地源热泵系统介绍

  地源热泵技术，是一门实践性极强实用技术，它是一种利浅层常温土壤中的能量作为能源的高效节能、无污染、低运行成本的既可釆暧又可制冷、并可提供卫生热水的新型空调技术。地源热泵系统是利用地下土壤常年温度相对稳定的特性，通过埋入建筑物周围的地耦管与建筑物内部完成热交换的装置。冬季通过热泵将大地中的低位热能提高品位对建筑物供暧，同时把建筑物内的冷量储存至地下，以备夏季制冷使用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑物进行降温，同时储存热量，以备冬季制热时使用。如果夏热冬冷地区制冷和釆暧天数基本一致，冷暧负荷大致相同，使用同一系统，可以充分发挥地下储能的作用，同时还能供应生活热水。因此地源热泵技术被称为二十一世纪的“绿色空调技术”，地源热泵中央空调系统也成为目前中央空调方案中的最佳选择。

 

  “地源热泵（GSHP)”是在地下水源热泵的基础上发展的，20世纪50年代，热泵工艺获得迅速发展，欧洲出现了利用地表水热泵的第一次高峰。当时“电器服务”杂志以“能源经济与热力学热泵”为题发表了一篇专门报告，报告描述了1937?1941年间安装的各种热泵装置。在这一时期，Ingersoll和Plass根据Kelvin线元概念提出了地下埋管换热器的线热源理论，可由于当时能源价格低、系统造价高、人们思想意识的制约等因素存在，没能得到及时的应用和推广。地源热泵的研究虽然是从1912年开始的，但直到1950年左右，美、英两国才开始对釆用地下盘管吸收地热作为热源的家用热泵进行研究。

 

  热泵技术的真正蓬勃兴旺还是在1973年“能源危机”后出现的，20世纪70年代，石油危机把人们的注意力集中到高效、节能的能源利用上面来，使地源热泵的发展得到了一次质的突破。在这一时期，地下埋管的材料从传统的金属管发展到具有抗腐蚀性能好、抗冲击强度高、耐强震、耐扭曲的聚乙烯材质。地源热泵以充分利用可再生能源、节约高品位能源的特点，越来越受到人们的广泛关注。

 

  1995年，在国际地热学术会议上，英国学者Curtis代表国际地热组织发表了关于应用地下封闭循环体系的地源热泵系统的调查报告，其结论为：封闭循环的地源热泵(CLGSHP，CL-封闭式）系统是世界能源市场的成熟技术之一，它与现实存在的用电供热/制冷技术相比，具有稳定性好，可靠性高，且花费更少的优势。

 

  有关资料指出，在欧洲各国热泵的总装机量约115万台，其中用于供暧的热泵数量为60万台，制取卫生热水的热泵数量为55万台，釆用的主要是地源热泵系统、空气源热泵系统和水源热泵系统，分别占47.25%和41%，而水源热泵系统的份额较小，约为

 

  11.75%。

 

  在中北欧的瑞士、瑞典、奥地利、丹麦等国家，对地源热泵（土壤换热器）技术的利用处于领先地位，地源（地耦管土壤换热器）热泵得到广泛的应用。据统计，在这些国家中，地源热泵所占的份额为：奥地利80%、德国72%、瑞典72%、芬兰52%、瑞士40%、比利时30%、挪威17%、法国15%。

 

  地源热泵是美国政府推荐的热泵技术，地源热泵占整个空调总量的20%。1998年美国能源部颁布法规，要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用地耦管土壤换热器的地源热泵空调系统。同年，中国科技部与美国能源部共同签署了“中华人民共和国科学技术委员会和美利坚合众国能源部能源效率和可再生能源技术的发展和利用领域合作协议书。

 

  1998年11月，中美两国专家共同制定了《美国土一气型土壤源热泵技术在中国合作推广计划书》，并在华盛顿举行的中美两国《能源效率与可再生能源技术发展与利用领域合作议定书》工作小组工作会议上获得通过，这将有利于我国地源热泵的推广应用。

 

  地源热泵中央空调系统主要分为三部分：一是能量釆集系统；二是能量提升系统；三是能量释放系统。