地源热泵的节能与技术经济性分析

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1、地源热泵的节能性分析及应用前景展望摘要：介绍了地源热泵的工作原理及其分类和特点,并从节能、技术性及经济性三方面对地源热泵系统和传统空调加锅炉系统及空气源热泵系统进行了比较和分析；指出了我国地源热泵行业面临的问题及其解决方法。虽然地源热泵的应用受到一些制约因素的影响，但作为一项性能良好、节能、环保的新技术，地源热泵必将拥有广阔的应用前景。关键词：地源热泵节能技术经济性应用前景Energy-savingAnalysisandDevelopmentProspectofGround-sourceHeatPumpAbstract:Theworkingprincipleandcl

2、assificationofground-sourceheatpumpareintroduced,theground-sourceheatpumpsystemandconventionalsystemcombiningairconditioningandboiler,andair-sourceheatpumparecomparedandanalyzedintermsofenergysaving,technicalityandeconomy;theproblemsandsolutionsofChina'sground-sourceheatpumpindustryarep

3、ointedout.Althoughtheirapplicationhaveanumberofconstraints,asanewtechnologyofgoodperformance,energysaving,environmentalprotection,theground-sourceheatpumpwillhavebroadapplicationprospects.Keywords:ground-sourceheatpumpenergy-savingtechnicalityandeconomyapplicationprospects1引言解决环境污染和能源危机

4、问题是当今全人类的共同课题。在中国能源消耗中，建筑耗能的比例相当高，中国传统的空调系统，北方一般以燃煤锅炉解决冬季取暖问题，南方以自来水或环境空气为冷源的制冷机组解决夏季制冷问题。根据近年的统计，我国采暖和空调的能耗占建筑总能耗的55%，建筑能耗是相同气候条件下发达国家的2~3倍。近年来，空调负荷增长迅速，炎夏季节多数电网高峰负荷约有1/3用于空调制冷，使许多地区用电高度紧张，拉闸限电频繁。目前，中国建筑业发展迅速，每年城市新增8~9亿平方米的住宅建筑和公共建筑，随着经济发展和人民生活水平提高，建筑耗能逐年大幅度上升。因此，降低空调系统能耗，选用高效节能环保的冷热源系

5、统迫在眉睫。地源热泵是以大地为热源对建筑进行空气调节的节能新技术。地源热泵系统适用范围广泛，既可应用于宾馆、写字楼、医院和学校等社会机构，又可应用于居民住宅。当然，地源热泵系统仍存在一定缺陷，但其在节能和环保方面有着明显的优势，可以断言地源热泵系统在我国将有广泛的应用前景。2地源热泵系统介绍2.1地源热泵系统的工作原理地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能，包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统[2]。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现低温位热能向高温位热能转移，地源热泵系统示意图见图1。夏季制冷时，大地作为排热场所，把室

6、内热量以及压缩机耗能通过埋地盘管排入大地中，再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去；冬季供热时，大地作为热泵机组的低温热源，通过埋地盘管获取土壤中热量为室内供热。两个换热器都既可作冷凝器又可作蒸发器，只是因季节不同而功能不同。它们之间功能的转换由图中的四通阀门(换向阀)控制。可以看到，在地源热泵系统中，由于冬季从大地中取出的热量可在夏季得到补偿，因而可使大地热量基本平衡。由于系统只需消耗少量的高品位能源(如电能)，就能获得高于输入能量数倍的热能效果，因而地源热泵系统是一种高效、环保、节能的冷热源系统。图1地源热泵系统示意图2.2地源热泵的分类及特点一般认为,

7、地源热泵系统可分为地下水源热泵、地表水源热泵、土壤源热泵[4]。(1)地下水源热泵系统目前，在国内外，地下水源热泵系统主要应用于商业建筑中。最常用的系统形式是采用水—水式板式换热器，一侧走地下水，一侧走热泵机组冷却水。早期的地下水系统采用的是单井系统，即将地下水经过板式换热器后直接排放。采用单井系统一则造成了地下水资源的浪费，二则容易产生地层塌陷，引起地质灾害。因而产生了双井系统（如图2所示），一个井抽水，一个井回灌。地下水热泵系统的优势是造价要比土壤源热泵系统低，另外水井很紧凑，占用空间小，技术也相对比较成熟。其劣势就在于：有些地规禁止抽取或回灌地