文献综述-太阳能地源热泵系统的国内外研究与发展现状

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1、太阳能地源热泵系统的国内外研究与发展现状摘要：本文分析了国内外太阳能地源热泵系统的研究和发展现状，比较国内外对太阳能地源热泵的研究。国家对太阳能热泵技术的支持和鼓励，地埋管的应用等。能源和环境对我国发展的制约和影响。关键词：地源热泵；太阳能；综合利用；发展1X引言能源和环境是影响国民经济可持续发展的关键因素，能源供应形式直接关系到国家的安全和社会稳定。建筑领域消费的能源，主要是煤炭、石油和天然气等石化能源。这些能源，资源有限，不可再生，终究要枯竭，而且传统能源会对环境造成严重的污染。我国人口众多，人均资源占有量低于世界平均水平，与经济发展和人民生活消

2、费的需求相比，能源供应的缺口很大，而且能源消费结构不合理，以煤为主的能源供给造成了严重的大气污染和温室气体排放，我国目前的二氧化碳排放量居世界第二位。我国是“京都议定书”的签约国，目前的这种能源消费方式，已受到国际社会的高度关注，加大了我们保护环境和改变经济增长模式的压力。因此，节约能源和开发利用清洁、可再生能源的任务十分紧迫⑴。由于能源问题对国家安全和经济发展所起的重要作用，中央提出了建设节能省地型住宅的政策方针，因此，可再生能源在建筑中的应用是建筑业技术进步和行业发展的需要。随着2006年1月《可再生能源法》的正式颁布与实施，太阳能、地热能在建筑

3、行业中的应用越来越受到人们的重视。地源热泵技术是可再生能源应用的主要应用方向之一，即利用浅层地热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益，近年来在国内得到了口益广泛的应用。随着《地源热泵系统工程技术规范》的实施，地源热泵系统工程的市场更加规范化，能更好的发挥其节能、环保效益。但地源热泵系统存在土壤温度场的回复问题，即随着地源热泵系统连续长期的运行，会从地下过多的取热或过多的散热，造成地下温度场的波动，降低机组的COP值，增加系统的能耗。太阳能技术也是可再生能源应用的主要应用方向乞一。我国北方大部分地区属于太阳能资源比较丰富的区域，太阳能年辐射的

4、总量较人，年日照时数在2600小时-3000小时，所以太阳能技术在我国有很好的发展前景⑵，并且太阳能在建筑屮的应用是现阶段太阳能应用屮最具有发展潜力的领域。太阳能是永不枯竭的清洁能源，量大，资源丰富，绿色环保。但太阳能也具有一些缺点：(1)太阳能的能流密度低。虽然道道地球表面的太阳能有102000TW,但即使在太阳能资源较丰富的沙漠地区，考虑到太阳集热系统的效率和热损失，毎平米集热器而积实际采集到的年平均太阳能辐射照度不到100W,而且它因地而异，因时而变。(2)太阳能具有间歇性和不可靠性。太阳能的辐照度受气候条件等因素的影响不能维持常量，如果遇到连

5、续的阴雨天气太阳能的供应就会中断。此外，太阳能是一种辐射能，具有即时性，太阳能自身不易储存。地源热泵技术和太阳能技术自身存在的这些局限性，如果两种能源能够联合使用，这样能相互弥补自身的不足，提高资源利用率。2.太阳能集热系统概述随着全球对能源利用、温室气体排放和环境保护的越来越重视，在我国从政府到企业都强调利用可再生能源，在政府政策支持下，太阳能、生物质能以及热泵市场正迅速扩大。太阳能应用不在局限给家庭提供热水，太阳能和辅助能源结合组成联合系统提供供暖和热水需求，这种联合系统可节约常规燃料消耗30%・50%。为保证热水达到饮用水质卫生标准，太阳能循环

6、系统和生活热水系统绝对必须分开，尤其是太阳能系统与采暖结合后，以强制承压系统闭式循环为重要特色的以往主要销往国外U型真空管和容积式储热换热水箱系统⑶，与其他太阳能集热器产品相比，具有明显的技术优势。U型管式太阳集热器热水系统，太阳能部分采用闭式循环，带压运行，运行工质釆用防冻液，根据当地冬季最低温度来配比防冻液比例，确保管道不冻结;真空管内无水，即使个别真空管破裂；也不会影响系统运行，保证太阳能系统的稳定性；太阳能系统通过容积式换热水箱，将集热器收集的热量传递给储热水箱。U型管式集热器主要是由U型管、吕翼、真空玻璃管三部分组成。U型管集热器为模块化成

7、品，无需现场插管组装。集热器内部U型管路均经过严格的测试试验。2.地源热泵系统概述地源热泵中央空调系统是利用自然环境中的地下浅层能源（如地下土壤、地下水、地表水、生活废水等），通过输入较少量电能，以较低的费用向房屋供暖和加热生活热水的一种高效节能、绿色环保、无污染的可再生能源新技术。钻凿换热孔，孔内埋设换热管（HDPE）,通过换热液体在管内与热泵机组之间的循环，直接换取低能的热泵系统，成为闭式地源热泵系统⑷。地源热泵系统主要由地下换热装置、热泵机组和末端系统三个部分组成。其屮热泵机组和末端系统已经相当成熟，地下换热装置通过换热的方式从地下吸取能量，由

8、于地下的情况千变万化，极其复杂，它是世界上最大的不均质体，因此，地下换热装置如何能够因地制宜、长崎稳定的从地