淺談地源熱泵技術在國內外發展與應用

□文/鄧麗娟

（重慶大學建設管理與房地產學院 重慶）

一、引言

我國目前面臨能源短缺與能源消耗快速增長的矛盾，統計資料顯示，我國人均剩余可開采石油儲量不到3.0噸，不足世界平均水平的1/9，石油對外依存度逐年上升，至2008年全年已達到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。

地源熱泵技術作為一種有益于環境保護和可持續發展的冷熱源形式，已經引起人們的廣泛興趣。地源熱泵在學術上的定義是指一種利用少量高位能，實現從低位能向高位能轉移的熱泵空氣調節系統。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，即地下土壤熱交換器地源熱泵系統、地下水熱泵系統、地表水（湖水、河水、海水及污水）熱泵系統。

二、國外現狀

自1912年瑞士Zoelly提出的“地源熱泵”概念以來，地源熱泵系統因其利用可再生能源，具有高效節能、環保的優點，在工程技術領域得到了廣泛的研究和應用。

美國的水源熱泵技術應用偏重于住宅和小型商業建筑，在大型建筑方面，美國推行WLHP系統，即水環熱泵系統，該系統是水源熱泵系統的一種特殊方式。美國地源熱泵工業已經成立了由美國能源環保研究中心、美國地下水資源聯合會、愛迪生電力研究所及眾多地源熱泵制造設計銷售公司以及政府機構和建筑商等146家成員組成的美國地源熱泵協會，該協會在近年來投入了大量資金從事開發、研究和推廣工作。

與美國的熱泵發展有所不同，中、北歐如瑞典、瑞士、奧地利、德國等國家于20世紀六十年代逐步發展成為主要用于采暖的水-水型地源熱泵技術，主要利用淺層地熱資源，地下土壤埋盤管的地源熱泵，用于室內地板輻射供暖及提供生活熱水。

加拿大地源熱泵市場增長急劇，其主要原因是加拿大聯邦政府的撥款支持，以及各省政府有針對性的補貼和公共服務部門對住宅改造的激勵，補貼程序由專門機構（如聲譽很高DavidSuzuki基金會）獨立研究發布。

亞洲地區，如日本，20世紀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廢水的水源熱泵集中供冷供熱系統，如東京幕張地區利用城市生活廢水的水源熱泵系統；八十年代初建成的東京箱崎地區區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，第一期工程規模為 11，000kW，具有 4，980m3的蓄熱槽。

三、國內現狀

地源熱泵在我國的發展可以分為三個階段:第一階段從20世紀八十年代到21世紀初，是起步階段。在這一階段，地源熱泵概念逐漸出現在我國科研工作者的視野里并得到逐步重視。1997年中國科技部與美國能源部正式簽署的《中美能源效率及可再生能源合作議定書》是我國地源熱泵真正起步的標志性事件，這個合作對我國地源熱泵初期發展起到了引導的作用。第二階段從21世紀初到2004年，是推廣階段。這個階段地源熱泵系統在我國各個地區均有應用，相關科學研究也極其活躍，但由于缺乏統一的系統培訓，技術實施人員的技術水平參差不齊，某些項目出現了問題，引起了人們對此技術的擔憂，而且房地產開發商更注重降低建設成本，而不注重新技術和建筑室內環境質量與科技理念，部分地源熱泵企業在市場拓展方面遇到困難，艱難地生存。第三階段從2005年至今，為快速發展階段。2005年后，隨著我國對可再生能源應用與節能減排工作的不斷加強，《可再生能源法》、《節約能源法》、《可再生能源中長期發展規劃》、《民用建筑節能管理條例》等法律法規的相繼頒布和修訂，外加財政部、建設部兩部委對國家級可再生能源示范工程和國家級可再生能源示范城市的逐步推進，更是奠定了地源熱泵在我國建筑節能與可再生能源利用中的突出地位，各省市陸續出臺相關的地方政策，設備廠家不斷增多，集成商規模不斷擴大，新專利新技術不斷涌現，從業人員不斷增多，有影響力的大型工程不斷出現，地源熱泵系統應用進入了爆發式的快速發展階段。

2009年6月1日，《地源熱泵系統工程技術規范》修訂版正式發布實施。相比此前的規范，修訂版更趨于完善合理，補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施細則中來，降低了工程失誤系數，為科學應用管理地源熱泵系統提供了堅實的保證，成為正確指導地埋管地源熱泵系統設計應用的行為準則。

國家在法律法規及其他相關政策方面的支持，促進了地源熱泵技術在國內多個省市的應用。

沈陽市大規模推廣應用“再生水源熱泵技術”，并自主研發了“混合式水源熱泵技術”。在水源熱泵技術的推廣應用上，除了應用地下水源熱泵技術，又創造了再生水源熱泵技術這種新形式，用這種形式供熱的節能效果還能再提高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能為4萬m2的建筑提供制冷和采暖，在國內尚屬首例，是目前我國最大的海水源熱泵工程。北京在2008年奧運會期間，充分利用得天獨厚的地熱條件，發揮地熱溫泉的清潔能源優勢和保健作用，相繼將一些先進的技術，如地熱尾水回灌、水源熱泵等應用到地熱供暖系統上，同時水源熱泵式中央空調成為指定選用的空調型式。洛陽市依靠天然的資源優勢，大力推廣地源熱泵技術，正骨醫院、黃委會辦公樓及賓館、中僑大廈、麗景陽光生態園等單位已采用了水源熱泵空調，運行效果良好。

四、結論

隨著國家標準《地源熱泵系統工程技術規范》的發布，地源熱泵系統的設計、安裝、運行、維護等各個方面均變得有章可循，其推廣應用時機已成熟。但地源熱泵技術就像一個新事物必須經歷挫折和教訓一樣逐漸地發展。作為一門新技術，它為我們國家的可持續發展帶來了契機，在不遠的將來，隨著經濟實力的提高和人民生活水平的進步，經過研究和技術人員的共同努力，一定具有廣闊的市場前景。

[1]李元普，王曄華.地源熱泵系統的兩種技術路線[J].建設科技.

[2]叢旭日.地源熱泵發展及應用[J].建設科技，2005.

[3]趙明婷.水源熱泵應用淺談[J].科技信息，2010.23.

[4]向平，張智，范功瑞，羅惠珠.重慶地區水源熱泵應用取水——水處理技術分析[N].水資源與水工程學報，2009.8.

[5]李紅霞，溫建軍，鄔燕妮.淺談熱泵技術的應用和發展[J].內蒙古科技與經濟，2008.19.

[6]孫強.淺談水源熱泵技術的國內外發展現狀及趨勢[N].佳木斯大學學報(自然科學版)，2007.5.

[7]美國能源部.北美及歐亞地源熱泵發展報告 [Z].國際地源熱泵協會專欄，2009.8.

[8]張軍.地表水源熱泵的發展現狀以及面臨問題[J].技術交流，2007.28.

[9]徐偉.國際國內地源熱泵技術發展[J].建設科技.

[10]陳薪，才雋.地源熱泵發展掀開嶄新篇章——2009年全國地源熱泵委員會年會舉行[N].中國建設報，2009.6.16.

[11]沈宗河，劉妮.堅定信心堅持創新推進地源熱泵工程不斷向前發展.沈陽日報，2007.7.15.

[12]王曉峰，王大方，洪光.淺析大連港區海水源熱泵的應用 [J].制冷與空調，2010.10.2.