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地源热泵技术在我国的应用情况状况 |
| 发布者：艾富莱 发布时间：2013-10-11 09:32 阅读：次 |
地源热泵技术在我国的应用情况状况
地源热泵技术目前在欧美发展的相对较为成熟。地源热泵这个概念最早为瑞士的 H. Zoelly[1]于 1912 年首次提出，他认为可以利用浅层地热能作为热泵系统低温热源，通过传热介质（水）的循环将土壤中的热量“提取”到建筑物中但在此之后的很长一段时间内，由 于地源热泵的高初始投入，此项技术并没有得到较好的推广，对此进行的研究也没有太多的突破，基本都停留在实验阶段。直到1973年第二次中东战争爆发产生 世界范围内能源危机，地源热泵技术才重新引起了西方各国政府以及学者的重视。到了上世纪 90 年代，微电脑控制及自动化技术的加入使得热泵机组的设计安装更加简单方便，系统运行也更加高效。而此时的研究多集中在地下埋管换热器的设计和改进上，到目 前为止，可查询到的地下埋管换热器的设计计算模型，据不完全统计约有 30 种[2]，现在部分已经企业可以通过一维、二维、三维有限差法以及二维有限元法建立动态的地下埋管计算模型，并以此为依据进行地源热泵系统的地埋管设计与 施工。
我国于上世纪50年代开始了对热泵的研究，相对国外起步比较晚。1965年，我国最早开展热泵方面研究的天津大学热能研究所吕灿仁教授等，成 功研制了第一台国产水冷式热泵空调机。但由于那个时候我国的能源价格以及人们的节能意识等原因的影响，此阶段有关地源热泵的研究并没有太大的进展。直到 90年代末，随着我国数家大学地源热泵技术试验装置的创立，地源热泵技术的研究进入到一个新的阶段，凭借这些试验装置，埋管形式、埋管间距、埋管深度、埋 管材料等因素对埋管道换热效率影响得到了充分而细致的研究[3]。
进入二十一世纪以后，随着研究的不断深入，在地源热泵的换热理论、设备匹配以及新型制冷剂的使用等领域的研究上都取得了不少研究成果。目前， 变负荷状况下的地源热泵的运行工况、地下地质状况对换热器的传热影响，地下渗流对换热器的传热影响等问题是学术界研究的热点 [4]。目前，国内有清华大学、中国科学院广州能源研究所、天津大学等多家科研机构在对地源热泵系统进行研究。近年来该项技术已成热门课题，同时，热泵产 品也层出不穷来并开始大规模应用于工程中，“地热空调”的热潮正在兴起。而在地源热泵的应用上，最早是在 1987 年，该地源热泵系统是由美国设计制造，运抵上海后安装在上海的一幢办公楼中，用于制冷与供热[5]。1997年，中美两国签署了一个地热能开发应用的协 议，双方合作在中国建立地源热泵的工程项目作为示范。
至今，在各地方政府的大力支持下，我国已在北京、山东、河南、辽宁、河北、江苏、浙江、湖北、上海和西藏等地相继建成了地源热泵工程。而且北 京、上海、成都、青岛麦城、呼和浩特政府新区等地的项目都进入了建设部和财政部拟订共同支持的“十一五”节能与可再生能源科技市级示范项目。其中几个典型 的示范工程有：北京 2008 年奥运会项目；广州市2010年亚运城；青岛市正在研究地源热泵替代供热站的可行性。北京市为例，2000年利用浅层地能的面积仅为17万 m2，2005 年初达到5000万 m2。至此，仅北京市浅层地能利用面积达800万 m2，全国地源热泵系统的应用面积已经接近3000万 m2[6]。现有工程从空调供热（制冷）面积来看，10000 m2以下的约占 42％，在 10000m2~50000 m2的约占 42％，50000 m2以上的项目约占 16％；从项目投资的情况来看，500万元以下的项目超过一半，达到了 62％，500 万~1000 万元的项目占了 21％，而 1000万元以上的项目只占了17％。这说明整个行业以中小项目为主。
总的来说，地源热泵技术比较适用于三北（东北、西北、华北）、两流（黄河流域和长江流域）等广大地区，也可在夏季有冷量需求而冬季无热量需求的部分南方地区应用地源热泵技术，尤其适合在那些不能用燃煤、用电、燃气进行采暖和制冷的地区推广运用。
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