地下水源热泵空调系统在农村的应用前景及问题

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1、地下水源热泵空调系统在农村的应用前景及问题　　摘要：农村住宅由于分散性的特点，无法实现大规模集中供热，冬季采暖生活用能呈大幅增长的态势但仍无法达到热舒适要求。因此，高效节能的地下水源热泵技术成为优先选择的方案之一。文章论述了地下水源热泵技术的发展现状以及在农村的应用前景，并对应用过程中存在的问题进行分析。　　关键词：农村；传统采暖方式；能源消耗；地下水源热泵；节约能源　　对于夏热冬冷地区来说，冬季供热问题对居民生活质量的高低具有决定性的影响，农村住宅相对分散，发展热电联产和集中供热技术受到限制，采暖普遍存在高能耗低品质问题，并且温度不恒定，室内空气污染严重[1]。近年来，随

2、着生活水平的提高，北方农村冬季采暖生活用能呈大幅增长态势，煤炭能源消耗量越来越大并对大气造成严重污染。所以急需要高新技术改变农村的采暖状况，在提高农户生活质量的同时节约大量煤炭资源。地下水源热泵空调技术以其节能、环保和可持续发展的突出优点，成为供暖空调工程优先选择的方案之一。　　目前，我国农村地区的供暖方式仍以传统的分户采暖方式为主，包括火炉、火炕以及土制采暖炉，部分家庭辅以空调及电暖气。这些传统的采暖方式均以燃煤为主，热效率低，室内空气质量差，若通风排烟不当，一氧化碳积聚室内，存在安全隐患，并且污染环境。　　天津大学建筑学院于XX年2月对北京市门头沟区9户分散采暖居民住宅

3、进行了采暖能耗热量及室内温度监测[2]。监测结果显示，一个采暖季平均耗煤量为北京市节能建筑标准煤耗量的倍，而室内平均温度仅为℃，低于国家规定居民住宅采暖温度下限16℃。清华大学XX、XX年组织了800多人次的学生志愿者对我国24个省市自治区的200多个县市的典型村典型户进行了深入的调查和分析，统计结果表明，北方农村室温仅为10℃左右，远低于城市建筑，但耗煤量却为城市的～2倍[1]。　　地下水源热泵系统是地源热泵系统的一个分支，最早应用于1948年美国俄勒冈州波特兰市联邦大厦[3]。在其后的几十年中，地下水源热泵系统得到了更为广泛的应用。国内近几年，在山东、河南、湖北、辽宁、

4、黑龙江、北京和河北等地已有100多个地下水热泵工程项目，供热、空调面积超过100万平方米[4]。国内一些企业也纷纷涉足到该领域。清华同方、山东富尔达、美国特灵等公司已先后在国内建成数个示范工程。沈阳地区的地源热泵技术应用始于1997年，XX年10月，沈阳市被国家建设部列为全国实施热泵系统建设和应用的试点城市之一[5]。甘州区从XX年整体推动新农村建设，先后有15个乡镇65个行政村规划采用地下水源热泵技术进行冬季供热和夏季制冷[6]。我们可以以这些试点工程为例，吸取其中的经验，分析研究水源热泵技术在农村推广应用中的问题。　　地下水源热泵系统在整个采暖和制冷过程中，只向水源中吸

5、热或者排热，并不消耗水量，地下水温不受外界气候变化的影响，与空气及其他冷热源相比，水的比热容最大，故其传热性能也最好。无需锅炉及冷却塔装置，大大减少了对周围环境的污染且节省占地面积，具有显著的节能环保特性。由于系统运行期间并没有能量形式的转换，故能源利用率高运行成本较低，加上其本身系统较简单操作也较方便等众多优势，将使得这一技术成为21世纪新农村建设中最具潜力的绿色空调技术。　　我国北方农村地区浅层地温资源丰富，为地下水源热泵的应用创造了有利条件。我国需要采暖的北方农村，地域辽阔、人口众多。以北京农村为例，XX年，北京市科委在北京市十个远郊区县开展了能源调研工作，得出农村家

6、庭采暖平均年用煤吨，占家庭总能源消耗的70%之多，采暖负担过重，且采暖温度不理想，农村居民对于改进采暖现状愿望强烈。调研还显示，一户建筑面积为100m2的农家小院，土制采暖炉初装费用在3000元左右，XX-XX年度冬季的燃煤费为XX元左右，随着煤炭价格的上涨，这一数字会逐渐加大，且室内温度仅在15℃左右。若采用地下水源热泵系统，以元/kW・h的电费价格水平计算，冬季采暖费用可控制在18元/m2，且采暖温度能达到居民热舒适要求。从安全性来说，传统采暖方式若燃烧不充分，通风不畅，易导致人体CO中毒，存在严重安全隐患，且对大气污染严重。地下水源热泵以地下水为热源，安全性能高，绿色

7、环保。从经济性、舒适性及安全性来说，地下水源热泵在农村具有广阔的应用前景。　　技术本身存在的问题　　通过多年来地下水源热泵应用技术的研究以及已建成的水源热泵系统运行情况看，系统主要存在以下问题：地下水回灌问题。地下水回灌技术是地下水源热泵的关键技术，如果所采用的回灌方法和技术不当，会对水井和地层结构造成不同程度的损坏，将带来一系列的生态环境问题。水质问题。现在国内地下水源热泵的地下水回路都不是严格意义上的密封系统，回灌过程中的回扬、回路中产生的负压和沉砂池，都会使外界的空气与地下水接触，导致地下水氧化。运行管理问题