在國外,關(guān)于水源熱泵的研究分屬于兩種熱泵系統(tǒng):一種為地源熱泵,一種為海水熱泵。其中地源熱泵真正意義的商業(yè)應(yīng)用也只有近十幾年的歷史,但發(fā)展相當(dāng)迅速。如美國,截止1985年全國共有14,000臺地源熱泵,而1997年就安裝了45,000臺,到目前為止已安裝了400,000臺,而且每年以10%的速度穩(wěn)步增長。1998年美國商業(yè)建筑中地源熱泵系統(tǒng)已占空調(diào)總保有量的19%,其中新建筑中占30%。美國地源熱泵工業(yè)已經(jīng)成立了由美國能源環(huán)境研究中心(Energy & Environmental Research Center)、美國地下水資源聯(lián)合會(National Ground Water Association)、愛迪生電力研究所(Edison Electric Institute)及眾多地源熱泵制造設(shè)計銷售公司以及政府機(jī)構(gòu)和建筑商等146家成員組成的美國地源熱泵協(xié)會,該協(xié)會在近年中將投入一億美元從事開發(fā)、研究和推廣工作。美國計劃到2001年達(dá)到每年安裝40萬臺地源熱泵的目標(biāo),其中,水源熱泵占15%,屆時將降低溫室氣體排放1百萬噸,相當(dāng)于減少50萬輛汽車的污染物排放或種植樹1百萬英畝,年節(jié)約能源費(fèi)用達(dá)4.2億美元,此后,每年節(jié)約能源費(fèi)用再增加1.7億美元。
美國水源熱泵的制造廠商有著名的公司有Addison Products Company 、Advanced Geothermal Technology 、 Carrier Corporation 、ClimateMaster Inc.、Econar Energy Systems Corporation、FHP Manufacturing、Mammoth Inc.、The Trane Company、WaterFurnace International等公司。美國的水源熱泵的研究和應(yīng)用更偏重用于住宅和商業(yè)小型系統(tǒng)(20RT以下),多采用水-空氣系統(tǒng),如大家熟知的TRANE 等推出的產(chǎn)品。在大型建筑方面,美國推行WLHP系統(tǒng),即水環(huán)熱泵系統(tǒng)。
與美國的地源熱泵發(fā)展有所不同,中、北歐如瑞典、瑞士、奧地利、德國等國家主要利用淺層地?zé)豳Y源,地下土壤埋盤管(埋深<400米深)的地源熱泵,用于室內(nèi)地板輻射供暖及提供生活熱水。據(jù)1999年的統(tǒng)計,為家用的供熱裝置中,地源熱泵所占比例,瑞士為96%,奧地利為38%,丹麥為27%。同時,中、北歐海水源熱泵的研究和應(yīng)用也比較多。
中國最早在50年代,就曾在上海、天津等地嘗試夏取冬灌的方式抽取地下水制冷,天津大學(xué)熱能研究所呂燦仁教授就開展了我國熱泵的最早研究,1965年研制成功國內(nèi)第一臺水冷式熱泵空調(diào)機(jī)。目前,國內(nèi)的清華大學(xué)、天津大學(xué)、重慶建筑大學(xué)、天津商學(xué)院、中國科學(xué)院廣州能源研究所等多家大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)都在對水源熱泵進(jìn)行研究。其中清華大學(xué)在多工況水源熱泵經(jīng)過多年的研究已形成產(chǎn)業(yè)化的成果,已建成數(shù)個示范工程。
國內(nèi)的水源熱泵制造廠商中清華同方人工環(huán)境設(shè)備公司、山東海陽富爾達(dá)是比較早的水源熱泵制造廠家,但目前也有相當(dāng)多的制冷空調(diào)廠家將其普通的水冷機(jī)組改造為水源熱泵。中國的水源熱泵的研究和應(yīng)用才剛剛起步,與國外相比,在熱泵機(jī)組的優(yōu)化設(shè)計和工程應(yīng)用上還存在較大差距。
目前,世界特別看好中國的市場。美國能源部和中國科技部于1997年11月簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書,其中主要內(nèi)容之一是“地源熱泵”,該項目擬在中國的北京、杭州和廣州3個城市各建一座采用地源熱泵供暖空調(diào)的商業(yè)建筑,以推廣運(yùn)用這種“綠色技術(shù)”,緩解中國對煤炭和石油的依賴程度,從而達(dá)到能源資源多元化的目的。據(jù)稱“華亭嘉園”即是此項目的應(yīng)用。2000年6月19至23日在北京由國家科學(xué)技術(shù)部高新技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化司召開了中美地?zé)岜眉夹g(shù)交流會,會議的主題就是“提供運(yùn)用地?zé)岜眉夹g(shù)為住宅小區(qū)或公用樓宇采暖制冷,大幅降低運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)能解決方案”的主題。
在未來的幾年中,中國面臨著巨大的能源壓力。一方面,中國的經(jīng)濟(jì)要保持較高速度的增長,另一方面,又必須考慮環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展問題。所以要求提高能源利用效率,要求能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。能源利用效率提高,會鼓勵各種節(jié)能設(shè)備和技術(shù)的推廣,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向就是從以煤為主轉(zhuǎn)為以燃?xì)猓敝烈噪姙橹?。在中國的能源消耗中,建筑耗能的比例相?dāng)高。為了適應(yīng)市場要求和參加國際競爭,我們必須加快中國品牌的水源熱泵的產(chǎn)業(yè)化研究開發(fā)。
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