地源热泵供暖空调技术探析

白玉萍

【摘要】暖通空调在为人们营造舒适环境的同时，也带来了许多问题，首先是能耗问题，据统计，在发达国家的商业建筑中，中央空调系统的能耗约占建筑总能耗的50%以上，有些地区甚至达到70%，给能源和电力造成很大的压力。其次，是废气排放、温室效应和酸雨等问题。因此，不断开发节能、环保型可持续发展的暖通空调技术已非常迫切。本文探讨了地源热泵空调技术及其发展趋势。

【关键词】地源热泵；空调；绿色环保；节能

Ground source heat pump heating and air conditioning Technical Analysis

Bai Yu-ping

（Xi'an Zhengjian Engineering Consulting Co.， LtdXi'anShanxi710000）

【Abstract】HVAC for people to create a comfortable environment， but also brought many problems， first of all energy consumption， according to statistics， in commercial buildings in developed countries， energy consumption of central air conditioning systems account for about 50 of the total building energy consumption % or more， even 70% in some areas， caused great pressure on energy and power. Secondly， the exhaust emissions， the greenhouse effect and acid rain and other problems. Therefore， the development of energy-saving， environment-friendly HVAC technology for sustainable development is very urgent. This paper discusses the ground source heat pump technology and its development trend.

【Key words】Ground source heat pump；Air conditioning；Environmental protection；Energy saving

全球环境变暖，生态环境的恶化，保护人类共有的生存家园是迫在眉睫的大事，越来越多的国家利用可再生能源来供暖。目前，能耗已占建筑总能耗的百分之五十五的采暖和空调系统，在夏季，大多数电网负荷高峰期时用于空调制冷的电大约有三分之一，所以导致时常发生拉闸限电的事情。在2010年，根据调查发现，建筑运行能耗约占总能耗的百分之三十，所以搞好供暖系统的节能非常重要。利用地源供暖成为建筑工程中供暖空调技术发展的方向，和传统的能源想比，这种供暖空调更加的清洁，更加节能，而且不受地理位置和气候的影响，所以慢慢的在全国使用。

1. 地源热泵系统及特点

地源热泵是通过提取岩土体、地下水或地表水的能量，利用温差进行冷热交换来实现供暖或制冷的技术。这一技术诞生于1912年的瑞士，50年代在欧洲发展成熟，70年代第一次能源危机以后，受到世界能源、环保组织和欧美发达国家的推崇，进而被市场广泛接受。我国1997年与美国政府签订热泵技术系统引进协议，鼓励国内发展该技术。我国浅层地能资源潜力巨大，仅百米内的土壤每年可采集的低温能量约为1.5×1012kW，而百米内地下水的每年可采集的低温能量约为2.2×108kW，分别相当于目前我国发电装机容量4亿kW的3750倍和一半。

2. 地源热泵技术的优点

（1）管理方便，占地面积小。

地源热泵供暖空调技术不用冷却塔，没有锅炉房和另外的室外设施，不用煤场和渣场所以省去了很多占地面积，节省的空间，附加的经济效益更大，而且使工程的外部形象得到的改善和提升因为地源热泵的高质量，减少的维修费用；不用专门的人员去看守，节省了人力成本；而且其独立计费，分户计量的方式，便于业方对系统的管控。

（2）节能，环保，污染少。

地源热泵供暖系统不用锅炉，不排放燃烧物，降低了二氧化碳等温室气体的排放量，减少了污染，保护了环境。在夏季的时候，把热量转移到地下来制冷，没有把温室气体排放到空气中，降低的温室效应和热岛效应，使全球环境朝着可持续方向发展。

（3）运用安全，灵活。

地源热泵空调供暖空调技术运用时非常灵活，热泵机组设施可以安置到任何地方，便于节约空间，所以可用在新建工程，改建或者扩建工程项民地源热泵系统不用煤气，没有储油罐，安全，卫生。

（4）运行成本低。

基于高效节能的特征所以地源热泵供暖空调技术的运行成本低，安全可靠，维修费用低，使用期限长，对比传统的空调来说，其成本费用大大降低。而且地源热泵是自动化的设备，不用有专门的人员的看守、操控。调查发现，相对于传统的空调系统地源热泵的成本费只需要他的一半。

3. 地源热泵系统样式

根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地下水源型热泵系统、土壤源型热泵系统和地表水（江河水、湖水，海水、再生水）源热泵系统。

（1）地下水源型热泵系统。抽取地下水，经过换热，再把水回灌到原来的水层中。这种系统的热效率最高，但关键是需要足量的地下水，并严格保证用水的回灌和不受污染，否则可能带来生态灾害。

（2）土壤源型热泵系统。以岩土体为冷热源，换热器是埋于地下密闭的U型管，与大地进行冷热交换。这种系统适应性广，生态安全无虞，但工程投入较前者要高。

（3）污水源型热泵系统。以地表污水、中水等水体为热源进行冷热交换。由于城市污水与其他地表水相比，具有冬季高，夏季低的特点，又处于地表，热效率和设备安装均优于前两类。有污水源的地方就可以使用，一些排水量较大的浴池用这种技术做主要热源，辅以电加热，或可以彻底解决小锅炉污染的问题。

4. 地源热泵供暖空调技术的现状

从20世纪80年代开始，地源热泵供暖空调技术在我国开始研究，而且最近几年，这项技术成为了一个热点的研究课题，而且在工程建筑中开始运用地源热泵技术，地源热泵的相关产品得到了大量的生产，涌起了供暖节能的浪潮在我国的一二线城市，比如北京，上海等地源热泵系统应用面积占全部市场余额的百分之三四十，而且目前有超过70家厂家在生产地源热泵相关产品，大部分都集中在一线城市，这说明地源热泵供暖空调技术得到了大家的注意，市场潜力是无穷的二而且地源热泵在全国是有需求的，有很高的适用性，对于南方来说，夏季有制冷需求；北方冬季供暖；特别是在条件相对来说比较差，不能用电、气、煤等来制冷供暖的地方来说，地源热泵供暖空调技术应用面就更加大了。下面将具体分析地源热泵技术在我国发展中存在的问题。

（1）运行资金不足。

地源热泵供暖空调技术能够节能环保，所以技术要求比较高，在应用过程中投资比较高，房地产开发商在这种高成本的前提下，不愿意投入太多资金建造这个系统，而且政府政策支持力度不足，财政补贴少，所以地源热泵技术的在国内发展存在局限性，应该设立专项基金，来推广这项技术。

（2）技术研究不深。

地源热泵是新兴的科学技术，国内对这项技术没有规范的标准，在科研上存在问题还有待于突破，缺乏评估体系对其有效性进行评估。

（3）生产技术可靠性不高。

虽然在我国已经有不少于巧家的厂家在生产地源热泵的相关产品，但由于没有正确的评估体系对其进行检测，所以产品的质量和性能还不足以让人放心。许多地源热泵在进行生产之前，没有经过专业人员进行严格的设计、计算，导致生产出的产品失效，而且生产的热泵机型号少，不能满足国内现阶段工程的需求量。

（4）宣传不到位。

地源热泵技术运用过程出现障碍，还有一个原因是技术没有得到广泛的宣传。目前只有少数科研单位掌握了地源热泵这项技术含量高的技术，还有很多设计院不了解这个技术，各个专业和领域的人们应该相互配合，共同参与技术的研发和使用中去。

5. 地源热泵技术的发展趋势

由于美国的气候条件与我国很相似，美国地源热泵生产和推广对我国很有借鉴意义，但在我国由于能源价格以及人们在节能、环保的认识程度等原因地源热泵空调技术应用和发展还比较缓慢，但随着一次性矿物能源的的储量进一步减少和生存环境的日趋恶化，地源热泵这一技术已经引起了人们的重视。在国家建设部公布的《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中也作了推荐，北京市于2007年7月1日，由发改委及其他八部委联合发布了《关于印发关于发展热泵系统的指导意见的通知》（京发改〔2006〕839号），明确提出在建筑中使用地源热泵空调系统，可以获得每平50元的政府补助；国家还将北京、天津、沈阳等三个城市做为地源热泵试点城市，通过政府努力引导和发展地源热泵技术，现特别是在国家的一些政府部门的建筑，学校，医院等，都大力进行了地源热泵改造，相信不久的将来地源热泵系统在神州大地必将花开满地。

6. 结束语

进入二十一世纪，能源紧缺已经成为各国经济发展的世界难题。随着经济的持续发展，人们生活水平的不断提高，对空调的舒适性、室内空气品质的要求也越来越高。为了更好地满足人们这种更加舒适和更加有利于身心健康的要求，近年来在空调领域兴起了地源热泵供暖空调技术。地源热泵作为一种有益环境、节约能源和经济可行的建筑物供暖及制冷新技术越来越受到关注。