地源热泵技术的应用现状及展望

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1、76制冷与空调2004年第3期地源热泵技术的应用现状及展望*裴侠风（武汉东风设计研究院有限公司重庆设计公司重庆400039）【摘要】本文介绍了地源热泵技术及其应用情况，并指出了地源热泵技术在国内外的应用现状及最新动态，同时对今后地源热泵技术应用进行了展望。【关键词】地源热泵;地下耦合热泵;展望SituationandForecastonApplicationofGroundSourceHeatPumpPeiXiafeng（Dongfeng（Wuhan）DesignandResearchInstituteCo,Ltd.ChongqingOffice,Chongqing,400

2、039）【Abstract】ThepaperintroducestheGSHP（ground-sourceheatpump）technologyandit’sapplication.ThesituationandupdateconditiononapplicationofGSHPbothdomesticsandoverseasarepresented.ThefutureprospectofGSHPforHVACapplicationispredicted.【Keywords】GroundSourceHeatPump;GroundCoupledHeatPump;Forecas

3、t1、引言有着节能和环保特征的地源热泵系统就成为了暖长期以来，我国一次能源消费结构以煤为主。通空调工作者们关注的热点。我国以煤为主的一次能源消费结构，严重脱离了世界能源消费结构的主流，是造成我国若干能源2、地源热泵的工作原理[1]问题的根本原因。根据国家统计局的资料，2.1定义1999年世界一次能源消费构成是煤炭25.9％、石地源热泵以地球表面浅层土壤作为热源（热油38.6％、天然气22.9％、水电2.5％、核电7.5汇），常将传统空调的冷凝器（或蒸发器）中需要％、其它2.6％；同期我国一次能源消费构成为煤排放（或吸收）的热量通过中间介质（通常是水）炭68.0％、石油23.

4、2％、天然气2.2％、水电6.2作为载体，并使中间介质在封闭环路中通过大地％、核电0.4％。同世界能源消费结构相比，我国循环流动，从而实现与大地进行冷热交换的目的。属于“低质型”能源消费结构。这种以煤为主的根据地下换热介质的不同地源热泵可分为三类：能源消费结构，是客观上造成我国与国外相比，一是与岩土换热的地下耦合热泵系统能源经济利用效率低、污染严重、产品能源成本（ground-coupledheatpump，GSHP，也叫土壤源高、市场竞争能力差的根本原因。因此，如太阳热泵）；二是与地下水换热的地下水热泵系统能等清洁能源在能源结构中的比重的提高，已成（ground-wate

5、rheatpump，GWHP）；三是与地表为我国能源结构调整战略的重要组成部分。水换热的地表水热泵系统（surface-waterheat近年来的统计表明，住宅、办公楼、商店、旅馆、pump，GSHP）。美国采暖、制冷与空调工程师学影剧院、学校、医院等建筑物的能耗在总能量消会（ASHRAE）在1997年将地源热泵以往的各种耗中所占的比例不断增加。建筑物的能耗，按其名称统一称为地源热泵（ground-sourceheat[2]用途可分为空调用、照明用、卫生用及其他用能，pump，GSHP）。考虑道地下水热泵和地表水其中空调用能耗在建筑物总能耗中的比例相当热泵受地下水文地质条件

6、和建筑周边环境条件的大。从可持续发展的角度看，利用可再生能源及限制要多于地下耦合热泵，运用的广泛性均小于提高能源利用效率是降低建筑能耗的根本途径。地下耦合热泵，故而本文中的地源热泵是指地下*裴侠风,男，1971年12月出生，硕士，武汉东风设计研究院有限公司重庆设计公司2004年第3期制冷与空调77耦合热泵（或称土壤源热泵）。用有利于地温恢复。2.2地源热泵工作原理■垂直埋管式占地面积小，受外界的影响极[3]地源热泵系统的工作原理如下图所示。小，恒温效果好；施工完毕后，需要的维护费用极少，用电量也很低，运行成本得到了大幅度降低，但其初期的钻井费用较高。但同时也要考虑地温恢复的

7、问题。它比较适合我国这样人多地少的国家建造，同时，它也是国际地热组织（ＩＧＳＨＰＡ）的推荐形式。■管桩式则可利用在建筑的基础桩基的砼孔内埋设换热管，省去钻孔费用，初投资低，经济性好；但应用范围受限，灵活性较差，而且施工时须与结构工种密切配合。地源热泵夏季工作流程图3.2性能特点暨优点与普通空调系统相比，地源热泵具有下列优在制冷工况时，空调房间的冷负荷连同压缩点：机的功所转化的热量被排入大地。室外埋管换热⑴以地球表面浅层地热资源作为冷热源，利器1与换热器2（此时换热器2在热泵机组中起用清洁的、近乎无限可再生的能源，符