“地?zé)嵩礋岜?rdquo;概念于1912年在瑞士提出,上世紀(jì)70年代全世界石油危機(jī)后得到重視,目前在美、日、德、法、及其他發(fā)達(dá)國家均得到了廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)從1996年開始大量用于工程實(shí)踐,在2005年之后,水源熱泵的應(yīng)用明顯加快,將進(jìn)入大規(guī)模推廣應(yīng)用階段。
“熱泵”這一術(shù)語是借鑒“水泵”一詞得來,主要有地源熱泵和空氣源熱泵兩種,地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源亦稱地能,是可再生能源,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能,比人類每年利用能量的500倍還多。與現(xiàn)家用和中央空調(diào)普遍使用的以空氣為熱源空氣源熱泵相比較,地源熱泵性能高、節(jié)能效果顯著、系統(tǒng)運(yùn)行性能穩(wěn)定,但設(shè)備投入較大,運(yùn)用受自然條件約束。
地源熱泵技術(shù)主要兩種形式:一種是利用巖石或土壤作為低位冷熱源的巖土源地源熱泵系統(tǒng);另一種是利用地下水或地表水作為冷熱源的水源地源熱泵系統(tǒng),以地表水作為低位冷熱源的稱為地表水水源熱泵系統(tǒng),利用污水作為低位冷熱源的為污水源熱泵系統(tǒng),以海水作為低位冷熱源稱為海水源熱泵系統(tǒng)。地源熱泵技術(shù)作為一種可再生能源技術(shù),近幾年來在全國得到了迅速發(fā)展。
近年來,地下水源熱泵系統(tǒng)在我國擴(kuò)張迅速,但這種系統(tǒng)需要有豐富和穩(wěn)定的地下水資源作為先決條件,應(yīng)用受到許多限制。5年前國家就有規(guī)定,抽取的地下水必須全部回灌到同一地下水層,同時(shí)不能污染地下水。因是在設(shè)備里循環(huán),污染問題尚未發(fā)現(xiàn),目前最大的技術(shù)難題是水的回灌,通常1口出水井得要3口井進(jìn)行回灌?,F(xiàn)國內(nèi)地下水回灌技術(shù)還不成熟,在很多地質(zhì)條件下回灌的速度大大低于抽水的速度。據(jù)了解從地下抽出來的水僅有80%能夠回灌到地里,造成地下水資源的流失。
為地表水熱泵系統(tǒng)提供熱源是池塘、湖泊或河溪中的地表水,包括海水。這種地表水熱泵系統(tǒng)受到自然條件的限制,如水量、流速、深度等,同時(shí)地表水溫度受氣候的影響較大,當(dāng)環(huán)境溫度低時(shí)機(jī)組性能會(huì)降低,還要考慮這種熱泵的換熱對(duì)水體中生物的影響。在實(shí)際運(yùn)行中,水中的泥沙、藻類、礦物質(zhì)等會(huì)使水源水系統(tǒng)的閥門、管件、換熱器等設(shè)備或附件造成堵塞,妨礙系統(tǒng)的正常運(yùn)行。