所謂地源熱泵(GroundSourceHeatPump)，即GSHP技術(shù)，是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵利用地能一年四季溫度穩(wěn)定的特性，冬季把地能作為熱泵供暖的熱源，夏季把地能作為空調(diào)的冷源；即在冬季把高于環(huán)境溫度的地能中的熱能取出來供給室內(nèi)采暖，夏季把室內(nèi)的熱能取出來釋放到低于環(huán)境溫度的地能中，通過少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位能向高位能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。關(guān)于地源熱泵的名稱問題一直以來都是各個地方叫法不一樣的，到目前為止，“地源熱泵”的命名尚不統(tǒng)一。

2、最近幾年國內(nèi)空調(diào)設(shè)備生產(chǎn)廠家紛紛推出了各式各樣的地源熱泵產(chǎn)品，冠之以諸如“地能中央空調(diào)系統(tǒng)”、“水源中央空調(diào)系統(tǒng)”、“地溫中央空調(diào)系”、“中央液態(tài)冷熱源”等等的名稱，在一定程度上起到了混淆視聽的作用，使地源熱泵這一非常成熟的技術(shù)蒙上了一層神秘的面紗。一般來講有兩個術(shù)語來描述：地?zé)岜茫℅eothermalHeatPump）和地源熱泵（Ground-sourceHeatpump）。前者一般用于人們在市場中以及官方用語；后者用于工程技術(shù)中。國內(nèi)來講，一般叫做地(源)熱泵，或者土壤源熱泵。-9-目前，國內(nèi)工程市場上習(xí)慣把采用地埋管技術(shù)的熱泵系統(tǒng)稱為“地源熱泵”，利用抽灌井技

3、術(shù)的熱泵系統(tǒng)稱為“水源熱泵”。其組成如圖所示。-9-地源熱泵技術(shù)采用熱泵技術(shù)，將地層作為冷熱源。它的做功總是從低溫?zé)嵩刺崛崃?，向高溫?zé)嵩捶懦鰺崃?，因此，一個相對穩(wěn)定的地下熱源是決定地源熱泵技術(shù)工作效率的關(guān)鍵因素。在供暖過程中，地層是低溫?zé)嵩?，不斷從地層吸收熱量向熱泵提供相對恒溫的介質(zhì)；在制冷場合，地上循環(huán)系統(tǒng)是熱泵的低溫?zé)嵩矗粩鄰氖覂?nèi)吸收熱量向熱泵提供相對恒溫的循環(huán)介質(zhì)。所以，對地源熱泵來說，它始終是從低溫?zé)嵩次鼰?，向高溫?zé)嵩捶艧帷Φ叵卵h(huán)來說，在供熱時，它是低溫?zé)嵩?，而在制冷時，它又是高溫?zé)嵩?。對于地上循環(huán)來說，情況剛剛相反。二．地源熱泵技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r最早的地

4、源熱泵誕生于美國。1954年，美國人發(fā)明了世界上第一臺地源熱泵，其工作原理與今天的地源熱泵相同，只是當(dāng)時其體積較大，機(jī)械功能和熱效率要比現(xiàn)今的地源熱泵系統(tǒng)低得多。-9-而地源熱泵真正意義的商業(yè)應(yīng)用也只有近十幾年的歷史。如美國，截止1985年全國共有14,000臺地源熱泵，而1997年就安裝了45,000臺，到目前為止已安裝了440,000臺，而且每年以10％的速度穩(wěn)步增長。1998年美國商業(yè)建筑中地源熱泵系統(tǒng)已占空調(diào)總保有量的19％，其中有新建筑中占30％。美國全國有各類地源熱泵系統(tǒng)大于60萬套；其中：20萬套以上為閉式循環(huán)系統(tǒng)，開放循環(huán)的地源熱泵系統(tǒng)大約有35萬至

5、40萬套，每年遞增20%，2000年安裝5—6萬套，其中4萬套以上為封閉循環(huán)系統(tǒng)。美國每年新建獨(dú)立住宅一百萬座，其中四分之一采用地板采熱方式，這可以直接與地源熱泵系統(tǒng)配套。美國政府十分關(guān)注地源熱泵技術(shù)的發(fā)展和市場推廣，曾經(jīng)就地源熱泵能否列為國家公用計劃而進(jìn)行了多年的調(diào)研。還資助過十幾項(xiàng)重大的地源熱泵實(shí)驗(yàn)示范項(xiàng)目，并在20多個州鼓勵市政部門和公立學(xué)校、醫(yī)院等率先安裝地源熱泵供暖和制冷系統(tǒng)。美國地源熱泵工業(yè)已經(jīng)成立了由美國能源部、環(huán)保署、愛迪遜電力研究所及眾多地源熱泵廠家組成的美國地源熱泵協(xié)會，該協(xié)會在近年中將投入一億美元從事開發(fā)、研究和推廣工作。美國計劃到2001年達(dá)

6、到每年安裝40萬臺地源熱泵的目標(biāo)，屆時將降低溫室氣體排放1百萬噸，相當(dāng)于減少50萬輛汽車的污染物排放或種植樹1,000,000英畝，年節(jié)約能源費(fèi)用達(dá)4.2億美元，此后，每年節(jié)約能源費(fèi)用再增加1.7億美元。與美國的地源熱泵發(fā)展有所不同，中、北歐如瑞典、瑞士、奧地利、德國等國家主要利用淺層地?zé)豳Y源，地下土壤埋盤管（埋深<400米-9-深）的地源熱泵，用于室內(nèi)地板輻射供暖及提供生活熱水。據(jù)1999年的統(tǒng)計，為家用的供熱裝置中，地源熱泵所占比例，瑞士為96％，奧地利為38％，丹麥為27％。加拿大：地源熱泵技術(shù)發(fā)展較晚，其中封閉循環(huán)地源熱泵系統(tǒng)剛剛開始，至1994年，僅有7,

7、000—8,000套封閉循環(huán)地源熱泵系統(tǒng)投入使用，加上開放系統(tǒng)地源熱泵總數(shù)不超過萬臺。瑞典：在地源熱泵應(yīng)用的初期，瑞典政府采取了一定的補(bǔ)貼政策。90年代以來，政府補(bǔ)貼取消，但地源熱泵安裝仍以1,000套/年的速度遞增。全國已安裝了23萬套地源熱泵，其中5萬套為封閉循環(huán)系統(tǒng)。瑞士：瑞士是世界上地源熱泵應(yīng)用人均比例最高的國家，其中封閉循環(huán)系統(tǒng)所占比例越來越高，至1998年，封閉循環(huán)系統(tǒng)以占70%以上，總數(shù)達(dá)20萬臺以上。日本：日本地源熱泵制造技術(shù)非常領(lǐng)先，水源—水源熱泵的數(shù)量名列世界前茅，年產(chǎn)量達(dá)400萬臺，一些市政建設(shè)項(xiàng)目和公益性建筑都曾利用地源熱泵進(jìn)行供暖/制冷