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談談地源熱泵技術在凈化工程中應用發展前景

1?地源熱泵技術的工作原理

濟南車間凈化工程公司提醒：地源熱泵技術工作原理是一種利用淺層地熱資源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的高效節能空調設備。地源熱泵技術通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現由低溫位熱能向高溫位熱能轉移。地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內采暖；夏季，把室內的熱量取出來，釋放到地能中去，給室內制冷如圖1和圖2所示。

地源熱泵空調系統主要由三部分組成：室外地能換熱系統、地源熱泵機組和室內空調末端裝置系統。三個系統之間靠水作為換熱介質進行熱量的傳遞，地源熱泵與地能之間換熱介質為水，與建筑物采暖空調末端換熱介質也是水。

2 地源熱泵技術的特點

地源熱泵技術是一種先進的高效節能、無任何污染的制冷采暖空調方式，在建筑用能領域，是作為環保和節能首推的新技術應用項目。2003年國家將地源熱泵技術列為建筑節能新技術成果大力推廣，應用和推廣地源熱泵技術，將對保護環境、提高環境質量、進一步推動和落實藍天工程起到更好的積極效果。下面就將地源熱泵技術的具體特點分析如下：

a、環保和經濟效益顯著。地源熱泵機組運行時，不消耗水也不污染水，不需要鍋爐，不需要冷卻塔，也不需要堆放燃料廢物的場地，環保效益顯著。地源熱泵機組的電力消耗，與空氣源熱泵相比也可以減少40%以上；與電供暖相比可以減少70%以上，它的制熱系統比燃氣鍋爐的效率平均提高近50%，比燃氣鍋爐的效率高出了 75%。

b、一機多用。地源熱泵系統可供暖、空調制冷，還可提供生活熱水，一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統，特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物。地源熱泵有著明顯的優點。不僅節省了大量的能量，而且用一套設備可以同時滿足供熱、供冷、供生活用水的要求，減少了設備的初投資。

c、自動控制程度高。地源熱泵機組由于工況穩定，可以設計成簡單的系統，部件較少，機組運行可靠，維護費用低，自動控制程度高，使用壽命長。

d、無環境污染。地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當于減少38% 以上，與電供暖相比，相當于減少70% 以上，真正的實現了節能減排。

e、系統運行可靠，維護費用低。地源熱泵系統運動部件要比常規系統少，因而減少維護，系統安裝在室內，不暴露在風雨中，也可免遭損壞，其運行更加可靠，延長壽命。

f、使用壽命長。地源熱泵的地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管，壽命可達 50 年，要比普通空調高 35 年使用壽命。

g、維持生態環境平衡。地源熱泵夏天把室內的熱量排到地下，冬天把地下的熱量取出來供室內使用，相對來說，向環境排放更少的能量，能很好的維持生態環境平衡。

h、節省空間。沒有冷卻塔、鍋爐房和其它設備，省去了鍋爐房，冷卻塔占用的寶貴面積，產生附加經濟效益，并改善了環境外部形象。

3 地源熱泵機組系統的適用場合

地源熱泵機組系統的能量來源于自然能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣，是一種理想的“綠色空調系統”。被認為是目前可使用的對環境最友好和最有效的供熱、供冷系統。該系統無論嚴寒地區或熱帶地區均可應用?？蓮V泛應用在辦公樓、賓館、學校、宿舍、醫院、飯店、商場、別墅、住宅等領域。

4 地源熱泵技術在國內市場中的發展前景展望

最近幾年，地源熱泵機組系統在北美如美國、加拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國家取得了較快的發展，我國的地源熱泵市場也日趨活躍。

日前，由住房和城鄉建設部、財政部聯合發布的《關于進一步推進可再生能源建筑應用的通知》明確指出，要切實提高淺層地能等可再生能源在建筑用能中的比重。

據悉，對地熱能特別是淺層地能的開發已經納入到我國《“十二五”能源發展規劃》中，未來5年，計劃將完成地源熱泵供暖（制冷）面積 3.5億 m2。如果按每平方米投資 200 元推算，這就意味著在未來5年中，整個地熱能開發利用的總市場規模至少在700億元左右。僅就目前市場來看，全國地源熱泵市場銷售額已超過80 億元，并且以每年 20% 以上的速度在增長。同時，地源熱泵系統的初裝費也大幅度下降，由最初的400元/m2~450元/m2降低到目前的220元/m2~320 元 /m2，公眾對地源熱泵的認知度也有了很大提高。預計到2015年，全國地熱能利用總量相當于6880萬噸標準煤，屆時占我國能源消耗總量的 1.7%。

我國地域遼闊，淺層地能可利用量巨大。據初步估算，全國287個地級以上城市每年淺層地能資源量相當于95億t標準煤。世界地源熱泵的應用集中在北美、歐洲和中國，其中對地源熱泵的應用居前 5 位的國家是美國、中國、瑞典、挪威和德國。據 2010 年世界地熱大會的統計數據，地源熱泵的年利用能量已經達到了 214782 kJ，這與 2005年世界地熱大會的統計數據相比，5 年內增長了2.45倍，年增長率達到了 19.7%；地源熱泵的設備容量為 35236 MW，在5 年間增長了2.29 倍，年增長率為18%。地源熱泵已經開始在國內市場上嶄露頭角。尤其是在沿海地區和北方地區，不少商品房都用上了地源熱泵產品。僅以供暖來說，在北方地區冬季取暖，多使用鍋爐，以煤炭作為燃料，1公頃溫室 1 年的加溫費用在100 萬元左右，而利用地源熱泵系統，1 kWh電便能產生5 kWh的熱量，每年可節約運營成本 40%~50%，從長遠角度考慮，使用地源熱泵系統更經濟。

綜上所述，無論從國家政策還是地源熱泵技術本身特點的角度分析，該項技術都將會成為21世紀最有效的供熱和供冷空調技術。其必將成為我國今后大力發展的中央空調系統的主流之一。