地源熱泵的有關基本知識

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一、概述

　　隨著性能源危機的加劇和環境的惡化，節能和環保成為世界各國發展的主題。可再生能源的利用與開發受到了廣泛的重視。同時由于經濟的發展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供熱和空調已成為普遍的需求。統計數據表明，中國建筑能耗的總量逐年上升，在能源消費總量中所占的比例已從上世紀70年代末的10%，上升到近年的27.8%。而建筑大的耗能點是采暖和空調，我國在采暖和空調上的能耗占建筑總能耗的55%。 我國的能源結構主要依靠礦物燃料，特別是煤炭。礦物燃料燃燒產生的大量污染物，包括大量SO2, NOX等有害氣體以及CO2等溫室效應氣體。大量燃燒礦物燃料所產生的環境問題已日益成為各國政府和公眾關注的焦點。我國的供熱已經經歷了一家一戶的小煤爐到燃煤鍋爐的轉變。現在又進一步禁止在城鎮建設中小型燃煤鍋爐房，體現了政府對保護大氣環境的高度重視。因此，除了集中供熱的型式以外，急需發展其他的替代供熱方式。熱泵就是能有效節省能源、減少大氣污染和CO2排放的供熱和空調技術。

　　二、地源熱泵技術介紹

　　　在我國《采暖通風與空氣調節術語標準》（GB50155-92）中，對“熱泵”的解釋是“能實現蒸發器和冷凝器功能轉換的制冷機”；在《新制冷詞典（NewInternationalDictionaryofRefrigeration）》中，對“熱泵”的解釋是“以冷凝器放出的熱量來供熱的制冷系統”。可見，熱泵在本質上是與制冷機相同的，熱泵（制冷機）是通過作功使熱量從溫度低的介質流向溫度高的介質的裝置，它們的區別只是運行工況不同。其工作原理是：由電能驅動壓縮機，使工質（如R22）循環運動反復發生物理相變過程，分別在蒸發器中氣化吸熱、在冷凝器中液化放熱，使熱量不斷得到交換傳遞，并通過閥門切換使機組實現制熱（或制冷）功能。在此過程中，熱泵的壓縮機需要一定量的高位電能驅動，其蒸發器吸收的是低位熱能，但熱泵輸出的熱量是可利用的高位熱能，在數量上是其所消耗的高位熱能和所吸收低位熱能的總和。熱泵輸出功率與輸入功率之比稱為熱泵性能系數，即COP值（Coefficientof Performance）。

　　地（水）源熱泵機組的工作原理

　　是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。具有節能、經濟環保、安全可靠、可自動運行等優點。

三、中國地源熱泵的市場潛力和發展趨勢

　　目前，我國城鄉共有建筑總面積約400億m2，其中城鎮約為160億m2，在城鎮中居住建筑面積約為105億m2，其中能達到建筑節能標準的僅占5%，其余95%都是未來需要陸續進行節能改造的高能耗建筑；同時，我國每年新增房屋建筑面積約20億m2，預計到2020年底，我國新增的房屋面積將近300億m2，新增城鎮民用建筑面積將為100一150億m2。隨著人民生活水平提高，我國采暖線也將逐步南移，采暖面積會逐步增大，新建建筑將有70億m2以上需要供暖。

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