浅谈地源热泵技术的发展及应用
浅谈土壤源热泵在我国的发展应用
浅谈土壤源热泵在我国的发展应用作者：马凤凤来源：《科教导刊·电子版》2016年第03期摘要在全球能源环境危机下，作为一种节能环保的供热制冷新技术，土壤源热泵系统在我国暖通空调领域中的发展日益广泛。
本文主要综述了土壤源热泵系统以及土壤源热泵在我国的发展现状和技术应用，由此进一步总结和展望其在中国的发展前景。
关键词土壤源热泵地热能节能发展应用中图分类号：TU831 文献标识码：A环境污染和能源危机是当今世界各国面临的严峻问题。
在中国，仅2011年能源消耗就高达34.8亿吨的标准煤，而传统化石类能源（煤、石油等）在中国能源消耗中仍占据主导地位。
因此，国家高度重视可再生能源、环保节能技术等的开发与应用。
土壤源热泵技术由于具有环保、节能、无污染的特点，充分符合中国可持续发展道路，具有广阔的发展前景。
1土壤源热泵简介1.1地热能简述地热能的开发利用先后在欧美、新西兰和日本等地已取得良好效益。
根据初步评估数据显示，在我国，山区温泉总的热量折合标准煤约5€？06t/a，平原地区经济型和亚经济型地下热水资源中包含的热能约为2.9444€？022J，其中包括可采热水资源的热能约2.3€？020J。
由此可见，我国地热资源分布广泛，开发利用潜力巨大。
1.2土壤源热泵的特点土壤源热泵指的是通过换热器内的循环液体从地下岩土中吸收或者释放热量进而达到供热或制冷目的的系统，通过少量电能的输入，来实现低品位热能即地热能，向高品位热能的转移。
土壤源热泵有许多优点：（1）有利于可再生能源的开发利用。
地面吸收的太阳辐射中约47%积蓄在地表浅层，土壤源热泵技术正是利用这部分清洁的可再生能源进行供热制冷；（2）节能环保。
在土壤源热泵系统运行的过程中没有CO2、CO、SO2等污染性气体排放，也不会形成传统空调中的噪声污染，且土壤源热泵技术的应用减少了对传统化石类能源的需求；（3）系统能效高，运行稳定可靠，成本低。
土壤源热泵系统的运行效率高于传统空调40%左右，且由于地下土壤温度几乎不受外界影响，所以系统运行较为稳定。
热泵技术在建筑中的应用
热泵技术在建筑中的应用热泵技术在建筑中的应用随着能源危机愈加严峻，节能减排已成为社会发展的重要任务。
在这种背景下，热泵技术的应用价值日益凸显。
热泵技术是指利用空气、水或地热等可再生能源为热源或冷源，通过转换传递热能量的机械装置，实现能量的高效利用。
热泵技术在建筑中的应用，可以实现室内温度的调节、节能减排等多项功能，是建筑节能的重要技术手段之一。
一、热泵技术的优势相较于传统的空调、采暖设备，热泵技术具有以下优势：（一）安全环保热泵技术使用的是可再生能源，不会产生二氧化碳等有害物质，对环境污染小、安全可靠。
同时，热泵设备不需要使用明火，也大大降低了火灾风险。
（二）节能高效热泵技术可以将低温热能转换为高温热能，实现能量的高效利用，在冬季采暖、夏季制冷过程中，节能效果明显，能耗降低30%-60%。
（三）应用灵活热泵设备可以在不同的环境下进行应用，适应不同的气候条件和使用需求，具有良好的适应性和灵活性。
二、热泵技术在空调、采暖方面的应用（一）空调系统大型商业中心、写字楼等公共场所采用中心空调系统或VRV空调系统，可以通过安装热泵设备，使冷热源得到高效利用，降低能耗、节约成本。
（二）采暖系统建筑采暖是影响建筑节能的重要因素，采用热泵技术实现采暖，可以实现高效节能。
地源热泵、空气源热泵、水源热泵等技术都可以用于建筑采暖。
热泵采暖系统运行起来，会让外界的热量向室内传递，特别是地源热泵采暖系统更是把地下土壤中的存储的高温热能转化为室温，这个技术来源是“地球系数热”（GHE），即一种撑起地球的能量源。
由于土壤中温度的变化非常缓慢，该系统可以保证发电厂在冬季旺季期间高速运转来满足能源供应。
三、热泵技术在建筑中的应用案例（一）世博会展馆2010年上海世博会展馆采取地源热泵技术进行供暖、制冷。
25个展馆中，20个展馆采用地源热泵技术，5个展馆采用空气热泵技术。
热泵技术的应用，保证了展馆内的温度在18-25℃之间，观众感受到的是清新、舒适的氛围。
浅析地源热泵技术及其应用
和制 冷 ， 并能 够 提供 生 活热 水 。利 用水 与 地 能 （ 下水 、 埋于 地 下 ， 地 与大 地进 行 冷 热 交换 。土 壤 源 热 泵 系统 主 机 土 壤 或 地 表 水 ）进 行 冷 热 交 换来 作 为水 源 热 泵 的冷 热 通常 采用 水一 水 热 泵机 组或 水一 气 热泵 机 组 。 根据 地 下 主 水 源 ， 季把 地 能 中 的热量 “ ” 来 ， 给 室 内采 暖 ， 时 热交 换器 的布 置 形 式 ， 要分 为 垂 直 埋 管 、 平 埋 管和 冬 取 出 供 此 地 能为“ 热源 ”夏 季 把室 内热量 取 出来 ， 放 到 地下 水 、 蛇 行 埋管 ３类 。 ； 释
面 积 较 少 ， 相 应 会 带 来 钻 孔 、 孔 设 备 的经 费和 高 承 或 回灌 地 下 水 ；２ 可供 的 地 下 水有 限 ；３ 如 水 质 不 好 但 钻 （） （）
压 埋 管 的造价 提 高 。系 或 打 井不 合 格 要注 意 水处 理 ； ４ 如 泵选 择 过 大 、 制不 垂 （） 控
土壤 耦 合 热 泵 （ Ｃ Ｐ 、 下 水 热 泵 （ＷＨ ） 地 表 水 热 Ｇ Ｈ ）地 Ｇ Ｐ、
泵 （Ｗ Ｈ 。 Ｓ Ｐ）
地源 热 泵 技术 是 一种 利 用 浅 层 常 温 土 壤 或 地 下 水
（ ） 一 土壤 源 热泵
中的能量作为能源 的新型热泵技术。 该技术可同时供暖
土壤 源 热泵 以大 地作 为 热 源和 热 汇 ， 热泵 的换 热 器
了 《 设部 节 能省 地 型建 筑 推广 应 用技 术 目录》 该 目录 能源 角度 来 说 ， 是一 种用 之 不尽 的 可再 生 能源 。 建 ， 它
将“ 源 热 泵 技 术集 成 及 其 应 用 ” 为 地 能 利 用 技 术 列 地 作
热泵论文总结范文
摘要：随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，热泵技术因其高效、节能、环保的特点，已成为全球能源领域的研究热点。
本文对热泵技术的发展历程、主要类型、工作原理、应用领域以及我国热泵技术的发展现状进行了综述，以期为我国热泵技术的进一步发展提供参考。
一、热泵技术的发展历程热泵技术起源于20世纪初，经过近百年的发展，已经从单一的空调制冷技术逐渐发展成为涵盖热水供应、供暖、制冷、烘干等多个领域的综合性技术。
我国热泵技术的研究始于20世纪50年代，经过多年的发展，已在热水供应、供暖等领域取得了显著成果。
二、热泵的主要类型及工作原理1. 空气源热泵：利用空气中的低温热源，通过吸收热量，将其传递到高温热源，从而实现热量的转移。
空气源热泵具有结构简单、安装方便、适应性强等优点。
2. 地源热泵：利用地下恒定的温度作为热源，通过热交换器将地热能转移到室内或室外，实现供暖、制冷和热水供应。
地源热泵具有高效、节能、环保等优点。
3. 水源热泵：利用地表水、地下水或工业废水等作为热源，通过热交换器将热量转移到室内或室外，实现供暖、制冷和热水供应。
水源热泵具有节能、环保、适用范围广等优点。
热泵的工作原理：热泵通过压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀等部件，将低温热源的热量转移到高温热源，实现热量的转移。
热泵的性能系数（COP）是衡量热泵节能性能的重要指标。
三、热泵的应用领域1. 热水供应：热泵热水器已成为家庭、酒店、宾馆等场所热水供应的主要设备。
2. 供暖制冷：热泵空调系统在建筑供暖、制冷领域具有广泛应用。
3. 农业烘干：热泵烘干设备在农产品、木材等烘干领域具有显著优势。
4. 工业应用：热泵技术在工业领域具有广泛的应用前景，如工业余热回收、制冷剂替代等。
四、我国热泵技术的发展现状1. 政策支持：我国政府高度重视热泵技术的发展，出台了一系列政策措施，推动热泵产业健康发展。
2. 技术创新：我国热泵技术研发取得了显著成果，部分技术已达到国际先进水平。
我国地源热泵技术应用现状及对策研究
２ ． １ 因 地 制 宜 ，科 学 规 划
水源 的探测 、开采技术 与相应的开采成本制约着地下水地 源热 泵系统的广泛应用 。地下水地源热泵系统在理论上是可 以 利用一切地 下水 资源的 ，可是在实际系统工程 中，地理环境 的 制约 ，地 下水 资源的不同特点造成成本投入差异大 ，其 中地下 水地 源的 ：水量是否充足 、水温 的特点 、水质情况 以及水源供 水稳定 性等条 件 ，都制约着地源热泵系统 的施工与应用 。①要 有充 足的水源 ，才能满足用户供热负荷或制冷负荷 的需要 ； ② 水 源的水 温必须符合机组运行工况要求 ；③水源 的水质应适合 于热泵 系统机组 、管道和阀门的性能要求 ，减少 的堵塞 和腐蚀 性损坏 ； ④要保证 水源的供水功能具有长期性 、可靠性 ，从而 确保 地下水地源热泵空调系统长期 、稳定 的运行 。我 国地理位 置特点的特殊性 ，造成不同地 区、不 同水文地质条件 的水源不 定适 宜工程 的要 求。水文地质条件差 ，打井深度将增加 ，打 井成本也会 随之增 高 ，造成 回灌 困难 ，增加打井数量 ， 从而使 系统 的费用大幅增加 ，造成地下水地源热泵系统 的投资经济性 要 因地制宜 。
１ 地 源热 泵应用 中存在 的主要 问题
地源热泵 技术的应用是利用浅层地温能进行供热 、制冷 的 新型能源利用技术 ，是 目前世界各 国迅速推广 的新 型节 能环保 型空调技术 。该技术利用地下水冬暖夏凉 的特点 ，通过抽 取地 下水 ，经冷凝器交换热量后 ，同建筑物 内部空气进 行热交 换 ， 然后再 回灌到含水层 ，形成循环 ，这被称 为 “ 地下水 的开放 式 循环系统” 。清洁 、 高效 、节能是该 系统最 大特 点 ，因此推进 地 源热泵系统建设 ，既有利于优化能源结构 ，又能提高能源利用 率。但此技术在应 用上仍存在几点 问题 ，具体有 以下几方面 ： １ ． １ 初投资及能源政策 问题 导致初投资相对 比较高 的主要原 因有 ：① 由于地源热泵 的 技术特点 ，需要布置大量管线 ，而且施工要求 场地 大 ，造成工 程施工上 的限制 ； ②地埋管 、 换 热器 管材 及回填材料的限制 ， 因为没有切实有效 的提 高换 热效 果的技术措施 ，地埋管设计余 量系数较大 ；③钻 孑 Ｌ 费用 十分高 ，地 质结 构越 的复杂情况 ，钻 井 的深度 ，地层 的坚硬程度 ，造 成钻 井成本高 。这些原 因造成 地源热泵 系统初投 资偏 大 ，在很 大程度上延缓和制约 了该技术 的推广与发展 。
中国地源热泵技术应用及进展
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浅谈热泵技术的应用和发展
设 备 ； 热 泵 则 是 消 耗 一 定 的 机 械 能 ， 低 温 位 热 能 而 将 “ 送 ” 高 温 位 来 供 应 热 量 需 求 的设 备 。热 泵 系 统 泵 到 的 基 本 能 量 转 换 关 系 如 图 １ 。
日本 的热 泵 空 调 器 于 上 世 纪 ７ ０年 代 进 入 市 场 ， 经过 ３ ０多 年 的 发 展 ， 本 热 泵 市 场 已 经 比 较 成 熟 。 日 根 据 日本 制 冷 空 调 工 业 协 会 的 统 计 ， 日本 每 年 生 产 的 ７ ０万 台 柜 式 空 调 机 中 ９ ． ９ ０ ８ Ｓ ６为 热 泵 型 空 调 机 ， 应 用 非 常 广 泛 。ｓ日本 的 热 泵 主 要 为 空 气 源 热 泵 ， Ｉ 】 目 前 的研究热点 是将 热泵 系统推 广 应用 到寒 冷地 区， 并保 证高性 能 。
２２ ． 图 １ 热 泵工 作 原 理 我 国 热 泵 技 术 的 发展
热 泵在 我 国 起 步 较 早 。 上 世 纪 ５ ０年 代 ， 津 大 天 学 的 一 些 学 者 已 开 始 从 事 热 泵 的 研 究 工 作 。４ ０ 年 ［６ １
热 泵 有 四 大 优 点 ： 一 是 节 能 ， 利 于 能 源 的综 第 有 合利用 ； 二是 有利 于 环境 保护 ； 三是 冷 热结 合 ， 第 第 设备利用 率高 ， 省 初 投 资 ； 四 因为 它是 电驱 动 ， 节 第 所 以 调 控 比较 方 便 。
当今 社 会 ， 境 污 染 和 能 源 危 机 已 成 为 威 胁 人 环 类 生存 的 头 等 大 事 ， 何 解 决 这 一 问题 ， 成 为 全 人 如 已 类 的 课 题 。 在 这 种 背 景 下 ， 节 能 和 环 保 为 主 要 特 以 征 的 绿 色 建 筑 及 相 应 的 空 调 系 统 应 运 而 生 ， 热 泵 而 正 是 满 足 这 些 要 求 的 新 型 中 央 空 调 。建 筑 的高 能 耗 已 经 成 为 严 重 制 约 我 国 能 源 经 济 可 持 续 发 展 战 略 的 瓶颈 。 “ 一 五 ” 间 ， 着 节 能 减 排 这 一 目标 的 提 十 期 随 出 ， 我 国广 袤 的 土 地 上 推 行 热 泵 技 术 具 有 广 泛 而 在
中国地源热泵发展研究报告
中国地源热泵发展研究报告
中国地源热泵是一种利用地下热能进行供暖和供冷的一种清洁能源技术。
它通过地下热能的循环利用，实现了降低能耗和环境污染的目标。
中国地源热泵的发展研究报告对中国地源热泵的发展现状、技术特点、市场需求、政策支持等方面进行了深入的研究和分析。
报告指出，中国地源热泵技术在供热和供冷领域有着广阔的应用前景。
随着国家对清洁能源的重视和对环境保护的要求，地源热泵在中国的市场需求将逐渐增加。
目前，地源热泵在一些大型建筑和住宅小区中已经得到了应用，并取得了较好的效果。
报告分析了中国地源热泵的技术特点。
地源热泵具有高效、节能、环保等特点，可以利用地下土壤或岩石中的热能来进行供暖和供冷。
地源热泵系统由地热换热器、地热泵机组、供暖和供冷系统等组成，可以利用地下水或地下土壤的恒定温度来进行能量转换，从而实现供暖和供冷的目的。
报告还分析了中国地源热泵市场的需求和政策支持。
当前，中国政府出台了一系列的政策来支持地源热泵的发展，包括对地源热泵项目的补贴和税收优惠等。
这些政策有助于促进地源热泵的市场需求和技术创新。
总之，中国地源热泵的发展研究报告认为，地源热泵作为一种清洁能源技术，在中国有着广阔的应用前景。
政府的政策支持和市场需求的增加将促进地源热泵技术的推广和应用。
随着技
术的不断创新和成本的降低，地源热泵有望成为中国能源领域的一个重要组成部分。
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浅谈地源热泵技术的发展及应用
【摘要】本文系统介绍了地源热泵空调系统的发展历史,工作原理以及特点等。
【关键字】地源热泵；工作原理；发展应用
1 基本概念
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省约二分之一的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达4.0～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60％。
因此，近十几年来，尤其是近五年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。
2 地源热泵工作原理
地源热泵则是利用水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。
地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。
其中水源热泵机主要有两种形式：水—水式或水—空气式。
三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。
地源热泵同空气源热泵相比，有许多优点：
2.1 全年温度波动小。
冬季温度比空气温度高，夏季比空气温度低，因此地源热泵的制热、制冷系数要高于空气源热泵，一般可高于40%，因此可节能和节省费用40%左右。
2.2 冬季运行不需要除霜，减少了结霜和除霜的损失。
2.3 地源有较好的蓄能作用。
3 地源分类
地源按照室外换热方式不同可分为三类：1.土壤埋盘管系统，2.地下水系统，3.地表水系统。
根据循环水是否为密闭系统，地源又可分为闭环和开环系统。
闭环系统如埋盘管方式（垂直埋管或水平埋管），地表水安置换热器方式。
开环系统如抽取地下水或地表水方式。
4 地源热泵应用方式
地源热泵的应用方式从应用的建筑物对象可分为家用和商用两大类，从输送冷热量方式可分为集中系统、分散系统和混合系统。
4.1 家用系统
用户使用自己的热泵、地源和水路或风管输送系统进行冷热供应，多用于小型住宅，别墅等户式空调。
4.2 集中系统
热泵布置在机房内，冷热量集中通过风道或水路分配系统送到各房间。
4.3 分散系统
用户单独使用自己的热泵机组调节空气。
一般用于办公楼、学校、商用建筑等，此系统可将用户使用的冷热量完全反应在用电上，便于计量，适用于目前的独立热计量要求。
4.4 混合系统：
将地源和冷却塔或加热锅炉联合使用作为冷热源的系统，混合系统与分散系统非常类似，只是冷热源系统增加了冷却塔或锅炉。
南方地区，冷负荷大，热负荷低，夏季适合联合使用地源和冷却塔，冬季只使用地源。
北方地区，热负荷大，冷负荷低，冬季适合联合使用地源和锅炉，夏季只使用地源。
这样可减少地源的容量和尺寸，节省投资。
分散系统或混合系统实质上是一种水环路热泵空调系统形式。
5 发展前提
如太阳能等清洁能源在能源结构中的比重的提高，已成为我国能源结构调整战略的重要组成部分。
近年来的统计表明，住宅、办公楼、商店、旅馆、影剧院、学校、医院等建筑物的能耗在总能量消
耗中所占的比例不断增加。
建筑物的能耗，按其用途可分为空调用、照明用、卫生用及其他用能，其中空调用能耗在建筑物总能耗中的比例相当大。
从可持续发展的角度看，利用可再生能源及提高能源利用效率是降低建筑能耗的根本途径。
有着节能和环保特征的地源热泵系统就成为了暖通空调工作者们关注的热点。
6 应用现状
进入二十世纪九十年代，土壤源热泵的应用与发展进入了一个全新快速发展的时期，我国在开展土壤源热泵系统的研究与应用方面起步较晚，但到2000 年左右，在各种因素的共同作用下，成为一个非常“热门”的研究课题，但与国外相比仍处在一个整体水平相对较低的大环境之下。
相继有天津大学、天津商学院、华中理工大学、青岛建筑工程学院、重庆大学b 区（原重庆建筑大学）、湖南大学和同济大学科研机构从事了地源热泵方面的研究。
并且有浙江横店国际商贸城、山东建工学院学术报告厅、重庆中安翡翠湖别墅（在建）等等总空调面积在500m2 以上的建筑采用了土壤源地源热泵系统。
7 注意问题
地源热泵的性能很大程度上依赖于地下埋管的换热性能。
而地下埋管性能又在很大程度上依赖于大地的热物理性质（如岩土的类型、湿度等）。
岩土的热物理特性随地点的变化而有所差别，在不同地区之间甚至同一地区的不同片区之间的研究结果可能完全不
能够相互套用，必须进行相应的修正甚至重新研究。
需要对不同地区、不同地层中地下埋管换热器传热模型和地层热物性参数进行研究，为地源热泵工程设计提供正确可靠的技术数据；需要对新型地下热交换器材料进行研究，包括热交换管材、管材内传热介质、管材外回填材料等，以提高传热效率，降低钻孔长度。
其次，地源热泵技术是暖通空调技术与钻井技术相结合的综合技术，两者缺一不可。
土壤源热泵空调系统钻井对土壤热、湿及盐分迁移的影响研究有待进一步深入，如何使不利因素减少到最小是必须考虑的问题。
完善地下热交换器的钻孔技术、安装方法，以便解决复杂地层中钻孔和安管的难度，从而提高施工效率，降低施工成本。
由于钻井费用可能占到整个系统初投资的50%以上，并不是所有的地源热泵系统都是经济合理的，有些投资者可能会回到传统的空调形式。
要求工程组织者和工程技术人员能够合理协调、并做出充分的技术经济分析（目前地源热泵系统的安装费用较电制冷、天然气加热系统为高，回收期大约是5～8 年）。
再者，我国国土面积广阔，覆盖地域众多。
除长江中下游地区（夏热冬冷地区）的供暖和供冷负荷大致相等以外，其余地区的供热和供冷负荷并不相同，需要合理的设置地源热泵辅助系统，以避免地下耦合系统吸、放热量不均而造成地温的变化进而降低地源热泵的能效比。
在以供冷为主要目标的南方地区或热负荷大的商业建筑，可以通过设置冷却塔辅助供冷；在以供暖为主的北方地区可通过太阳能或者锅炉进行辅助供暖。
参考文献
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