一． 地源熱泵技術國內外應用現(xiàn)狀

    地源熱泵技術于1912年由瑞士提出，最初在英國、美國應用，近20年在全球大規(guī)模推廣應用。到2010年有43個國家安裝了294萬套熱泵機組。中國生產(chǎn)的特大型單體機組已大于4000kW。裝機容量居多的國家依次是：美國、中國、瑞典、挪威、德國。

    美國:自從20世紀90年代美國政府提倡地源熱泵。奧巴馬政府能源部長朱棣文在講話中說，在未來幾十年內，提高能源利用率與節(jié)能仍舊是最切實可行的途徑。到2005年地源熱泵安裝已經(jīng)超過100萬套，每年增裝速度超過25%。

    瑞典：政府對替代直接電供暖和燃油供暖的地源熱泵實施財政補貼措施，制定了熱泵安裝資質和安全保障，對新建住宅和原有供暖系統(tǒng)進行改造，由于電價較低、油價較高，地源熱泵運行費具有競爭優(yōu)勢。

    瑞士：目前有20萬臺熱泵投入使用，每年舉辦熱泵供暖展示活動，為熱泵用戶提供政策電價，提供用戶培訓，并對熱泵質量進行認證。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家。

    法國：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：熱泵的制造技術位于前列，年產(chǎn)量達到400萬臺。但本國應用較少，主要用于市政建設和公益項目。

    奧地利：地源熱泵生產(chǎn)和安裝技術自成體系，政府對熱泵安裝和環(huán)境影響評價采取了嚴格的發(fā)證制度。

    德國：主要由非政府組織熱泵推廣協(xié)會對熱泵質量進行監(jiān)督，并進行設備安裝、運行維護的服務，市場是熱泵發(fā)展的動力。

    韓國：自2004年的《新能源法案》頒布以來，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個地源熱泵項目，安裝公司達到397家。

    中國：具備了比較完善的開發(fā)利用淺層地熱能的地源熱泵工程技術、設備、監(jiān)測和控制系統(tǒng)。

    我國的地源熱泵機組在近幾年開始大量應用于工程實踐，據(jù)最新調查成果，應用淺層地熱能進行供暖和制冷的地源熱泵項目在我國已經(jīng)超過2000個。建筑面積已超過1.2億平方米。

    北京市采用淺層地熱能供暖面積已經(jīng)達到1700萬平方米,沈陽達到3400萬平方米,河北省供暖面積達到920萬平方米，天津、大連、西安等城市和山東、甘肅、江蘇、內蒙、吉林、江西等地區(qū)采用淺層地熱能為城市建筑供暖的面積近年來迅速增加。

     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熱源，由水源熱泵機組、淺層地熱能換熱系統(tǒng)、建筑物內系統(tǒng)組成的空調系統(tǒng)。

    制冷模式：在制冷狀態(tài)下，地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功，使其進行汽-液轉化的循環(huán)。通過蒸發(fā)器內冷媒的蒸發(fā)將由風機盤管循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)同時再通過冷凝器內冷媒的冷凝，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)轉移至地水、地下水或土壤里。在室內熱量不斷轉移至地下的過程中，通過風機盤管為房間供冷。

    供暖模式: 在供暖狀態(tài)下，壓縮機對冷媒做功，并通過換向閥將冷媒流動方向換向。由地下的水路循環(huán)吸收地表水、地下水或土壤里的熱量，通過冷凝器內冷媒的蒸發(fā)，將水路循環(huán)中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時再通過蒸發(fā)器內冷媒的冷凝，由風機盤管循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉移至室內的過程中，通過風機盤管向室內供暖。

     三． 毛細管產(chǎn)品介紹

    1． 地熱收集器

    Clina生產(chǎn)的塑料毛細管從2002年開始成功應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減少了50%的鋪設面積。除此之外，它還能更快的再度平衡換熱器周圍的土壤。

    BioClina 的地熱收集器由非常纖細的毛細管平行鋪設構成，一個20mm的集水管與所有細管連接。集熱器可散布在地面各處，每個集熱器需要16m2的面積，敷設在地下約1.2m深處。為了保證土壤的恢復熱平衡，集熱器上種植的植物根系不要太深。

    由于平面展開的毛細管的功能和“慢速流動原理”在土壤處達到了最佳的換熱。此外，周圍的土壤也能更快速的再生，因為陽光，雨水和冰雪融化給吸收式供暖設備提供足夠的能量，這些能量可以轉化為熱量。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         地熱收集器         收集器模塊數(shù)量     所需面積

   2． 毛細管網(wǎng)柵——超薄地暖末端 

   毛細管網(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空氣之間溫差非常小的情況下也能進行很大的能量交換。供熱時系統(tǒng)內水溫只需28-32°C的低溫熱水。

   ①  占用空間極低，最大限度提高室內舉架高度和室內空間；

    • 網(wǎng)柵可直接安裝在不同結構地面下，如瓷磚地面、木質合成地板、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，為設計工程師提供充分的設計自由度。

    • 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上進行安裝，而不必把水泥等地面破壞(這對傳統(tǒng)取暖設備是不可能的)。由于沒有可見的暖氣片或中央空調的風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)柵直接鋪設在地面下，加熱速度非?？?，只需幾分鐘表面溫度即可達到所需要求。即使在水泥地面等很復雜結構情況下，加溫時間也只是傳統(tǒng)PEX管路地面取暖系統(tǒng)的1/4。在關閉取暖系統(tǒng)時其反映速度亦比傳統(tǒng)地面取暖系統(tǒng)快。

   ③．免維修；

  • 網(wǎng)柵毛細管徑特別細小，可通過水表面張力達到自動排氣作用。

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

  • 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管均勻分布，熱輻射交換面積特別大，所以室內溫度非常均勻。熱/冷輻射表面基本沒有溫度區(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℃。這一點可以額外地達到節(jié)省能源的目的。

       ⑤．安全可靠，使用壽命長；

       • 毛細管柵網(wǎng)在生產(chǎn)中都進行了嚴格的質量控制和嚴格的測試，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)過十倍于工作壓力(20bar)的長時間的嚴格測試，具有很高的可靠性。對毛細管柵網(wǎng)我們有最少十年的保險做保障。

       • 在實地安裝后，必須再次對系統(tǒng)用10bar壓力進行測試，在地面下安裝該系統(tǒng)整個過程中都需要壓力測試，這樣可以在現(xiàn)場立即發(fā)現(xiàn)損壞的地方，并加以解決。在整個系統(tǒng)全部安裝完畢，還要對毛細柵網(wǎng)系統(tǒng)按照工作標準再次進行多級別的嚴格測試。

       • 氧氣滲透對毛細網(wǎng)柵系統(tǒng)不造成問題，因為在系統(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。并且通過合金鋼熱交換器與主循環(huán)隔開，所以溶于水的氧氣不會導致腐蝕或郁積堵塞等現(xiàn)象，長時間實踐證明，由PP管構成的網(wǎng)柵的使用壽命至少達50年之久而網(wǎng)柵質量保持如新。

    四． 地源熱泵+毛細管采暖系統(tǒng)原理說明

    將上述的毛細管地熱收集器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水平或垂直埋管的淺層換熱系統(tǒng)，毛細管超薄地暖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的普通地板采暖，這樣就形成了利用淺層地熱能與采暖節(jié)能末端相結合的有別于傳統(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，我公司已完成毛細管國產(chǎn)化進程，這樣在工程應用中的材料成本將會有大幅度地下降，在北方嚴寒和寒冷地區(qū)用作冬季地板輻射供暖會有廣闊的發(fā)展前景。