熱泵是一種利用大自然中蘊藏著大量的較低溫度的低品位熱能（也稱自然能源，包括大氣、地表水、海水，地下水、土壤等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調系統(tǒng)。實際上，全國存在大量的自然能源未得到充分利用，這些自然能源與建筑能源的溫度非常接近，因此大面積推廣熱泵技術，使這些自然能源能夠得到大規(guī)模利用，對緩解我國的能源緊張形勢，推進我國的建筑節(jié)能事業(yè)，具有非常重要的現(xiàn)實意義。
建筑能源三大特性--建筑能源具有以下三個特點：
1、低品位能源。熱能根據(jù)其溫度的高低可分為低品位能源和高品位能源。建筑采暖空調所需熱（冷）能的溫度小于100℃，屬低品位能源。我國著名能源專家早在1980 年就提出用能的基本原則是“溫度對口，梯級利用”。因此建筑能源應優(yōu)先選擇低品位能源，而盡量避免采用直接燃燒化石能源的方式進行采暖和空調。
2、狹窄的溫度范圍。建筑空調冷凍水的溫度一般為5～12℃，供熱熱水溫度在45～60℃左右，地板供暖溫度在40℃以下。由此可見，建筑能源的溫度范圍非常狹窄。
3、與自然能源溫度接近。北京地溫全年約14 ℃左右；污水溫度一般在16℃左右；空氣溫度一般為－20～40℃；江河湖水溫度夏季28～35℃，冬季3～5℃；我國四大海域50～100m 范圍內全年維持在20℃左右。這些自然能源的溫度與建筑能源非常接近，只需利用熱泵將其溫度提高和降低，就能滿足建筑采暖空調的需要。建筑能源的三個特點決定了我們應該大規(guī)模利用建筑自然能源。事實上，這些自然能源在我國分布廣泛，蘊藏量豐富，如在沿海地區(qū)可以充分利用海水，在沿河沿湖地區(qū)可充分利用河水、湖水，城市污水處理站附近區(qū)域可充分利用污水資源，低密度建筑可充分利用土壤的能量。值得指出的是，自然能源雖與建筑能源的溫度比較接近，但它很難直接利用，必須借助熱泵技術才能滿足建筑采暖空調的需要。
熱泵技術節(jié)能環(huán)保
熱泵是通過做功使熱量從溫度低的介質流向溫度高的介質的裝置。建筑的空調系統(tǒng)一般應滿足冬季的供熱和夏季制冷兩種相反的要求。傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)通常需分別設置冷源（制冷機）和熱源（鍋爐）。而一套建筑物熱泵供暖空調系統(tǒng)可以代替原來的采暖鍋爐和制冷機兩套裝置。而且系統(tǒng)緊湊，省去了鍋爐房和冷卻塔，不但節(jié)省了初投資，也節(jié)省了建筑空間，而且全年僅采用電力這種清潔能源，大大減輕了供暖造成的大氣污染問題。采用熱泵為建筑物供熱可以大大降低一次能源的消耗。燃燒礦物燃料通常可產生1500-1800℃的高溫，是高品位的熱能，而建筑供熱最終需要的是20-25℃的低品位的熱能。這種低溫熱能若是通過電鍋爐加熱或礦物燃料燃燒產生的高溫熱能來獲得，則意味著大量可利用的高品位能源的流失。把高品位的能量當作低品位能量使用，是“能質不匹配”，也是一種不可忽視的常規(guī)能源的浪費。熱泵是以大自然中蘊藏著大量的較低溫度的低品位熱能為熱源，通過壓縮機的工作從這些熱源中吸取其中蘊藏著的大量較低溫度的低品位熱能，并將其溫度提高后再傳給高溫熱源。供熱用熱泵的能效比（COP 值，即建筑所獲得的熱能與熱泵壓縮機所消耗的電能之比)可達3 －6，即當驅動壓縮機的功率為1kW 時，可望在高溫熱源處得到3 －6kW 的熱能。所以，采用熱泵技術為建筑物供熱可節(jié)省燃料和電能的消耗，降低運行費用，節(jié)能效果突出。
供能技術成熟先進
一般來說，先進的技術并不成熟，成熟的技術并不先進，但熱泵技術則是一項成熟先進的供能技術。高效節(jié)能、環(huán)保的熱泵技術其成熟性主要體現(xiàn)在該技術在國外已得到大規(guī)模應用并且已明確列入我國的國家行業(yè)標準和政策文件中?！吨腥A人民共和國節(jié)約能源法》、建設部《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》、國家經貿委《2000-2015年新能源和可再生能源產業(yè)發(fā)展規(guī)劃要點》、各氣候區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準、《可再生能源法》等國家法律法規(guī)和國家行業(yè)標準中都明確提出要推廣使用熱泵技術，尤其是地源熱泵技術。熱泵是世界可再生能源利用中增長最快的產業(yè)之一。在過去的10 年中，大約30 個國家的熱泵年增長率達到了10％。熱泵發(fā)展最快的是歐洲和美國，其他國家如日本和土耳其也正在積極發(fā)展地源熱泵產業(yè)。目前世界安裝的熱泵系統(tǒng)的總容量和產熱量達9500 MW 和52000TJ/yr（14400GWh/yr），實際安裝熱泵的數(shù)量為80 萬套。
據(jù)美國地源熱泵聯(lián)合會的統(tǒng)計, 1985 年美國共有1.4 萬套地源熱泵，以后地源熱泵系統(tǒng)的安裝穩(wěn)步增長，目前已增長到5萬套/年，而且每年以10％的速度穩(wěn)步增長，到2010 年將達到12 萬套/ 年。歐洲地源熱泵研究開發(fā)已有20 年的歷史，該項技術的可持續(xù)性已在歐洲到了普遍認可，并且歐洲有完善的設計和安裝標準。90 年代以來，歐洲地源熱泵安裝進入了快速增長時期。歐洲熱泵主要集中于北歐和中歐，如奧地利、法國、瑞典、瑞士、德國、丹麥等。瑞士熱泵技術年增長率達到了15％。目前瑞典地源熱泵的安裝總量約有20 萬套, 為是世界上熱泵應用人均比例最高的國家。
技術分類和特點
熱泵一般有六種類型，即土壤源熱泵、地表水水源熱泵，地下水水源熱泵，海水水源熱泵，污水水源熱泵和空氣源熱泵。土壤源熱泵技術土壤源熱泵是熱泵應用技術領域的一個分支,它是一種利用地下土壤能源資源作為熱泵冷、熱源的熱泵系統(tǒng),通常只要輸入少量的高品位能源,通過土壤源熱泵即可把土壤中所儲存的不能直接使用的低品位能源轉化成有用的熱能。與空氣源熱泵相比,由于地下土壤溫度全年相對穩(wěn)定,土壤源熱泵的性能系數(shù)高于空氣源熱泵,具有明顯的節(jié)能效果;而且埋地換熱器無需除霜,可減少冬季除霜的能耗；由于土壤具有較好的蓄能特性，還可與太陽能聯(lián)用改善冬季運行條件。土壤源熱泵主要應用于空地面積足夠的低密度建筑物，比如別墅、低密度住宅及公共建筑、商用建筑。地表水源熱泵技術地表水源熱泵就是利用江、河、湖的地表水作為熱泵機組的熱源。當建筑物的周圍有大量的地表水域可以利用時，可通過水泵和輸配管路將水體的熱量傳遞給熱泵機組或將熱泵機組的熱量釋放到地表蓄水體中。地表水源熱泵適用于象江蘇、浙江、湖北等地表水比較豐富的地區(qū)。
地下水源熱泵技術 以地下水為熱源或冷源的水源熱泵有兩種形式：一是開式環(huán)路，二是閉式環(huán)路。所謂開式系統(tǒng)就是通過潛水泵將抽取的地下水直接送入熱泵機組；所謂閉式系統(tǒng)就是通過一個板式換熱器將地下水和建筑物內的水系統(tǒng)隔絕開來。由于地下水源熱泵可能導致一些環(huán)境問題, 近年來國外使用得越來越少。國內部分地區(qū)也限制開采地下水或收取資源費。但此系統(tǒng)的鉆井工程量小,造價低，在一些地下水豐富的地區(qū)或農村地區(qū)仍可以使用。海水水源熱泵技術 海水在一定的使用條件下是熱泵機組非常好的熱源形式之一，在25-50 米水深位置海水的溫度基本恒定（5-8℃），主要用于中等規(guī)模及大規(guī)模的熱泵系統(tǒng)中。我國東部沿海地區(qū)海水資源豐富，經濟比較發(fā)達，在資源、技術、資金等方面都具備了相應的發(fā)展條件。引進國外先進的技術，開發(fā)大型區(qū)域海水供熱供冷熱泵機組，特別是在夏熱冬冷地區(qū)，已成為節(jié)約能源、保護環(huán)境的有效途徑。
污水水源熱泵技術 污水源熱泵采用污水作為水源熱泵的熱源，根據(jù)污水夏季溫度低于室外溫度,冬季高于室外溫度的特點,用熱泵利用污水冷熱能。污水源熱泵系統(tǒng)按照其使用的污水的處理狀態(tài)可分為以未處理過的污水作為熱源的污水源熱泵系統(tǒng)、以二級出水或中水作為熱源的污水源熱泵系統(tǒng);按照熱泵機組機房的布置情況可分為集中式、半集中式和分散式的污水源熱泵系統(tǒng)。污水水源熱泵市場目前在國內基本屬于空白。國內目前僅有高碑店污水處理
廠采用北京工業(yè)大學污水熱泵技術，供暖空調面積3000 平米。隨著政府對環(huán)保的進一步重視及對污水處理的進一步投資，污水熱泵技術將得到進一步發(fā)展。空氣源熱泵技術 空氣源熱泵是以空氣作為高溫(低溫) 熱源來進行供熱(供冷) 的裝置。相對于其它熱泵類型而言,我國對空氣源熱泵的研究起步較早,研究內容也較多。以環(huán)境空氣作為低品位熱源,可以取之不盡,用之不竭,處處都有,無償獲取。空氣源熱泵安裝靈活、使用方便、初投資相對較低,且比較適用于分戶安裝。目前我國室內空調器大都采用的是這種形式。近些年，我國的清華大學、北京工業(yè)大學、天津大學、重慶大學、山東建筑工程學院、中國科學院等一大批科研機構對熱泵技術進行了長期的研究開發(fā)工作，尤其是北京工業(yè)大學是唯一一所對五種熱泵技術進行研究，并建立示范工程的單位。在土壤源熱泵方面，北京工業(yè)大學在地下溫度場的測試和模擬、地下?lián)Q熱器性能評價和強化傳熱、熱泵機組的設計與制造、地源熱泵系統(tǒng)的設計安裝方面取得了一批具有自主知識產權的研究成果，研制了系列熱泵機組，完成了近十萬平方米的示范工程，在國內處于領先地位，從而為熱泵技術的大規(guī)模推廣提供了技術保證。
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