淺談地源熱泵供暖空調技術

摘 要：全球環境變暖，生態環境的惡化，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，不斷開發節能、環保型可持續發展的暖通空調技術已非常迫切。本文探討了地源熱泵空調技術及其發展趨勢。

關鍵詞：地源熱泵；空調；綠色環保；節能

目前，能耗已占建筑總能耗的百分之五十五的采暖和空調系統，在夏季，大多數電網負荷高峰期時用于空調制冷的電大約有三分之一，所以導致時常發生拉閘限電的事情。在2010年，根據調查發現，建筑運行能耗約占總能耗的百分之三十，所以搞好供暖系統的節能非常重要。利用地源供暖成為建筑工程中供暖空調技術發展的方向，和傳統的能源想比，這種供暖空調更加的清潔，更加節能，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供暖或制冷的技術。這一技術誕生于1912年的瑞士，50年代在歐洲發展成熟，70年代第一次能源危機以后，受到世界能源、環保組織和歐美發達國家的推崇，進而被市場廣泛接受。我國1997年與美國政府簽訂熱泵技術系統引進協議，鼓勵國內發展該技術。我國淺層地能資源潛力巨大，僅百米內的土壤每年可采集的低溫能量約為1.5×1012kW，而百米內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電裝機容量4億kW的3750倍和一半。

二、地源熱泵技術的優點

（一）管理方便，占地面積小。地源熱泵供暖空調技術不用冷卻塔，沒有鍋爐房和另外的室外設施，不用煤場和渣場所以省去了很多占地面積，節省的空間，附加的經濟效益更大，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量，減少的維修費用；不用專門的人員去看守，節省了人力成本；而且其獨立計費，分戶計量的方式，便于業方對系統的管控。

（二）節能，環保，污染少。地源熱泵供暖系統不用鍋爐，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，保護了環境。在夏季的時候，把熱量轉移到地下來制冷，沒有把溫室氣體排放到空氣中，降低的溫室效應和熱島效應，使全球環境朝著可持續方向發展。

（三）運用安全，靈活。地源熱泵空調供暖空調技術運用時非常靈活，熱泵機組設施可以安置到任何地方，便于節約空間，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不用煤氣，沒有儲油罐，安全，衛生。

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

三、地源熱泵系統樣式

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

（一）地下水源型熱泵系統。抽取地下水，經過換熱，再把水回灌到原來的水層中。這種系統的熱效率最高，但關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，否則可能帶來生態災害。

（二）土壤源型熱泵系統。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。這種系統適應性廣，生態安全無虞，但工程投入較前者要高。

（三）污水源型熱泵系統。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，熱效率和設備安裝均優于前兩類。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、地源熱泵供暖空調技術的現狀

從20世紀80年代開始，地源熱泵供暖空調技術在我國開始研究，而且最近幾年，這項技術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，地源熱泵的相關產品得到了大量的生產，涌起了供暖節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應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家廠家在生產地源熱泵相關產品，大部分都集中在一線城市，這說明地源熱泵供暖空調技術得到了大家的注意，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，地源熱泵供暖空調技術應用面就更加大了。下面將具體分析地源熱泵技術在我國發展中存在的問題。

（一）運行資金不足。地源熱泵供暖空調技術能夠節能環保，所以技術要求比較高，在應用過程中投資比較高，房地產開發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，而且政府政策支持力度不足，財政補貼少，所以地源熱泵技術的在國內發展存在局限性，應該設立專項基金，來推廣這項技術。

（二）技術研究不深。地源熱泵是新興的科學技術，國內對這項技術沒有規范的標準，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）生產技術可靠性不高。雖然在我國已經有不少于巧家的廠家在生產地源熱泵的相關產品，但由于沒有正確的評估體系對其進行檢測，所以產品的質量和性能還不足以讓人放心。許多地源熱泵在進行生產之前，沒有經過專業人員進行嚴格的設計、計算，導致生產出的產品失效，而且生產的熱泵機型號少，不能滿足國內現階段工程的需求量。

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

五、地源熱泵技術的發展趨勢

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能、環保的認識程度等原因地源熱泵空調技術應用和發展還比較緩慢，但隨著一次性礦物能源的的儲量進一步減少和生存環境的日趨惡化，地源熱泵這一技術已經引起了人們的重視。在國家建設部公布的《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》中也作了推薦，北京市于2007年7月1日，由發改委及其他八部委聯合發布了《關于印發關于發展熱泵系統的指導意見的通知》（京發改〔2006〕839號），明確提出在建筑中使用地源熱泵空調系統，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，通過政府努力引導和發展地源熱泵技術，現特別是在國家的一些政府部門的建筑，學校，醫院等，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在神州大地必將花開滿地。

六、結語

進入二十一世紀，能源緊缺已經成為各國經濟發展的世界難題。隨著經濟的持續發展，人們生活水平的不斷提高，對空調的舒適性、室內空氣品質的要求也越來越高。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，近年來在空調領域興起了地源熱泵供暖空調技術。地源熱泵作為一種有益環境、節約能源和經濟可行的建筑物供暖及制冷新技術越來越受到關注。