简论地源热泵技术的开发和利用

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1、简论地源热泵技术的开发和利用　　【摘要】开发和利用地源热泵技术，既可以在冬季取暖，也可以在夏季制冷。它是利用地表水、地下低温水以及吸收太阳能和地热能等低品位热资源，采用热泵原理，输入少量高品位电能，实现低品位热能向高品位热能转换的取暖制冷体系，真正做到了节能减排，环保效应，显著。　　【关键词】地源热泵；地下低温水；供热制冷；节能减排　　每当我们谈起太阳能利用，就会想到地面上阳光普照，以及很多建筑物房顶上星星点点散布着的太阳能接收板和太阳能热水器。其实，在我们脚底下的泥土中也有一个巨大的太阳能集热器。据

2、有关专家测算，浅层地下的土壤（砂石）中和地下水收集了约47%的太阳辐射热能，约为人类每年消耗的能耗的500多倍，只是尚未被人们重视和开发利用而已。而努力推广使用地源热泵技术，就可以将浅层地下热能开发出来，作为我们冬季取暖、夏季制冷的新能源，真正做到节能减排，其环保效应相当显著。　　1地源热泵技术发展和利用概况5　　地源热泵最早开创于20世纪初，是一名瑞士科学家的一项发明专利。近年来，欧洲的地源热泵理与技术已高度发达，此类设备已在德、法、美、日等发达国家推广使用。在我国，地源热泵技术也已于20世纪50年

3、代在上海、天津、黑龙江、福建等地推广使用。20世纪70年代初，广东丰顺县建立了我国第一座地热发电试验站，利用热泵将地下水升温至91摄氏度进行发电，装机容量为300Kw，自1984年4月投产至今，已正常运行了近31年。统计资料表明，沈阳已有138个建设项目采用了地源热泵技术供暖，总供热面积达373万平方米。北京市政府早已于2006年下发了热泵发展意见，由市政府投资补助热泵技术的推广应用。重庆也已经实施利用长江水为冷、热源，为全市约1.85亿平方米的建筑提供热能。　　2地源热泵技术原理及其设备　　通常，一

4、座新型环保节能地源热泵供热站的核心构件是水井、压缩机和换热器，它们配套使用，相当于一个地热吸收放大器。其中，水井，它的功能是通过抽水井吸取地下水，经地源热泵升温，给建筑物内的散热器供热后，仍由回水井返回地下。一般水井深度在50～100米，此间地下水温常年保持在10～12摄氏度，能给地源热泵系统提供稳定热源；压缩机是热泵系统的心脏，就像一个能量放大器，12摄氏度左右的地下水经压缩机升温后送进换热器；换热器是能量传输装置，经升温放大的热能使供暖系统里不断循环的水升温至45摄氏度，最高时可达85摄氏度左右，

5、在压力作用下，整个系统能不断地从低温环境吸热，再向供热系统放热，如此循环往复；到了夏季，地源热泵之所以能起制冷作用，则是一个相反的过程：热泵从室内吸取热量，通过回水井将热量释放到地下水中去。　　3地源热泵供热制冷的优缺点及其经济效益　　3.1优点　　1）高效节能：每消耗1千瓦电能，可产出4千瓦热功率，取暖用电是电锅炉耗电量的1/4，制冷用电量是分体式空调耗电量的1/2。5　　2）节能环保：以1000万平方米供暖面积计算，可替代标准煤37万吨，或轻柴油22万吨，或天然气12.6亿立方米。每个采暖季可减排

6、烟气50亿立方米、颗粒物1.6万吨、二氧化碳94万吨、二氧化硫8800吨、氮氧化物6400吨。　　3）一机多能：一套地源热泵系统可实现供暖、制冷和生活用热水三联供，节省建筑空间和降低造价。　　4）运行过程稳定可靠：由于水体温度一年四季相对稳定，其波动范围远小于空气的变动，因此，是很好的热泵热源和制冷空调冷源，热泵机组运行更可靠、更稳定，确保了整个系统的高效性和经济性。　　5）可实现分户计量：小型地源热泵每一台都可与用户电表连接，费用很容易计算，对于写字楼、公寓、商铺等公共场所非常适用；而大型的中央空调

7、系统通常是公摊计算，无论空调是否开启，一样计算费用。　　6）可分期投入使用：开发商不需要一次性购买所有的空调设备，只需将公共的管路系统及辅助设备配置好，后期的空调机组可根据具体情况分期投入空调设备，缓解了开发商的资金压力。　　7）自控运行：地源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低，自动控制程度高，使用寿命可达15年以上。　　8）可同时制冷制热：系统中不同的功能区可以同时制冷或制热，大大提高了人体的舒适性，满足现代群体中的个性要求，如综合建筑内区发热大，通

8、常冬季有时还要制冷，地源热泵系统很容易做到，而常规中央空调系统必须采用四管制的末端才可以满足要求。　　3.2缺点5　　1）地源热泵技术的节能和经济效益受到不同地区、不同用户及国家能源政策和燃料价格的影响，波动较大。　　2）相对而言，其一次性资金投入较大，其运行费用因用户不同而有差异。　　3）受当地地下水资源状况的制约。立项前应首先摸清当地水资源（地下水含量和水质等）状况，由地质专家经过验证，通过该地区《水资源论证》后方可进行地源热泵工程项目设计和施工。比