摘要:地源熱泵系統(tǒng)是一種節(jié)能、環(huán)保、高效的能源利用技術(shù),它充分發(fā)揮了淺層巖體的儲冷儲熱作用,實現(xiàn)對建筑物的供暖和制冷,是一種典型的綠色技術(shù)。本文對地源熱泵技術(shù)進行了闡述,介紹了地源熱泵的原理及發(fā)展歷史,分析了其形式及優(yōu)點,對其與常規(guī)空調(diào)技術(shù)的技術(shù)特點及投資和運行費用進行了比較,分析了制約其發(fā)展的主要問題,并提出了地源熱泵技術(shù)在中國的發(fā)展前景和展望。
關(guān)鍵詞:地源熱泵 供暖空調(diào) 冷熱源 綠色技術(shù)
近年來隨著資源和環(huán)境的問題日益嚴(yán)重,在滿足人們健康、舒適要求的前提下,合理利用自然資源,保護環(huán)境,減少常規(guī)能源消耗,已成為暖通空調(diào)行業(yè)需要面對的一個重要問題。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)通過吸收大地(包括土壤、井水、湖泊等)的冷熱量,冬季從大地吸收熱量,夏季從大地吸收冷量,再由熱泵機組向建筑物供冷供熱而實現(xiàn)節(jié)能,是一種利用可再生能源的高效節(jié)能、無污染的既可供暖又可制冷的新型空調(diào)系統(tǒng)。
在中國,煤作為主要能源, 煤炭在我國能源體系中占主導(dǎo)地位,長期以來,煤炭在我國能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、消費結(jié)構(gòu)中一直占有絕對主導(dǎo)地位,盡管近年來,比例略有下降,但仍保持在65%以上,并再次呈現(xiàn)出上升的跡象。2002年煤炭在我國能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、消費結(jié)構(gòu)中的比例分別由2001年的68.6%和65.3%上升為70.7%和66.1%【1】。特別在冬季,在國內(nèi)的農(nóng)村和部分城市幾乎全部靠煤取暖。煤是各種能源中污染環(huán)境最嚴(yán)重的能源,只有減少城市地區(qū)煤的使用,城市大氣污染問題是才可能得到解決?,F(xiàn)在各地都在采取措施控制燃煤的數(shù)量,選用電采暖、燃油或者燃氣采暖等措施,但都存在運行費用高、資源不足和排放CO2這些問題。受能源、特別是一次性能源與環(huán)保條件的限制,傳統(tǒng)的燃油、燃煤中央空調(diào)方式將逐步受到制約。從降低運行費用、節(jié)省能源、減少排放CO2排放量來看,地源熱泵技術(shù)是一個不錯的選擇。
地源熱泵不需要人工的冷熱源,可以取代鍋爐或市政管網(wǎng)等傳統(tǒng)的供暖方式和中央空調(diào)系統(tǒng)。冬季它代替鍋爐從土壤、地下水或者地表水中取熱,向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空調(diào)向土壤、地下水或者地表水放熱給建筑物制冷。同時,它還可供應(yīng)生活用水,可謂一舉三得,是一種有效地利用能源的方式。
地源熱泵(ground source heat pumps, GSHP)系統(tǒng)包括三種不同的系統(tǒng):以利用土壤作為冷熱源的土壤源熱泵,也有資料文獻成為地下耦合熱泵系統(tǒng)(ground-coupled heat pump systems, GCHPs)或者叫地下熱交換器熱泵系統(tǒng)(ground heat exchanger, GHPs);以利用地下水為冷熱源的地下水熱泵系統(tǒng)(ground water heat pumps, GWHPs);以利用地表水為冷熱源的地表水熱泵系統(tǒng)(surface-water heat pumps, SWHPs)。
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