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谈谈地源热泵技术在净化工程中应用发展前景

1 地源热泵技术的工作原理

济南车间净化工程公司提醒：地源热泵技术工作原理是一种利用浅层地热资源（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设备。地源热泵技术通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低温位热能向高温位热能转移。地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去，给室内制冷如图1和图2所示。

地源热泵空调系统主要由三部分组成：室外地能换热系统、地源热泵机组和室内空调末端装置系统。三个系统之间靠水作为换热介质进行热量的传递，地源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质也是水。

2 地源热泵技术的特点

地源热泵技术是一种先进的高效节能、无任何污染的制冷采暖空调方式，在建筑用能领域，是作为环保和节能首推的新技术应用项目。2003年国家将地源热泵技术列为建筑节能新技术成果大力推广，应用和推广地源热泵技术，将对保护环境、提高环境质量、进一步推动和落实蓝天工程起到更好的积极效果。下面就将地源热泵技术的具体特点分析如下：

a、环保和经济效益显著。地源热泵机组运行时，不消耗水也不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。地源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比也可以减少40%以上；与电供暖相比可以减少70%以上，它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%，比燃气锅炉的效率高出了 75%。

b、一机多用。地源热泵系统可供暖、空调制冷，还可提供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统，特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物。地源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量的能量，而且用一套设备可以同时满足供热、供冷、供生活用水的要求，减少了设备的初投资。

c、自动控制程度高。地源热泵机组由于工况稳定，可以设计成简单的系统，部件较少，机组运行可靠，维护费用低，自动控制程度高，使用寿命长。

d、无环境污染。地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少38% 以上，与电供暖相比，相当于减少70% 以上，真正的实现了节能减排。

e、系统运行可靠，维护费用低。地源热泵系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，系统安装在室内，不暴露在风雨中，也可免遭损坏，其运行更加可靠，延长寿命。

f、使用寿命长。地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管，寿命可达 50 年，要比普通空调高 35 年使用寿命。

g、维持生态环境平衡。地源热泵夏天把室内的热量排到地下，冬天把地下的热量取出来供室内使用，相对来说，向环境排放更少的能量，能很好的维持生态环境平衡。

h、节省空间。没有冷却塔、锅炉房和其它设备，省去了锅炉房，冷却塔占用的宝贵面积，产生附加经济效益，并改善了环境外部形象。

3 地源热泵机组系统的适用场合

地源热泵机组系统的能量来源于自然能源。它不向外界排放任何废气、废水、废渣，是一种理想的“绿色空调系统”。被认为是目前可使用的对环境最友好和最有效的供热、供冷系统。该系统无论严寒地区或热带地区均可应用。可广泛应用在办公楼、宾馆、学校、宿舍、医院、饭店、商场、别墅、住宅等领域。

4 地源热泵技术在国内市场中的发展前景展望

最近几年，地源热泵机组系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，我国的地源热泵市场也日趋活跃。

日前，由住房和城乡建设部、财政部联合发布的《关于进一步推进可再生能源建筑应用的通知》明确指出，要切实提高浅层地能等可再生能源在建筑用能中的比重。

据悉，对地热能特别是浅层地能的开发已经纳入到我国《“十二五”能源发展规划》中，未来5年，计划将完成地源热泵供暖（制冷）面积 3.5亿 m2。如果按每平方米投资 200 元推算，这就意味着在未来5年中，整个地热能开发利用的总市场规模至少在700亿元左右。仅就目前市场来看，全国地源热泵市场销售额已超过80 亿元，并且以每年 20% 以上的速度在增长。同时，地源热泵系统的初装费也大幅度下降，由最初的400元/m2~450元/m2降低到目前的220元/m2~320 元 /m2，公众对地源热泵的认知度也有了很大提高。预计到2015年，全国地热能利用总量相当于6880万吨标准煤，届时占我国能源消耗总量的 1.7%。

我国地域辽阔，浅层地能可利用量巨大。据初步估算，全国287个地级以上城市每年浅层地能资源量相当于95亿t标准煤。世界地源热泵的应用集中在北美、欧洲和中国，其中对地源热泵的应用居前 5 位的国家是美国、中国、瑞典、挪威和德国。据 2010 年世界地热大会的统计数据，地源热泵的年利用能量已经达到了 214782 kJ，这与 2005年世界地热大会的统计数据相比，5 年内增长了2.45倍，年增长率达到了 19.7%；地源热泵的设备容量为 35236 MW，在5 年间增长了2.29 倍，年增长率为18%。地源热泵已经开始在国内市场上崭露头角。尤其是在沿海地区和北方地区，不少商品房都用上了地源热泵产品。仅以供暖来说，在北方地区冬季取暖，多使用锅炉，以煤炭作为燃料，1公顷温室 1 年的加温费用在100 万元左右，而利用地源热泵系统，1 kWh电便能产生5 kWh的热量，每年可节约运营成本 40%~50%，从长远角度考虑，使用地源热泵系统更经济。

综上所述，无论从国家政策还是地源热泵技术本身特点的角度分析，该项技术都将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。其必将成为我国今后大力发展的中央空调系统的主流之一。