地熱泵的發展前景探析

摘 要：當前，隨著人們生活質量的提升，對電能的消耗也呈現出迅速增長的趨勢，地熱泵作為供暖并制冷的先進技術，能廣泛的應用于人們的生活中，而且對于節能降耗，保護環境都具有重要作用。本文通過對地熱泵工作原理以及特點等研究，分析其未來的發展前景和趨勢。

關鍵詞：地熱泵；發展前景；探析

地熱泵概念最早在上世紀初由瑞士人Zoelly提出，在上個世紀八十年代后期，地熱泵的技術逐漸成熟，并在歐美國家得到快速發展。本世紀初，我國在這方面的技術取得長遠發展，各大高校和研究機構也展開了理論和實踐應用方面的深入研究，我國政府也高度重視并出臺了政策支持地熱泵的發展應用，近年來，地熱泵在城市建筑的應用上得到廣泛應用，但與地熱泵應用的老大，其裝機容量和年利用熱能世界第一的美國相比還有一定的差距，

世界地熱的權威專家預測至 2050 年的世界地熱泵發展趨勢，無論裝機容量或年利用熱能都是幾何級數往上速增的，而傳統的地熱直接利用仍只能平緩慢速增長。

1 地熱泵的工作原理

地熱泵的工作原理主要是通過使用淺層的地熱資源，來制作出既可以制冷、又能夠供熱的節能、高效、清潔的空調設備。地熱泵在使用過程中通過在設備中輸入較少的電能等能源來實現將低溫位的熱能轉移到高溫位的工作目標。在冬季，地熱泵將地能中存儲的熱量提取出來并將溫度提高，溫度被提高之后，便可以向室內供暖；在夏季的時候則正好相反，地熱泵能把室內的熱量抽出去，釋放到地能中，這樣就可以使得室內的溫度有效降低。因此，根據地熱泵的工作原理和先進技術而建成的空調系統，其主要由室外地能換熱、室內空調的末端裝置以及地源熱泵的工作機組三大部分組成。這樣的空調系統工作時，此三個系統間主要是以水作為熱能交換的媒介來完成傳遞和轉換室內與地能之間熱能存儲量的工作。

2 地熱泵的技術特點

地熱泵技術屬于一種先進、環保、節能、高效的新型制冷供暖空調系統。其主要是在建筑領域得到廣泛應用，自本世紀初我國政府將地熱泵技術作為建筑行業進行節能環保技術研究的重要成果大力推廣之后，地熱泵的應用無論是應用的范圍，還是對生態環保的貢獻都是巨大的。這也是其不斷得到政府重視并加以推廣普及的基礎。地熱泵技術的特點主要有：

（1）經濟效益顯著。同以空氣源熱泵機組相比，地熱泵技術能少消耗四成的電能；如果同純用電能相比來說，至少要少消耗七成的電能。這樣就可以節約大量的電能，并且，其工作效率和效果都會大幅提升。

（2）一機多用。地熱泵技術組成的空調系統，在為用戶提供制冷和采暖的同時，還可以為用戶提供生活用水，可以取代鍋爐和空調的功能，達到一機多用的效果。當前，人們的生活質量要求越來越高，對住房的制冷和保暖要求也越來越高，采用地熱泵技術，在節約建設成本的同時可以有效的滿足用戶對冷暖設備高質量生活的需求。

（3）自控性更強。與其他空調系統相比，地熱泵技術的運行系統相對較為簡單，穩定性更強，因此，其在運行過程中的可靠性相對較高，設備維修養護成本低，自動控制能力更強，使用壽命也更長。

（4）環保效益明顯。地熱泵技術在應用過程中，幾乎不需要消耗水能，對水源不會產生污染，也不需要按照過濾設備、冷卻設備等，其環保效果和效益十分的顯著。該技術運行過程中排放的污染物至少要降低四成，同時能減少七成的電能，真正實現了節能減排的目標。

3 地熱泵的未來發展前景

近年來，在西方發達國家地熱泵技術得到快速普及和提升，其在我國市場中的活躍度也隨之不斷的提升。中國地熱泵的發展前景和中國能源革命密切相關。從目前來看，我國頒布了《可再生能源建筑應用通知》，使得提升可再生能源中淺層地能在建筑項目能源應用中的比重已經成為必然。而且，我國已將開發淺層地能作為能源規劃中的重要內容。地熱泵是解決我國夏季制冷，冬季供暖的最佳選擇，可以有效節能減排，保護生態環境。我國按目前的發展趨勢來看，每年至少新增1億平方米的需求。未來五年內其市場規模將達到千億元。隨著應用規模的擴大和技術的提升，安裝的成本會大大降低，還能夠有效的提升人民群眾對于該技術的認知程度。

此外，我國的地域遼闊，國土面積大，可以利用的淺層地能儲備量極大。據相關數據統計，我國287個地級以上的城市，其每年存儲的淺層地能總資源量大約相當于95億t的標準煤。伴隨世界范圍內該技術應用率的不斷提升，我國沿海和北方地區中部分新建的商品房也開始逐漸的使用該項技術。這主要是因為該系統在使用過程中無論是節能環保性，還是清潔度都要遠遠的高于空氣源、煤炭和電能等制冷供暖設備。因此，從可持續發展的角度來看，該技術系統的經濟性更強。

“十三五”期間，我國地熱泵市場將由產品銷售型向節能服務型轉型。目前，中國的生態環保問題，特別是空氣污染問題仍非常嚴重，因此，中國可再生能源學會設立了“地源熱泵區域建筑清潔減霾供熱制冷能源服務與產業發展項目”，該項目歷經7年研究，累積多年城市節能減排項目經驗，整合多種地源熱泵區域建筑供能技術，利用低溫淺層地溫能這一可再生能源，配合項目所在地地方政府減霾壓煤部署，采用“合同能源管理”運營模式，用地源熱泵系統代替鍋爐為項目地所在城市提供制熱和制冷服務。項目實施單位加入中國可再生能源學會與歐盟、美國等政府之間的合作計劃，建立合資企業和技術研發中心，實現地源熱泵全產業鏈與國際接軌同步發展；為區域化成片推廣配套，為項目執行單位地熱泵品牌打好基礎。

4 結語

地熱泵行業可持續發展的關鍵在于應用模式的創新，與政府的環境治理行動、經濟發展規劃、產業結構調整相一致的發展思路才是地源熱泵行業可持續發展的關鍵。提供建筑供能服務必將成為地熱泵行業的主流市場，我國的地熱泵實力企業應抓住機遇，轉換思路，與全行業的參與者一道，為實現我國地熱泵產業的可持續健康發展貢獻出自己的力量。

參考文獻：

[1]曹振華.淺析地源熱泵技術的特點及發展前景[J].潔凈與空調技術，2012，03（09）.

[2]張國輝.地源熱泵系統技術經濟性評價研究[D].武漢理工大學，2012.

[3]單偉賢.地源熱泵空調系統應用于中國北方大學城冬季供暖的可行性分析研究[D].河北工業大學，2012.

作者簡介：

張維真（1998-），男，山西晉中人，江蘇大學本科在讀，研究方向：工程熱物理。