地源熱泵的由來及國內(nèi)地源熱泵應(yīng)用

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“地源熱泵”的概念，最早于1912年由瑞士的專家提出，而該技術(shù)的提出始于英、美兩國。

　　1946年美國在俄勒岡州的波蘭特市中心區(qū)建成第一個(gè)地源熱泵系統(tǒng)。但是這種能源的利用方式?jīng)]有引起當(dāng)時(shí)社會各界的廣泛注意，無論是在技術(shù)、理論上都沒有太大的發(fā)展。

　　20世紀(jì)50年代，歐洲開始了研究地源熱泵的第一次高潮，但由于當(dāng)時(shí)的能源價(jià)格低，這種系統(tǒng)并不經(jīng)濟(jì)，因而未得到推廣。直到20世紀(jì)70年代初世界上出現(xiàn)了第一次能源危機(jī)，它才開始受到重視，許多公司開始了地源熱泵的研究、生產(chǎn)和安裝。這一時(shí)期，歐洲建立了很多水平埋管式土壤源熱泵，主要用于冬季供暖。雖然歐洲是世界上發(fā)展地源熱泵最成熟的地區(qū)，但是它也曾因?yàn)闊岜脤＜也欢惭b技術(shù)，安裝工人又不懂熱泵原理等因素，致使地源熱泵的發(fā)展走了一段彎路。

　　隨著科技的進(jìn)步，關(guān)于能源消耗和環(huán)境污染的法律制訂越來越嚴(yán)格，地源熱泵的發(fā)展迎來了它的另一次高潮。歐洲國家以瑞士、瑞典和奧地利等國家為代表，大力推廣地源熱泵供暖和制冷技術(shù)。政府采取了相應(yīng)的補(bǔ)貼政策和保護(hù)政策，使得地源熱泵生產(chǎn)和使用范圍迅速擴(kuò)大。上世紀(jì)80年代后期，地源熱泵技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，更多的科學(xué)家致力于地下系統(tǒng)的研究，努力提高熱吸收和熱傳導(dǎo)效率，同時(shí)越來越重視環(huán)境的影響問題。地源熱泵生產(chǎn)呈現(xiàn)逐年上升趨勢，瑞士和瑞典的年遞增率超過10％。美國的地源熱泵生產(chǎn)和推廣速度很快，技術(shù)產(chǎn)生了飛速的發(fā)展，成為世界上地源熱泵生產(chǎn)和使用的頭號大國。

　　從地源熱泵應(yīng)用情況來看，北歐國家主要偏重于冬季采暖，而美國則注重冬夏聯(lián)供。由于美國的氣候條件與中國很相似，因此研究美國的地源熱泵應(yīng)用情況對我國地源熱泵的發(fā)展有著借鑒意義。

　　2005年美國商務(wù)部和密蘇里大學(xué)在北京成立的環(huán)境和能源技術(shù)聯(lián)合辦公室（ETO），將國際地源熱泵協(xié)會在中國的工作納入其計(jì)劃之中。

　　國內(nèi)地源熱泵應(yīng)用

　　地源熱泵系統(tǒng)，是冬供熱夏制冷的好東西。他山之石，可以攻玉，了解一下我國地源熱泵的發(fā)展及現(xiàn)狀，可為推廣技術(shù)借鑒。

　　中國早在50年代，就曾在上海、天津等地嘗試采用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在1965年研制成功國內(nèi)第一臺水冷式熱泵空調(diào)機(jī)。1997年，中國科技部與美國能源部簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書，其中一項(xiàng)就是地源熱泵的發(fā)展戰(zhàn)略。1998年，中美兩國確定在我國北京（代表北部寒冷地帶）、寧波（代表中部夏熱冬冷地帶）、廣州（代表南部亞熱帶），合作建立三個(gè)地源熱泵的示范工程。北部示范工程是北京食品發(fā)酵研究所綜合辦公樓及專家樓，中部示范工程是寧波雅戈?duì)柟I(yè)城，南部示范工程是廣州松田職業(yè)技術(shù)學(xué)院。在這三個(gè)示范工程項(xiàng)目中，兩個(gè)為地下水源熱泵系統(tǒng)，一個(gè)為復(fù)合式地下水源熱泵系統(tǒng)。

　　土壤源熱泵的發(fā)展主要是從1998年開始。國內(nèi)數(shù)家大學(xué)建立了土壤源熱泵實(shí)驗(yàn)臺，且大多數(shù)進(jìn)行了地下?lián)Q熱器與地面熱泵設(shè)備的長期聯(lián)合運(yùn)行。土壤源熱泵系統(tǒng)最早應(yīng)用在89年10月投入運(yùn)行的上海閔行開發(fā)區(qū)辦公樓，其技術(shù)和設(shè)備均由美國提供，使用情況良好。目前，國內(nèi)的清華大學(xué)、天津大學(xué)、重慶大學(xué)、天津商學(xué)院、山東建工學(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)經(jīng)過多年在多工況水源熱泵的研究已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化的成果。

　　我國地源熱泵的開發(fā)利用起步較晚，20世紀(jì)90年代開始推廣和研究地源熱泵系統(tǒng)。主要用于建筑物冬季供暖和夏季制冷。從2000年以來，地源熱泵的開發(fā)利用在全國得到普遍推廣，每年以10－15％的速度增長。京津地區(qū)發(fā)展速度最快。據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局的資料顯示，至2005年末，淺層地溫能應(yīng)用面積約2000萬平方米。2005年以來，中國水源熱泵的應(yīng)用明顯加快，由于這項(xiàng)技術(shù)比較成熟，在中國將進(jìn)入大規(guī)模推廣應(yīng)用階段。

　　北京是我國地源熱泵技術(shù)推廣較好的城市，主要原因是近年來，北京市根據(jù)城市能源發(fā)展戰(zhàn)略和供熱規(guī)劃，并結(jié)合舉辦2008年奧運(yùn)會對城市的環(huán)保要求，規(guī)定五環(huán)內(nèi)城區(qū)禁止使用燃煤鍋爐供暖，鼓勵(lì)燃油、燃?xì)?、地?zé)崮芎吞柲艿惹鍧嵞茉吹膽?yīng)用。到目前，北京每年以15－20％的速度增長，北京已約有500多萬平方米的建筑利用地源熱泵系統(tǒng)供暖（冷），其中公共建筑建筑用量為2／3左右，居住建筑占應(yīng)用量1／3左右。地源熱泵建設(shè)項(xiàng)目有住宅、辦公大樓、高級賓館、學(xué)校、幼兒園、商場、醫(yī)院、敬老院、檔案館、體育場館、廠房、污水場站、景觀水池等。