地源热泵应用于户式中央空调的分析与展望

ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈａｔ ｃａｎ ｂｏｔｈ ｈｅａｔ ａｎｄ
ｂｅ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｅｄ ｗｈｉｃｈ ｕｔｉｌｉｚｅｓ ｓｉｍｐｌｅ ｌａｙｅｒ ｏｆ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ， Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｅｎｅｒｇｙ－ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ． Ａｒｔｉｃｌｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ， ｅｃｏｎｏｍｉｚｅ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｒｏｊｅｃｔ ， ｅｘｐｏｕｎｄ ｔｈｅ ｆａｃｔ ｇｒｏｕｎｄ ｓｏｕｒｃｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ａｐｐｌｙ ｈｏｕｓｅｈｏｌｄｓ ｏｆ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ，ａｎｄ ｌｏｏｋ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｏ ｉｔｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｔｏ ｅｖｅｒｙ ｄｅｍａｎｄ ｅｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ．
２．３
工程实例投资及经济性对比分析 现在再来通过实例来比较以地源热泵为冷热源与常规冷
热源的户式中央空调的经济性比较。
２．３．１
实例 １
项目名称： 上海某宿舍楼地源热泵空调系统 项目地址： 上海市长宁区； 建筑类型： 宿舍楼； 建筑结构： 砖混结构； 建筑占地： ２８０ ｍ ２； 建筑面积： ６７９ ｍ ２； 空调面积： ４２０ ｍ ２。 投资及经济性对比分析见表 １ ：
１９６５ 年研制成功国内第 １ 台水冷式热泵空调机。重庆建筑大
学、天津商学院等单位对地下埋盘管的地源热泵也进行了多 年的研究。在中国科学院广州能源研究所等单位还多次召开 全国性的有关热泵技术发展与应用的专题研讨会。我们有理 由相信，在充分学习借鉴国外先进技术和运行经验的基础上， 在各级政府的有力支持下， 科技界与企业界携手共进， 依靠自 己的力量完全有能力在不长的时间内开拓出具有中国特色的 地源热泵产业。 该技术由于环保节能， 受到政府的大力支持。国家发展和 改革委为促进我国可再生能源和新能源技术及相关产业的发 展，根据国家可再生能源中长期发展规划，日前决定至 ２００７ 年， 实施可再生能源和新能源高技术产业化专项。北京市市长 王歧山也指出利用浅层地热 （ 地 源 热 泵 ）供 暖 是 代 替 燃 气 供 暖的首选。
地源热泵真正意义的商业应用也只有近十几年的历史。如美 而 １９９７ 年 １ 国， 截 止 １９８５ 年 全 国 共 有 １４ ０００ 台 地 源 热 泵 ， 年 就 安 装 了 ４５ ０００ 台 ， 而 且 每 年 以 １０％ 的 速 度 稳 步 增 长 。
１９９８ 年 美 国 商 业 建 筑 中 地 源 热 泵 系 统 已 占 空 调 总 保 有 量 的
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专 题
地源热泵应用于户式中央空调的分析与展望
广东志高空调有限公司
摘 要
周积芳
张克龙
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源的既可供热又可制冷的高效节能空调系统，为实现空调系统节能、环保的需要应运而
生。文章通过技术性、 经济性和工程实例的分析， 论述了地源热泵应用于户式空调的可行性， 并对空调行业前景进行展望。
表１
系统类型 冷水机组加市政管网供热 地源热泵冷暖空调系统
投资及经济性对比分析
总投资 （ 万元） 年运行费用 年节约运行 （ 万元） 费用 （ 万元） 节约率
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前言
人们对生活品质要求不断提高， 住宅面积不断 ２１ 世 纪 ，
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目前地源热泵的应用状况
地源热泵的历史可以追朔到 １９１２ 年瑞士的 １ 个专利， 而
扩大， 家用空调器也向着大功率、 舒适、 节能、 美观、 豪华的趋 势发展， 普通房间空调器已经不能更充分、 更完全地满足市 场需求了。带有新风系统的户式中央空调正在代替普通的房 间空调器， 该项技术已经取得了突破性进展， 因此具有较好 应用前景， 并成为 ２１ 世纪我国空调产业发展的趋势。 然而， 随着空调设备使用的日益广泛， 一直困扰人们的 能源问题、 环保问题显得更为突出。比如在上海， 日常生活中 特别在大 型 商 业 和 办 公 用 空调用电量占到总用电量的 ４０％ ， 建筑中占到总用电量的 １／３ 以上。 去年夏天， 因电力严重不足 而造成外滩的照明工程一度中断， 这与夏季人们长时间运行 空调不无关系。可见能源形势的严峻已经直接影响到了人们 的生活。 因此， 如何实现空调系统更好的节能、 环保成了当前空 调行业最关心的一个课题， 随着人民生活水平的提高而出现 —户式中央空调。结合国内外空调设备 的一种新概念空调—— 及 空 调 能 源 的 研 究 状 况 ，如 果 应 用 地 源 热 泵 作 为 其 冷 热 源 ， 地源热泵技术将会为空调的节能与环保提供一个发展方向。
采写 本报记者 郭爱娣 张灵 夏命群 摄影 本报记者 范继文 《京华时报》 ２００５ 年 １ 月 ２６ 日 Ａ ０７ 版
风能等可再生能源以及利用热泵提高热效率的 另外， 国家出台的很多相关政策支持浅层地热能的应用， “ 利用太阳能、 鼓励发展地源热泵技术。 《 建设部建筑节能“ 十五” 计划纲 要》 中明确指出“ 十五” 期间建筑节能工作的重点之一是： “ 大力推进太阳能、 河水、 湖水、 海水与地下能源及其他可再生 能源在建筑中利用的工 作 。” 《 北京市建筑节能管理规定》 ： 采暖技术。” 地源热泵作为一种非常重要的可再生能源，具有节能和 环保的双重效益，国际上已经将地下蓄热技术和高效热泵同 时列入 ２１ 世纪最有发展前途的新技术范围。
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Ｂｙ Ｚｈｏｕ Ｊｉｆａｎｇ ａｎｄ Ｚｈａｎｇ Ｋｅｌｏｎｇ
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１９９７ 年 １１ 月 签 署 了 中 美 能 源 效 率 及 可 再 生 能 源 合 作 议 定
书， 其中主要内容之一是 “ 地 源 热 泵 ”， 该项目拟在我国的 北京、杭州和广州 ３ 个城市各建 １ 座 采 用 地 源 热 泵 供 暖 空 调的商业建筑， 以推广运用这种 “ 绿 色 技 术 ”， 降低我国对 煤炭和石油的依赖程度， 从而达到能源资源多元化的目的。 有的已进入实施 目前， 这 ３ 个地源热泵示范工程正在落实， 阶 段 。与 此 同 时 ， 科技部委托的我国企业酝酿将美国的地源 热泵技术及设备引进我国，这将促进我国地源热泵的市场 化、 产业化的发展， 并使我国地源热泵的研究开发尽快跟上 国际潮流。 随着科技的进步，关于能源消耗和环境污染的法律制定 越来越严格， 地源热泵的发展迎来了高潮。一些国家组织了专 门的机构来帮助用户、 安装者和生产厂家， 这些组织包括 “ 欧 洲热泵协会” （ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｈｅａｔ Ｐｕｍｐ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ）与 “ ＤＡＣＨ” （ 由来自德国， 奥地利和瑞士的专家组成的协会）等。同时， 一 些大的生产厂家开始为设计地源热泵编写软件，尤其是地下 现在的地源热泵有微电脑 换热器部分。因此， 与 ８０ 年代相比， 控制， 自动化程度高； 机组设计安装简单方便， 而且安全， 周期 短， 系统运行稳定效率高， 无污染。 我国的地源热泵事业近几年已开始起步，而且发展势头
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专 题
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美国特别看好我国市场，美国能源部和我国科技部于
看好。天津大学、 清华大学分别与有关企业结成产学研联合体 开发出我国品牌的地源热泵系统， 已建成数个示范工程， 越来 越多的用户开始熟悉地源热泵，并对其应用产生了浓厚的兴 趣， 可以预计地源热泵市场前景广阔。之所以对地源热泵市场 发展前景持乐观态度， 一方面是要节约常规能源； 另一方面， 我 国具有较好的热泵科研与应用的基础， 早 在 ５０ 年 代 ， 天津大 学热能研究所吕灿仁教授就开展了我国热泵的最早研究，
说供暖
“用 浅 层 地 能 替 代 燃 气 供 暖 的方案有利于弥补北京能源不足 的缺陷，是替代燃气供暖的首 选。 ” 王岐山听完市政协委员徐生 恒关于 “浅层地能” 的提案后表示 “对这个方案很感兴趣” 。
“浅层地热供暖提案抓紧办”
据徐生恒委员介绍， 浅层地 能不同于传统的深层地热，它是 一种可再生的新能源，主要来源 于太阳能， 是低于 ２５ 摄氏度土壤 沙石和地下 水 中 的 低 温 热 量 ， 尚 未列入国家 的 矿 产 资 源 范 围 ， 但 分布十分广泛。 他说， 浅层地能作 为矿物质燃料的替代能源，是建 筑物供暖 （冷） 能源的首选。 王岐山听后当场指示市发改 委相关负责人着手操办此事。他 说， 这一节能方案很好， 可循环利 用，市发改委和市市政管委应该 立即引入推广这一替代方案。
其中在新建筑中占 ３０％ 。 美国地源热泵工业已经成立了 １９％ ， 由美国能源部、 环保署、 爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂 家组成的美国地源热泵协会，该协会在近年中将投入 １ 亿美 元从事开发、 研究和推广工作。美国在 ２００１ 年已达到每年安 装 ４０ 万台地源热泵的目标， 降低温室气体排放 １００ 万 ｔ ， 相当 于减少 ５０ 万辆汽车的污染物排放或种植树 １ ０００ ０００ 英 亩 ， 年节约能源费用达 ４．２ 亿美元， 此后， 每年 节 约 能 源 费 用 再 增 加 １．７ 亿美元。 与美国的地源热泵发展有所不同， 中、 北欧如瑞典、 瑞士、 奥地利、 德国等国家主要利用浅层地热资源， 地下土壤埋盘管 （ 埋 深 ＜４００ｍ 深 ）的 地 源 热 泵 ， 用于室内地板辐射供暖及提 在家用的供热装置中， 地源热 供生活热水。据 １９９９ 年的统计， 泵所占比例， 瑞士为 ９６％ ， 奥地利为 ３８％ ， 丹麦为 ２７％ 。