摘要:地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用地下淺層地?zé)豳Y源,采用熱泵原理,通過(guò)少量的電能輸出,實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移,從而進(jìn)行供熱、供冷的空調(diào)系統(tǒng)。本文分析了地源熱泵空調(diào)的特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀,展望了地源熱泵空調(diào)的發(fā)展前景。 

 關(guān)鍵詞:地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)現(xiàn)狀發(fā)展前景 

  一、前言 

  隨著節(jié)能工作的推進(jìn),地源熱泵空調(diào)作為一種回收利用可再生熱能的有效手段,逐漸得到推廣與應(yīng)用。人們對(duì)空調(diào)的要求也不斷提高,節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、安全可靠、使用舒適,成為人們追求的熱點(diǎn),因而地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用范圍日漸擴(kuò)大。 

  二、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)概述及分類 

  地源熱泵空調(diào)是根據(jù)熱泵技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種應(yīng)用設(shè)備,它利用地下淺層地?zé)豳Y源,采用熱泵原理,通過(guò)少量的電能輸出,實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移。夏季,空調(diào)系統(tǒng)將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中,由于水源溫度低,所以可高效的帶走熱量;冬季,空調(diào)系統(tǒng)則從水源中提取能量,升溫后送到建筑物中。通常水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)每消耗1kW的電能,用戶就可以得到4kW以上的熱量或冷量。 

  根據(jù)地?zé)豳Y源的不同,地源熱泵空調(diào)主要分三種形式:一是地埋管地源熱泵; 二是地下水地源熱泵; 三是地表水地源熱泵(包括海水源,江湖河溪水或地表潛水)。 

  三、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn) 

 。1)高效節(jié)能 :地源熱泵技術(shù)是利用土壤溫度相對(duì)穩(wěn)定的特性,通過(guò)輸入少量的高品位能源(如電能),運(yùn)用土壤與建筑物內(nèi)部進(jìn)行熱量的交換,實(shí)現(xiàn)低品位熱能向高品位轉(zhuǎn)移的冷暖兩用空調(diào)系統(tǒng)。在產(chǎn)生同樣熱量或冷量的時(shí)候,只需小功率的壓縮機(jī)就可實(shí)現(xiàn),從而達(dá)到節(jié)能的目的,其耗電量?jī)H為普通中央空調(diào)與鍋爐系統(tǒng)的40%―60%。 

  (2)環(huán)保清潔 :地源熱泵系統(tǒng)在冬季供暖時(shí),不需要鍋爐,無(wú)燃燒產(chǎn)物排放,可大幅度降低溫室氣體的排放。 

 。3)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)低 

  地源熱泵系統(tǒng)不設(shè)冷卻塔、屋頂風(fēng)機(jī),壓縮機(jī)工作穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)備中制冷劑壓力過(guò)高或過(guò)低的現(xiàn)象,維護(hù)費(fèi)用大大低于傳統(tǒng)空調(diào);一套設(shè)備實(shí)現(xiàn)制冷、制熱和生活熱水,減少對(duì)主機(jī)設(shè)備的維護(hù)量。 

  (4)壽命長(zhǎng):地源熱泵中央空調(diào)機(jī)組由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件少,工況所有的部件不是埋在地下就是安裝在室內(nèi),不需要要放置室外,避免了室外風(fēng)吹、日曬、雨淋的惡劣氣候,不用頻繁的清洗,后期基本不需要維護(hù),使用壽命達(dá)50年。對(duì)于室外地埋管系統(tǒng)可以說(shuō)一次投資,終身受用。地上熱泵機(jī)組使用壽命達(dá)30年,而普通家用氟機(jī)組中央空調(diào)的使用壽命一般是10年左右,家用水機(jī)組的使用壽命是15-20年。 

 。5). 一機(jī)多用,地源熱泵空調(diào)帶熱回收的機(jī)組,在提供冷暖的同時(shí)可以提供生活熱水。 

  四、地源熱泵空調(diào)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 

 。1)市場(chǎng)空間廣闊,行業(yè)、政府各方面的聯(lián)合推動(dòng)起了很大作用。就行業(yè)本身的推動(dòng)力量來(lái)看,水地源熱泵市場(chǎng)的發(fā)展離不開(kāi)這些努力。建設(shè)行業(yè)、地質(zhì)行業(yè)等都對(duì)水地源熱泵市場(chǎng)的發(fā)展給予了極大的關(guān)注,政府也出他了相關(guān)管理規(guī)定和辦法,《可再生能源法》、《節(jié)約能源法》、《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》、《民用建筑節(jié)能管理?xiàng)l例》等法律法規(guī)的相繼頒布和修訂,財(cái)政部、原建設(shè)部?jī)刹课瘜?duì)國(guó)家級(jí)可再生能源示范工程和國(guó)家級(jí)可再生能源示范城市的逐步推進(jìn),奠定了地源熱泵在我國(guó)建筑節(jié)能與可再生能源利用中的重要地位,各省市也陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)的地方政策,尤其是補(bǔ)貼政策對(duì)水地源熱泵的發(fā)展起了里程碑式的作用。設(shè)備制冷廠家不斷增多,集成商規(guī)模不斷擴(kuò)大,新專利新技術(shù)開(kāi)始涌現(xiàn),從業(yè)人員不斷增多,有影響力的大型工程不斷出現(xiàn),自2005年起,地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)入了快速發(fā)展階段。 

  (2)覆蓋面廣,北方供暖應(yīng)用效果顯著。從水地源熱泵產(chǎn)品的應(yīng)用來(lái)看,使用范圍較廣,包括商品房、高檔別墅、公寓、圖書(shū)館、博物館、體育館、商場(chǎng)、休閑度假場(chǎng)所等等包括部分工業(yè)建筑,幾乎都可適用。尤其是北方市場(chǎng)對(duì)供暖方面的應(yīng)用十分廣泛,如北京、天津、東北等地,作為水地源熱泵市場(chǎng)推廣的先行者,為該產(chǎn)品的應(yīng)用發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。受氣候影響,北方對(duì)供暖的需求比較高,而水地源熱泵系統(tǒng)在供熱時(shí)的節(jié)能效果使得其在北方市場(chǎng)的發(fā)展如沐春風(fēng)。 

 。3)技術(shù)升級(jí)步伐有待加快,市場(chǎng)的選擇略顯力不從心。作為水地源熱泵應(yīng)用空間較廣闊的國(guó)家,在技術(shù)上、研發(fā)上的腳步仍有待加快。目前在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、研究資料、系統(tǒng)圖集、資源規(guī)劃、各種類型的適應(yīng)性的研究等方面十分欠缺,部分區(qū)域缺乏大型的成功的應(yīng)用案例,尤其是在回灌問(wèn)題的解決、參數(shù)不同的計(jì)算方法設(shè)置、水源的探測(cè)、供水過(guò)濾等等技術(shù)問(wèn)題都沒(méi)有完善的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和方法,因此也阻礙了水地源熱泵市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。 

  目前的市場(chǎng)現(xiàn)狀是開(kāi)發(fā)商、建設(shè)者對(duì)該產(chǎn)品的選擇也更多了慎重。之前在補(bǔ)貼政策的激勵(lì)下,項(xiàng)目應(yīng)用數(shù)量得到一定的提升,但由于部分地區(qū)應(yīng)用的一些項(xiàng)目在運(yùn)行中出現(xiàn)了一些問(wèn)題,并不是太成功,加上市場(chǎng)本身對(duì)新產(chǎn)品、新技術(shù)的接受需要過(guò)程,在后期甲方對(duì)該產(chǎn)品的選擇上形成了阻礙。 

 。4)缺乏統(tǒng)一的系統(tǒng)培訓(xùn),監(jiān)管和管理工作仍需提高。水地源熱泵產(chǎn)品的應(yīng)用、設(shè)計(jì)都需要專業(yè)的設(shè)計(jì)和施工團(tuán)隊(duì),但是行業(yè)目前缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和培訓(xùn),從業(yè)人員的素質(zhì)、技術(shù)人員的能力等參差不齊。此外,關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),設(shè)計(jì)工具軟件的開(kāi)發(fā)等等,這都是基礎(chǔ)性的要求,目前并不是很規(guī)范。由此也帶來(lái)了另一個(gè)問(wèn)題,那就是水地源熱泵市場(chǎng)的管理。市場(chǎng)監(jiān)管、政府對(duì)行業(yè)的監(jiān)管、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品部件的監(jiān)管都存在缺口,這些有待于提高和完善。 

  (5)、各個(gè)專業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域的配合不得力,缺乏共同參與的精神。水地源熱泵的技術(shù)有待進(jìn)一步提升,同時(shí)設(shè)計(jì)人員、甲方、廠家之家配合不到位。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō),水地源熱泵工程設(shè)計(jì)要求較高,并不是所有設(shè)計(jì)人員都能運(yùn)用自如,因此大部分設(shè)計(jì)人員傾向于選擇設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、方便的產(chǎn)品且后期運(yùn)行穩(wěn)定型也較高。對(duì)于甲方來(lái)說(shuō),自身意識(shí)水平也沒(méi)有達(dá)到某種高度,大部分是因?yàn)檠a(bǔ)貼的驅(qū)動(dòng)而選擇使用,若在前期投入中應(yīng)用麻煩、補(bǔ)貼不到位等也會(huì)放棄對(duì)該產(chǎn)品的使用。 

  五、地源熱泵空調(diào)發(fā)展前景 

  隨著我國(guó)對(duì)可再生能源應(yīng)用與節(jié)能減排工作的不斷加強(qiáng),水地源熱泵市場(chǎng)的潛力也被廣泛認(rèn)知。近年來(lái)水地源熱泵的推廣應(yīng)用步入了發(fā)展的快車道,據(jù)《2010年中國(guó)中央空調(diào)市場(chǎng)報(bào)告》中的數(shù)據(jù)顯示,2010年度全國(guó)水地源熱泵市場(chǎng)的整體容量達(dá)到22億元,相比2009年度增長(zhǎng)達(dá)22.2%?傮w來(lái)說(shuō),水地源熱泵在我國(guó)長(zhǎng)江黃河流域、東北、西北、華北等對(duì)冷熱需求較大的地區(qū)具有較高的適用性,對(duì)南方部分只有夏季冷量需求而無(wú)冬季熱量需求的地區(qū)也有一定的適用性,對(duì)于那些由于受條件限制不能用煤、電、燃?xì)獠膳├涞牡貐^(qū)可以說(shuō)是最佳的一種選擇。但是就其發(fā)展來(lái)看,區(qū)域性還是比較明顯。華北、華東、東北地區(qū)使用范圍較廣。 

  六、結(jié)束語(yǔ) 

  地源熱泵空調(diào)系統(tǒng),作為二十一世紀(jì)一種具有節(jié)能和環(huán)保意義的空調(diào)系統(tǒng),通過(guò)集中控制管理和技術(shù)發(fā)展,及其自身存在的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn),能極大程度的提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和節(jié)能性,隨著系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用及不斷應(yīng)用,該技術(shù)將十分成熟,在我國(guó)將有更加廣闊的應(yīng)用前景。 

  參考文獻(xiàn): 

  [1] 吳元煒.暖通空調(diào)新技術(shù).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002:33-36 

  [2]孫士辛,凌武. 地源熱泵的工作原理及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 [J]. 機(jī)械制造與自動(dòng)化,2011,(03). 

  [3]陳焰華.地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其在武漢地區(qū)的應(yīng)用[J].建筑節(jié)能,2007(3):40-43 

  [4]黃天榮,徐照彪.武漢市地下水源熱泵應(yīng)用情況分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2007(7):9-12 

  [5]陳焰華,祁傳斌,茅貴文,等.武漢地區(qū)水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用前景分析