一． 地源熱泵技術(shù)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

    地源熱泵技術(shù)于1912年由瑞士提出，最初在英國(guó)、美國(guó)應(yīng)用，近20年在全球大規(guī)模推廣應(yīng)用。到2010年有43個(gè)國(guó)家安裝了294萬(wàn)套熱泵機(jī)組。中國(guó)生產(chǎn)的特大型單體機(jī)組已大于4000kW。裝機(jī)容量居多的國(guó)家依次是：美國(guó)、中國(guó)、瑞典、挪威、德國(guó)。

    美國(guó):自從20世紀(jì)90年代美國(guó)政府提倡地源熱泵。奧巴馬政府能源部長(zhǎng)朱棣文在講話中說(shuō)，在未來(lái)幾十年內(nèi)，提高能源利用率與節(jié)能仍舊是最切實(shí)可行的途徑。到2005年地源熱泵安裝已經(jīng)超過(guò)100萬(wàn)套，每年增裝速度超過(guò)25%。

    瑞典：政府對(duì)替代直接電供暖和燃油供暖的地源熱泵實(shí)施財(cái)政補(bǔ)貼措施，制定了熱泵安裝資質(zhì)和安全保障，對(duì)新建住宅和原有供暖系統(tǒng)進(jìn)行改造，由于電價(jià)較低、油價(jià)較高，地源熱泵運(yùn)行費(fèi)具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

    瑞士：目前有20萬(wàn)臺(tái)熱泵投入使用，每年舉辦熱泵供暖展示活動(dòng)，為熱泵用戶提供政策電價(jià)，提供用戶培訓(xùn)，并對(duì)熱泵質(zhì)量進(jìn)行認(rèn)證。其中，土壤源熱泵占70%，密度大，是世界上人均使用比例最高的國(guó)家。

    法國(guó)：北部和東部地區(qū)需要供暖，南部冬季需要供暖、夏季需要供冷，地源熱泵應(yīng)用十分廣泛。

    加拿大：起步較晚，近年發(fā)展速度快，出供暖以外，用于橋面防凍、農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖。

    日本：熱泵的制造技術(shù)位于前列，年產(chǎn)量達(dá)到400萬(wàn)臺(tái)。但本國(guó)應(yīng)用較少，主要用于市政建設(shè)和公益項(xiàng)目。

    奧地利：地源熱泵生產(chǎn)和安裝技術(shù)自成體系，政府對(duì)熱泵安裝和環(huán)境影響評(píng)價(jià)采取了嚴(yán)格的發(fā)證制度。

    德國(guó)：主要由非政府組織熱泵推廣協(xié)會(huì)對(duì)熱泵質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督，并進(jìn)行設(shè)備安裝、運(yùn)行維護(hù)的服務(wù)，市場(chǎng)是熱泵發(fā)展的動(dòng)力。

    韓國(guó)：自2004年的《新能源法案》頒布以來(lái)，地源熱泵系統(tǒng)占據(jù)了新安裝的公用建筑的60%， 到2008年8月已有550個(gè)地源熱泵項(xiàng)目，安裝公司達(dá)到397家。

    中國(guó)：具備了比較完善的開發(fā)利用淺層地?zé)崮艿牡卦礋岜霉こ碳夹g(shù)、設(shè)備、監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)。

    我國(guó)的地源熱泵機(jī)組在近幾年開始大量應(yīng)用于工程實(shí)踐，據(jù)最新調(diào)查成果，應(yīng)用淺層地?zé)崮苓M(jìn)行供暖和制冷的地源熱泵項(xiàng)目在我國(guó)已經(jīng)超過(guò)2000個(gè)。建筑面積已超過(guò)1.2億平方米。

    北京市采用淺層地?zé)崮芄┡娣e已經(jīng)達(dá)到1700萬(wàn)平方米,沈陽(yáng)達(dá)到3400萬(wàn)平方米,河北省供暖面積達(dá)到920萬(wàn)平方米，天津、大連、西安等城市和山東、甘肅、江蘇、內(nèi)蒙、吉林、江西等地區(qū)采用淺層地?zé)崮転槌鞘薪ㄖ┡拿娣e近年來(lái)迅速增加。

     二． 傳統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)組成

    以巖土體、地下水和地表水為低溫?zé)嵩?，由水源熱泵機(jī)組、淺層地?zé)崮軗Q熱系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的空調(diào)系統(tǒng)。

    制冷模式：在制冷狀態(tài)下，地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功，使其進(jìn)行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過(guò)蒸發(fā)器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將由風(fēng)機(jī)盤管循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)同時(shí)再通過(guò)冷凝器內(nèi)冷媒的冷凝，由水路循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收，最終由水路循環(huán)轉(zhuǎn)移至地水、地下水或土壤里。在室內(nèi)熱量不斷轉(zhuǎn)移至地下的過(guò)程中，通過(guò)風(fēng)機(jī)盤管為房間供冷。

    供暖模式: 在供暖狀態(tài)下，壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功，并通過(guò)換向閥將冷媒流動(dòng)方向換向。由地下的水路循環(huán)吸收地表水、地下水或土壤里的熱量，通過(guò)冷凝器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)，將水路循環(huán)中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時(shí)再通過(guò)蒸發(fā)器內(nèi)冷媒的冷凝，由風(fēng)機(jī)盤管循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過(guò)程中，通過(guò)風(fēng)機(jī)盤管向室內(nèi)供暖。

     三． 毛細(xì)管產(chǎn)品介紹

    1． 地?zé)崾占?/span>

    Clina生產(chǎn)的塑料毛細(xì)管從2002年開始成功應(yīng)用于利用熱泵從鹽泉中收集熱源，所采用的方法將收集器埋在地下1.1m至1.2m的土壤中作為“水平式集熱器”。由于毛細(xì)管網(wǎng)柵在換熱能力上的極大潛力，它相比傳統(tǒng)的單管水平埋管技術(shù)減少了50%的鋪設(shè)面積。除此之外，它還能更快的再度平衡換熱器周圍的土壤。

    BioClina 的地?zé)崾占饔煞浅＠w細(xì)的毛細(xì)管平行鋪設(shè)構(gòu)成，一個(gè)20mm的集水管與所有細(xì)管連接。集熱器可散布在地面各處，每個(gè)集熱器需要16m2的面積，敷設(shè)在地下約1.2m深處。為了保證土壤的恢復(fù)熱平衡，集熱器上種植的植物根系不要太深。

    由于平面展開的毛細(xì)管的功能和“慢速流動(dòng)原理”在土壤處達(dá)到了最佳的換熱。此外，周圍的土壤也能更快速的再生，因?yàn)殛?yáng)光，雨水和冰雪融化給吸收式供暖設(shè)備提供足夠的能量，這些能量可以轉(zhuǎn)化為熱量。集熱器可以很靈活的安裝于地基上。系統(tǒng)部件的安裝有專業(yè)工人直接完成。

    BioClina可供選擇的地暖收集器

熱泵功率         地?zé)崾占?nbsp;        收集器模塊數(shù)量     所需面積

   2． 毛細(xì)管網(wǎng)柵——超薄地暖末端 

   毛細(xì)管網(wǎng)柵系統(tǒng)PK傳統(tǒng)的地暖系統(tǒng)

    由圖可知，熱交換面積非常大，所以即使在熱交換表面和室內(nèi)空氣之間溫差非常小的情況下也能進(jìn)行很大的能量交換。供熱時(shí)系統(tǒng)內(nèi)水溫只需28-32°C的低溫?zé)崴?/span>

   ①  占用空間極低，最大限度提高室內(nèi)舉架高度和室內(nèi)空間；

    • 網(wǎng)柵可直接安裝在不同結(jié)構(gòu)地面下，如瓷磚地面、木質(zhì)合成地板、漆布地面、木地板面、PVC及地毯等。柵網(wǎng)可以靈活地安裝在所需要的地方，為設(shè)計(jì)工程師提供充分的設(shè)計(jì)自由度。

    • 網(wǎng)柵的安裝厚度小于5毫米。安裝的靈活性使系統(tǒng)不僅適合于新建筑，還可在舊建筑中原有基礎(chǔ)上進(jìn)行安裝，而不必把水泥等地面破壞(這對(duì)傳統(tǒng)取暖設(shè)備是不可能的)。由于沒(méi)有可見的暖氣片或中央空調(diào)的風(fēng)道把大量空氣傳送到建筑物各處，所以能夠明顯提高建筑物舉架高度，最大限度的利用空間，縮小中心控制房的空間。

  ②  制熱(冷)速度快 ；

    • 網(wǎng)柵直接鋪設(shè)在地面下，加熱速度非常快，只需幾分鐘表面溫度即可達(dá)到所需要求。即使在水泥地面等很復(fù)雜結(jié)構(gòu)情況下，加溫時(shí)間也只是傳統(tǒng)PEX管路地面取暖系統(tǒng)的1/4。在關(guān)閉取暖系統(tǒng)時(shí)其反映速度亦比傳統(tǒng)地面取暖系統(tǒng)快。

   ③．免維修；

  • 網(wǎng)柵毛細(xì)管徑特別細(xì)小，可通過(guò)水表面張力達(dá)到自動(dòng)排氣作用。

  • 網(wǎng)柵中流動(dòng)的水是低溫低壓水，可有效避免高溫高壓帶來(lái)的管路損壞。

  • 網(wǎng)柵中使用閉路循環(huán)純凈水，可有效避免管路中產(chǎn)生水垢。

    ④．高舒適度；

       由于網(wǎng)柵由間距很小的平行毛細(xì)管均勻分布，熱輻射交換面積特別大，所以室內(nèi)溫度非常均勻。熱/冷輻射表面基本沒(méi)有溫度區(qū)別。并且人體和空間的熱交換主要是輻射的形式進(jìn)行，這一靜態(tài)制冷及自然溫暖的環(huán)境使人體感到非常舒適，身體感到的溫度比室溫高2～3℃。這一點(diǎn)可以額外地達(dá)到節(jié)省能源的目的。

       ⑤．安全可靠，使用壽命長(zhǎng)；

       • 毛細(xì)管柵網(wǎng)在生產(chǎn)中都進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制和嚴(yán)格的測(cè)試，以確保其安全性和精密度，在每一片產(chǎn)品出廠前必須經(jīng)過(guò)十倍于工作壓力(20bar)的長(zhǎng)時(shí)間的嚴(yán)格測(cè)試，具有很高的可靠性。對(duì)毛細(xì)管柵網(wǎng)我們有最少十年的保險(xiǎn)做保障。

       • 在實(shí)地安裝后，必須再次對(duì)系統(tǒng)用10bar壓力進(jìn)行測(cè)試，在地面下安裝該系統(tǒng)整個(gè)過(guò)程中都需要壓力測(cè)試，這樣可以在現(xiàn)場(chǎng)立即發(fā)現(xiàn)損壞的地方，并加以解決。在整個(gè)系統(tǒng)全部安裝完畢，還要對(duì)毛細(xì)柵網(wǎng)系統(tǒng)按照工作標(biāo)準(zhǔn)再次進(jìn)行多級(jí)別的嚴(yán)格測(cè)試。

       • 氧氣滲透對(duì)毛細(xì)網(wǎng)柵系統(tǒng)不造成問(wèn)題，因?yàn)樵谙到y(tǒng)里的輔助循環(huán)中采用了完全防腐蝕材料如：PP、合金鋼、紅銅等。并且通過(guò)合金鋼熱交換器與主循環(huán)隔開，所以溶于水的氧氣不會(huì)導(dǎo)致腐蝕或郁積堵塞等現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)間實(shí)踐證明，由PP管構(gòu)成的網(wǎng)柵的使用壽命至少達(dá)50年之久而網(wǎng)柵質(zhì)量保持如新。

    四． 地源熱泵+毛細(xì)管采暖系統(tǒng)原理說(shuō)明

    將上述的毛細(xì)管地?zé)崾占鞔鎮(zhèn)鹘y(tǒng)的水平或垂直埋管的淺層換熱系統(tǒng)，毛細(xì)管超薄地暖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的普通地板采暖，這樣就形成了利用淺層地?zé)崮芘c采暖節(jié)能末端相結(jié)合的有別于傳統(tǒng)的新型地源熱泵系統(tǒng)，其原理圖如下圖所示。

    需要特別指出的是，我公司已完成毛細(xì)管國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，這樣在工程應(yīng)用中的材料成本將會(huì)有大幅度地下降，在北方嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)用作冬季地板輻射供暖會(huì)有廣闊的發(fā)展前景。