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談?wù)劦卦礋岜眉夹g(shù)在凈化工程中應(yīng)用發(fā)展前景

1?地源熱泵技術(shù)的工作原理

濟(jì)南車間凈化工程公司提醒：地源熱泵技術(shù)工作原理是一種利用淺層地?zé)豳Y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(jié)能空調(diào)設(shè)備。地源熱泵技術(shù)通過(guò)輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)由低溫位熱能向高溫位熱能轉(zhuǎn)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(lái)，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來(lái)，釋放到地能中去，給室內(nèi)制冷如圖1和圖2所示。

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要由三部分組成：室外地能換熱系統(tǒng)、地源熱泵機(jī)組和室內(nèi)空調(diào)末端裝置系統(tǒng)。三個(gè)系統(tǒng)之間靠水作為換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞，地源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水，與建筑物采暖空調(diào)末端換熱介質(zhì)也是水。

2 地源熱泵技術(shù)的特點(diǎn)

地源熱泵技術(shù)是一種先進(jìn)的高效節(jié)能、無(wú)任何污染的制冷采暖空調(diào)方式，在建筑用能領(lǐng)域，是作為環(huán)保和節(jié)能首推的新技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目。2003年國(guó)家將地源熱泵技術(shù)列為建筑節(jié)能新技術(shù)成果大力推廣，應(yīng)用和推廣地源熱泵技術(shù)，將對(duì)保護(hù)環(huán)境、提高環(huán)境質(zhì)量、進(jìn)一步推動(dòng)和落實(shí)藍(lán)天工程起到更好的積極效果。下面就將地源熱泵技術(shù)的具體特點(diǎn)分析如下：

a、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益顯著。地源熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，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(chǎng)地，環(huán)保效益顯著。地源熱泵機(jī)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(tǒng)比燃?xì)忮仩t的效率平均提高近50%，比燃?xì)忮仩t的效率高出了 75%。

b、一機(jī)多用。地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)制冷，還可提供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)，特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物。地源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量的能量，而且用一套設(shè)備可以同時(shí)滿足供熱、供冷、供生活用水的要求，減少了設(shè)備的初投資。

c、自動(dòng)控制程度高。地源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定，可以設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，部件較少，機(jī)組運(yùn)行可靠，維護(hù)費(fèi)用低，自動(dòng)控制程度高，使用壽命長(zhǎng)。

d、無(wú)環(huán)境污染。地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少38% 以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70% 以上，真正的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。

e、系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維護(hù)費(fèi)用低。地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護(hù)，系統(tǒng)安裝在室內(nèi)，不暴露在風(fēng)雨中，也可免遭損壞，其運(yùn)行更加可靠，延長(zhǎng)壽命。

f、使用壽命長(zhǎng)。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(dá) 50 年，要比普通空調(diào)高 35 年使用壽命。

g、維持生態(tài)環(huán)境平衡。地源熱泵夏天把室內(nèi)的熱量排到地下，冬天把地下的熱量取出來(lái)供室內(nèi)使用，相對(duì)來(lái)說(shuō)，向環(huán)境排放更少的能量，能很好的維持生態(tài)環(huán)境平衡。

h、節(jié)省空間。沒有冷卻塔、鍋爐房和其它設(shè)備，省去了鍋爐房，冷卻塔占用的寶貴面積，產(chǎn)生附加經(jīng)濟(jì)效益，并改善了環(huán)境外部形象。

3 地源熱泵機(jī)組系統(tǒng)的適用場(chǎng)合

地源熱泵機(jī)組系統(tǒng)的能量來(lái)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(diào)系統(tǒng)”。被認(rèn)為是目前可使用的對(duì)環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無(wú)論嚴(yán)寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用?？蓮V泛應(yīng)用在辦公樓、賓館、學(xué)校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場(chǎng)、別墅、住宅等領(lǐng)域。

4 地源熱泵技術(shù)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的發(fā)展前景展望

最近幾年，地源熱泵機(jī)組系統(tǒng)在北美如美國(guó)、加拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國(guó)家取得了較快的發(fā)展，我國(guó)的地源熱泵市場(chǎng)也日趨活躍。

日前，由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用的通知》明確指出，要切實(shí)提高淺層地能等可再生能源在建筑用能中的比重。

據(jù)悉，對(duì)地?zé)崮芴貏e是淺層地能的開發(fā)已經(jīng)納入到我國(guó)《“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃》中，未來(lái)5年，計(jì)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(lái)5年中，整個(gè)地?zé)崮荛_發(fā)利用的總市場(chǎng)規(guī)模至少在700億元左右。僅就目前市場(chǎng)來(lái)看，全國(guó)地源熱泵市場(chǎng)銷售額已超過(guò)80 億元，并且以每年 20% 以上的速度在增長(zhǎng)。同時(shí)，地源熱泵系統(tǒng)的初裝費(fèi)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(duì)地源熱泵的認(rèn)知度也有了很大提高。預(yù)計(jì)到2015年，全國(guó)地?zé)崮芾每偭肯喈?dāng)于6880萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，屆時(shí)占我國(guó)能源消耗總量的 1.7%。

我國(guó)地域遼闊，淺層地能可利用量巨大。據(jù)初步估算，全國(guó)287個(gè)地級(jí)以上城市每年淺層地能資源量相當(dāng)于95億t標(biāo)準(zhǔn)煤。世界地源熱泵的應(yīng)用集中在北美、歐洲和中國(guó)，其中對(duì)地源熱泵的應(yīng)用居前 5 位的國(guó)家是美國(guó)、中國(guó)、瑞典、挪威和德國(guó)。據(jù) 2010 年世界地?zé)岽髸?huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，地源熱泵的年利用能量已經(jīng)達(dá)到了 214782 kJ，這與 2005年世界地?zé)岽髸?huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相比，5 年內(nèi)增長(zhǎng)了2.45倍，年增長(zhǎng)率達(dá)到了 19.7%；地源熱泵的設(shè)備容量為 35236 MW，在5 年間增長(zhǎng)了2.29 倍，年增長(zhǎng)率為18%。地源熱泵已經(jīng)開始在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上嶄露頭角。尤其是在沿海地區(qū)和北方地區(qū)，不少商品房都用上了地源熱泵產(chǎn)品。僅以供暖來(lái)說(shuō)，在北方地區(qū)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(fèi)用在100 萬(wàn)元左右，而利用地源熱泵系統(tǒng)，1 kWh電便能產(chǎn)生5 kWh的熱量，每年可節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本 40%~50%，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮，使用地源熱泵系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)。

綜上所述，無(wú)論從國(guó)家政策還是地源熱泵技術(shù)本身特點(diǎn)的角度分析，該項(xiàng)技術(shù)都將會(huì)成為21世紀(jì)最有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。其必將成為我國(guó)今后大力發(fā)展的中央空調(diào)系統(tǒng)的主流之一。