地源熱泵的有關基本知識

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一、概述

　　隨著性能源危機的加劇和環(huán)境的惡化，節(jié)能和環(huán)保成為世界各國發(fā)展的主題。可再生能源的利用與開發(fā)受到了廣泛的重視。同時由于經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供熱和空調(diào)已成為普遍的需求。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，中國建筑能耗的總量逐年上升，在能源消費總量中所占的比例已從上世紀70年代末的10%，上升到近年的27.8%。而建筑大的耗能點是采暖和空調(diào)，我國在采暖和空調(diào)上的能耗占建筑總能耗的55%。 我國的能源結構主要依靠礦物燃料，特別是煤炭。礦物燃料燃燒產(chǎn)生的大量污染物，包括大量SO2, NOX等有害氣體以及CO2等溫室效應氣體。大量燃燒礦物燃料所產(chǎn)生的環(huán)境問題已日益成為各國政府和公眾關注的焦點。我國的供熱已經(jīng)經(jīng)歷了一家一戶的小煤爐到燃煤鍋爐的轉變?，F(xiàn)在又進一步禁止在城鎮(zhèn)建設中小型燃煤鍋爐房，體現(xiàn)了政府對保護大氣環(huán)境的高度重視。因此，除了集中供熱的型式以外，急需發(fā)展其他的替代供熱方式。熱泵就是能有效節(jié)省能源、減少大氣污染和CO2排放的供熱和空調(diào)技術。

　　二、地源熱泵技術介紹

　　　在我國《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)術語標準》（GB50155-92）中，對“熱泵”的解釋是“能實現(xiàn)蒸發(fā)器和冷凝器功能轉換的制冷機”；在《新制冷詞典（NewInternationalDictionaryofRefrigeration）》中，對“熱泵”的解釋是“以冷凝器放出的熱量來供熱的制冷系統(tǒng)”。可見，熱泵在本質上是與制冷機相同的，熱泵（制冷機）是通過作功使熱量從溫度低的介質流向溫度高的介質的裝置，它們的區(qū)別只是運行工況不同。其工作原理是：由電能驅動壓縮機，使工質（如R22）循環(huán)運動反復發(fā)生物理相變過程，分別在蒸發(fā)器中氣化吸熱、在冷凝器中液化放熱，使熱量不斷得到交換傳遞，并通過閥門切換使機組實現(xiàn)制熱（或制冷）功能。在此過程中，熱泵的壓縮機需要一定量的高位電能驅動，其蒸發(fā)器吸收的是低位熱能，但熱泵輸出的熱量是可利用的高位熱能，在數(shù)量上是其所消耗的高位熱能和所吸收低位熱能的總和。熱泵輸出功率與輸入功率之比稱為熱泵性能系數(shù)，即COP值（Coefficientof Performance）。

　　地（水）源熱泵機組的工作原理

　　是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內(nèi)采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。具有節(jié)能、經(jīng)濟環(huán)保、安全可靠、可自動運行等優(yōu)點。

三、中國地源熱泵的市場潛力和發(fā)展趨勢

　　目前，我國城鄉(xiāng)共有建筑總面積約400億m2，其中城鎮(zhèn)約為160億m2，在城鎮(zhèn)中居住建筑面積約為105億m2，其中能達到建筑節(jié)能標準的僅占5%，其余95%都是未來需要陸續(xù)進行節(jié)能改造的高能耗建筑；同時，我國每年新增房屋建筑面積約20億m2，預計到2020年底，我國新增的房屋面積將近300億m2，新增城鎮(zhèn)民用建筑面積將為100一150億m2。隨著人民生活水平提高，我國采暖線也將逐步南移，采暖面積會逐步增大，新建建筑將有70億m2以上需要供暖。

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