淺談地源熱泵技術(shù)及其應(yīng)用

袁玲玲

（赤峰市環(huán)境保護局內(nèi)蒙古赤峰024000）

淺談地源熱泵技術(shù)及其應(yīng)用

袁玲玲

（赤峰市環(huán)境保護局內(nèi)蒙古赤峰024000）

本文以環(huán)保和科學(xué)配置能源為目的，在分析了地源熱泵優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上結(jié)合國內(nèi)典型工程實例，總結(jié)了目前我國地源熱泵的應(yīng)用情況。基于我國對可再生能源的利用和對地源熱泵技術(shù)的深入研究，熱泵技術(shù)將在我國有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

地源熱泵；優(yōu)缺點；前景

地源熱泵是陸地淺層能源通過輸入少量的高品位能源（如電能）實現(xiàn)由低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移。龐大的太陽能集熱器指的就是地表千層蓄積的太陽能，幾乎47%的太陽熱能被吸納，比人類每年利用能量的500倍還多。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源［1］，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用使得地表的熱源可以滿足日常供取暖和常年生活熱水等的需求。

1　地源熱泵技術(shù)的優(yōu)缺點

1.1地源熱泵優(yōu)點

1.1.1地源熱泵技術(shù)是一項可再生能源利用技術(shù)

地源熱泵是將地球表面淺層地?zé)豳Y源作為冷熱源，并將能量進行轉(zhuǎn)換的供暖系統(tǒng)。地表淺層蓄積的熱量比人類每年利用能量的500倍還多，具有面廣，量大的特點，并且沒有地域的限制。因此這種存儲于地表淺層的能源真正具有無限性，清潔性，是一種可再生資源，因此此項技術(shù)對于提高能源的利用率，調(diào)整我國能源的結(jié)構(gòu)起到至關(guān)重要的作用。

1.1.2地源熱泵是一項經(jīng)濟有效的節(jié)能技術(shù)

地表淺層的能源的溫度一般是比較穩(wěn)定的，冬季高于環(huán)境空氣溫度高，夏季低于環(huán)境空氣溫度，因此是熱泵熱源和空調(diào)冷源很好的選擇，地表淺層能源的溫度的特點使得地源熱泵的運行效率高于普通空調(diào)的40%多，并且節(jié)能，運行成本低等特點。

1.1.3地源熱泵具有顯著的環(huán)境效益

地源熱泵運行過程中沒有污染物排放，甚至居民區(qū)內(nèi)也可以建造，可以近距離的輸送熱量，不需要儲存燃料。另外此項技術(shù)的節(jié)能減排效果顯著，相關(guān)文獻顯示與空氣源熱泵相比，可減少40%以上，與電供暖相比，可減少70%以上，若與其它節(jié)能措施節(jié)能相結(jié)合減排效果會更明顯。

1.2地源熱泵缺點

由于地源熱泵技術(shù)在我國的發(fā)展迅速，我們更應(yīng)該注意這項技術(shù)對于地下水造成的危害以及潛在的危害，具體如下。

引起的地質(zhì)問題是首要關(guān)注的問題，眾所周知，地下水是地質(zhì)資源，大量使用地下水，如果不能及時回灌，會引發(fā)一系列的地表沉降、地表塌陷以及裂縫等主要地質(zhì)問題，我國浙江、江蘇和整個華北平原就是由于地下水的使用過度導(dǎo)致了地表沉降問題。除此之外，這些地質(zhì)問題還會繼而影響到建筑設(shè)施，或者引起海水倒灌等問題，由于地下水資源處于地表以下，一旦發(fā)生以上地質(zhì)問題，造成的危害是不可逆的，是巨大的。

其次需要關(guān)注的是地下水水質(zhì)問題。地源熱泵技術(shù)地下水回灌過程中的回路并不能做到嚴(yán)格的密封，也就是造成了地下水不可避免的與外界的空氣接觸，使得地下水氧化。此外，國內(nèi)的地下水回路材料基本上未做相關(guān)要求的防腐，故會造成地下水水質(zhì)發(fā)生變化，另外地下水經(jīng)過回灌的管路時一些理化性質(zhì)的改變能否引起熱力學(xué)平衡的改變都不可預(yù)測。可見如果地下水回灌處理不恰當(dāng)，會對地下水造成不可逆、嚴(yán)重的影響，其污染程度是不可估量的［2］。

2　我國地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用實例

目前，北京、天津等地最先應(yīng)用地源熱泵技術(shù)，除青海等少數(shù)省區(qū)外，全國大部分地區(qū)都已經(jīng)開始對地源熱泵技術(shù)進行了不同程度的推廣，地源熱泵主要是應(yīng)用于寫字樓、體育場、住宅、醫(yī)療衛(wèi)生建筑、廠房和商場等。下面舉兩個具體的實例。

相關(guān)文獻報道［3］，通州臺湖九年一貫制學(xué)校是首個建在北京通州區(qū)的節(jié)能校園，主要是用地源熱泵來滿足學(xué)校教室的供暖和制冷，學(xué)校還應(yīng)用了許多的太陽能板，蓄積能量為學(xué)校供電。據(jù)該校相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)介紹，校內(nèi)幾乎所有的設(shè)施均采用了節(jié)能技術(shù)，這些節(jié)能技術(shù)和新能源的應(yīng)用使得該校園成為北京首家節(jié)能校園。

武漢市商業(yè)中心的清江花園，占地1×104m2，總建筑面積3.8×104m2，將地源熱泵應(yīng)用到小區(qū)中［4］，為住宅區(qū)的居民提供熱水和冷熱中央空調(diào)，由于該建設(shè)項目附近不方便埋管，換熱管埋于小區(qū)地下車庫底部。埋管主要吸收大地土壤的能量，再通過電能將這部分能量轉(zhuǎn)化成高品位能量利用，此項地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用取了良好的效益，運行穩(wěn)定，能夠達到預(yù)期值。并獲得了建設(shè)部、綠色建筑創(chuàng)新以及武漢市的多個獎項（稱號）。

3　結(jié)語

在《可再生能源法》的頒布之后，可再生能源利用將成為一個新的亮點，地源熱泵技術(shù)具有高效、環(huán)保、節(jié)能的特點。將成為利用可再生能源的一個主力軍，它已經(jīng)在全國城市級區(qū)域逐漸推廣應(yīng)用，必將成為我國城市經(jīng)濟發(fā)展中的一個新的增長點。在充分總結(jié)已經(jīng)運行的設(shè)備的經(jīng)驗并借鑒國外的先進技術(shù)，中國可在短時間研究出自己的地源熱泵產(chǎn)業(yè)，并得到廣泛的應(yīng)用。

［1］張志華.科技創(chuàng)新和諧發(fā)展地源熱泵事業(yè)振翅騰飛［J］.黨史縱橫，2009，（1）：64.

［2］劉之文.地源熱泵喜中帶憂［J］.環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟，2008，28（11）：64.

［3］北京通州建首個節(jié)能校園［J］.建設(shè)科技，2008（13）：11.

［4］馬宏權(quán)，龍惟定，朱東凌.地源熱泵的應(yīng)用進展［J］.Building Energy&Environment，2008（6）27：24-28.

袁玲玲（1985—），女，漢族，內(nèi)蒙古錫林浩特人，碩士研究生，中級，主要從事環(huán)境保護研究工作。