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中国地源热泵行业发展与分析报告

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浏览：- 发布日期：2017-07-27 16:10:28【大中小】

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虽然地源热泵的研究始于1912年，但直到20世纪70年代初的世界一次能源危机才开始关注。此后，来自世界各地的科学家从未停止学习和讨论。这些研究工作涉及一系列地源热泵组件，地下热交换器类型，土壤性质和系统运行寿命周期，成本分析等。由于其稳定的能源效率和优异的工作性能，在日本，北美和中国，斯堪的纳维亚等国家已被广泛使用。在美国，截至2001年4月已经安装了4000多万个地源热泵，年均增长10％;同时已有多家生产地源热泵和制冷系统的着名企业，如：水雾，地热DX，氙气等。在北欧国家，地源热泵主要用于室内地板辐射采暖，并提供家用热水，特别是在瑞士，在家用加热装置中，地源热泵的比例非常大。中国在这一领域的研究刚刚开始，直到20世纪80年代末，只有几个单位进行了这项工作。但国际环境和地源热泵本身的影响本身具有节能环保的优势，技术已经得到了人们的越来越多的关注，近年来研究也越来越活跃，取得了突破性进展。

地源热泵的特点及基本形式

地源热泵技术是利用浅层地热资源可以加热和可以冷却稳定的节能空调技术。热泵的理论基础来自卡诺循环，它像冷水机一样在相反的循环中运行。由于年度气温波动，东南凉凉所以可以在冬季作为热泵热源和夏季空调冷源，即冬季从土壤中收集热量，增加室内供暖后的温度加热;夏天从土壤冷却，室内多余的热量去除地面去。地源热泵主要有以下几种形式：

（1）地下水热泵：用于开放式系统。该系统占地面积小，非常经济。要求水源稳定，保证装置正常运行，温度范围为7-21℃，需钻孔，以维持地下水位需要注意补给，以免破坏水资源。

（2）江湖水源热泵：开或闭系统。系统投资小，水系能耗低，可靠性高，运行成本低，但线圈容易被破坏，单位效率不稳定。

（3）土壤热泵：封闭系统。立管系统占地面积小，水系耗电少，但成本较高;水平管道安装成本低，但面积大，供水系统功耗大。

2地源热泵在传统空调的特点

2.1在技术方面

（1）传统的空调系统，无论是水还是风冷，由于其换热器必须放置在暴露的空气中，会对建筑造型造成不良影响，破坏建筑外观;埋在地下，远离主楼的加热器不会对其形状产生影响。

（2）风冷换热器和水冷换热器的热交换环境是大气，不可避免地受环境条件的变化的影响，会大大降低传热效率;和地源热泵换热器和地热用，传热物体低于地层1m，初始温度约等于年平均气温，基本不受外界环境的影响。这种温度特性使得地源热泵比传统空调运行效率提高了40％?60％。

（3）普通空调对环境的影响非常严重，不仅对臭氧层造成严重破坏，而且产生难以忍受的噪音，而且由于夏季的热量将排放到大气中，冬季吸热气氛离开大气，住宅环境更加苛刻;和地源热泵可以利用地球的蓄热能力，冬季过多的夏季进入地球的热量，夏季冬季寒冷可用于实现冬季和夏季室内供暖和制冷。同时该装置的运行几乎没有排放和浪费，所以不仅对大气没有影响，而且使地球不至于过冷或过热。

2.2经济方面

（1）影响地源热泵使用的因素，如国家能源政策，环境政策，电力和燃料价格，施工环境，用户和气候条件。根据中国目前的情况，由于运营成本造成的这些因素进一步研究，难以得出准确的结论，但可以借鉴美国等发达国家的经验，世界环保组织报告空调的未来据了解，地源热泵的设计和安装可以节省加热和制冷空调一体化运行成本的30％至40％以上。

（2）由于技术优势，可以节省运营成本40％?60％。

（3）地源热泵系统也可以设置加热，空调和冷却，提供热水一体。 - 热泵系统可以代替原来的三组加热系统，加热空调和三套设备或系统的热水供热，这也增加了经济性。可以得出结论，地面热泵系统比普通空调系统复杂得多，因为室外部件比较复杂，但是普通空调的运行成本远高于地源热泵系统的运行成本。初期投资回收。

普通空调使用寿命一般在15年左右，地源热泵地下换热器由于采用高强度惰性材料，埋地寿命至少在50年以上。因此，从使用寿命和运行成本考虑，地源热泵系统高于普通空调系统。

中国长江流域及周边地区有几个省市，是中国经济快速发展的区域，面积18万平方公里，人口5.5亿，国家生产总值占全国约48％，人口密集，经济，文化发达地区。根据中国的建筑气候，该地区属于“炎热的夏季和寒冷的冬季”地区。也就是说，夏季气候I：q热，比较热月份平均气温25?30℃和28?30℃多数，多数地方35℃以上热天气可达半个月至一个月，比世界同样纬度其他区域高于2℃，除了比较热区域以外的沙漠地区，地球的纬度范围，相对湿度通常高达80％;冬天湿冷，比较冷月平均气温2?7℃，比较多在2?5℃之间，是冬季同纬度地球比较冷的部位。长江中下游和北侧每日比较低气温5℃以下两个月甚至3个月，相对湿度仍然很高，为73％?83％。所以冷却和加热区域大致相同，冷热负荷基本相同，适合区域推广地源热泵技术，从而充分发挥地下储能的作用。

长江流域及周边地区人口集中，能源消耗大，污染严重等问题。而且该地区能源资源相对稀缺，能源供应形势严峻。因此，从节能，提高能源结构和保护环境考虑这些问题，还应促进热泵这种节能技术。

3展望与建议

（1）长江及周边地区环境资源丰富，气候条件冷热，需要更多的暖气空调装置。所以在地源热泵技术领域具有广泛的推广应用前景。加快研究，大力发展热泵节能技术，促进合理利用自然资源，实现中国可持续发展战略。

（2）地热泵广泛应用的主要原因是土壤源热泵开发核心技术的研究和理解有限。据国际比较新研究显示，其核心技术问题是埋地换热器的传热，土壤源热泵系统的模拟和比较佳匹配参数的研究。另一个主要原因是地源热泵本身存在的缺点：地下热交换器受土壤性质的影响较大;连续运行，热泵冷凝温度或蒸发温度受土壤温度波动的变化影响;土壤导热性好，使埋地换热器面积更大。因此，国家有关部门要加强热泵研究的核心技术，可以提供一系列经济激励，鼓励用户使用地源热泵系统。

（3）研究地热热泵需要解决的几个问题：埋地线圈数学模型理论研究和土壤热场理论研究不够深入，仍处于实验阶段;涉及钻井困难，系统投入相对较大。因此，在热泵技术的开发应用中，应通过热泵生产和技术改进降低成本，使热泵技术的优势更突出。

（4）中国地源热泵的技术资料很少，在这方面的设计，生产，安装，维护方面也缺乏厂家的生产，相关设备的生产也很少。因此，有必要增加技术资金投入和相关技术人员的培训。同时世界热泵技术更发达国家要学习，但在学习过程中应该注意的是：中国的气候条件和那些国家的气候条件是不同的，所以我们不能复制国外的技术成果，而应该注意吸收国外积极和消极的经验，布局合理，发展平稳，在相对成熟的地区进行测试等。

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