摘要:地源热泵系统是一种节能、环保、高效的能源利用技术,它充分发挥了浅层岩体的储冷储热作用,实现对建筑物的供暖和制冷,是一种典型的绿色技术。本文对地源热泵技术进行了阐述,介绍了地源热泵的原理及发展历史,分析了其形式及优点,对其与常规空调技术的技术特点及投资和运行费用进行了比较,分析了制约其发展的主要问题,并提出了地源热泵技术在中国的发展前景和展望。
关键词:地源热泵 供暖空调 冷热源 绿色技术
近年来随着资源和环境的问题日益严重,在满足人们健康、舒适要求的前提下,合理利用自然资源,保护环境,减少常规能源消耗,已成为暖通空调行业需要面对的一个重要问题。地源热泵空调系统通过吸收大地(包括土壤、井水、湖泊等)的冷热量,冬季从大地吸收热量,夏季从大地吸收冷量,再由热泵机组向建筑物供冷供热而实现节能,是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的既可供暖又可制冷的新型空调系统。
在中国,煤作为主要能源, 煤炭在我国能源体系中占主导地位,长期以来,煤炭在我国能源生产结构、消费结构中一直占有绝对主导地位,尽管近年来,比例略有下降,但仍保持在65%以上,并再次呈现出上升的迹象。2002年煤炭在我国能源生产结构、消费结构中的比例分别由2001年的68.6%和65.3%上升为70.7%和66.1%【1】。特别在冬季,在国内的农村和部分城市几乎全部靠煤取暖。煤是各种能源中污染环境最严重的能源,只有减少城市地区煤的使用,城市大气污染问题是才可能得到解决。现在各地都在采取措施控制燃煤的数量,选用电采暖、燃油或者燃气采暖等措施,但都存在运行费用高、资源不足和排放CO2这些问题。受能源、特别是一次性能源与环保条件的限制,传统的燃油、燃煤中央空调方式将逐步受到制约。从降低运行费用、节省能源、减少排放CO2排放量来看,地源热泵技术是一个不错的选择。
地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热,向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时,它还可供应生活用水,可谓一举三得,是一种有效地利用能源的方式。
地源热泵(ground source heat pumps, GSHP)系统包括三种不同的系统:以利用土壤作为冷热源的土壤源热泵,也有资料文献成为地下耦合热泵系统(ground-coupled heat pump systems, GCHPs)或者叫地下热交换器热泵系统(ground heat exchanger, GHPs);以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统(ground water heat pumps, GWHPs);以利用地表水为冷热源的地表水热泵系统(surface-water heat pumps, SWHPs)。
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