2023年高考預測之地源熱泵學有所思、思有所疑、疑有所問、問有所悟2023東北（長春）第24屆供熱及清潔能源采暖展覽會將于4月16日—18日舉辦。屆時將有600多家參展企業(yè)，1500多個熱門展位亮相長春國際會展中心7-8號展館及室外展區(qū)，展會為期3天。實時背景地源熱泵通過輸入少量的電能，即可實現(xiàn)能量從低溫熱源向高溫熱源的轉(zhuǎn)移。在冬季，把土壤中的熱量“取”出來，提高溫度后供給室內(nèi)用于采暖；在夏季，把室內(nèi)的熱量“取”出來釋放到土壤中去，并且常年能保證地下溫度的均衡。地源熱泵的工作原理穩(wěn)定：地源熱泵整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定，不受室外氣候條件的影響。舒適：室溫的分布更合理，溫差小，舒適感好。節(jié)能：比傳統(tǒng)空調(diào)節(jié)能40%-60%；環(huán)保：沒有室外機，并且解決了城市熱島效應，無任何污染和排放。地源熱泵的優(yōu)勢1.場地限制。2.投資價格高。3.可能會污染地下水。4.土壤熱不平衡。缺點地熱能是指依靠當前的技術(shù)經(jīng)濟和地質(zhì)環(huán)境條件，科學、合理地開發(fā)出來的、地殼巖石中的熱能量和地熱流體中的熱能量及其伴生的有用組分。這種能量以熱力形式存在，來自地球內(nèi)部的熔巖，是引致地震及火山爆發(fā)的能量。按照其儲存形式，地熱資源可分為蒸汽型、熱水型、地壓型、干熱巖型和熔巖型五大類。地熱能集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶，該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。地熱從哪里來我國的地熱資源也很豐富，但開發(fā)利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省區(qū)。人類很早以前就開始利用地熱能，例如：利用溫泉沐浴、醫(yī)療，利用地下熱水取暖、建造農(nóng)作物溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖及烘干谷物等。運用地熱能最簡單、最合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源。中國一般把高于150℃的地熱稱為高溫地熱，主要用于發(fā)電。低于此溫度的地熱叫中低溫地熱，通常直接用于采暖、工農(nóng)業(yè)加溫、水產(chǎn)養(yǎng)殖及醫(yī)療和洗浴等?，F(xiàn)在許多國家為了提高地熱利用率，而采用梯級開發(fā)和綜合利用的辦法，如熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供，熱電冷三聯(lián)供，先供曖后養(yǎng)殖等。地熱能的作用閱讀圖文材料，回答下列問題。材料一：淺層地熱能是指地球淺表層數(shù)百米內(nèi)（一般為恒溫帶至200米埋深）的土壤砂石和地下水中所蘊藏的低溫熱能，一般溫度恒定。它的來源以太陽輻射為主，還有一小部分來自地球內(nèi)部熱量。材料二：據(jù)湖南在線2016年11月6日報道：今年冬天，湘江新區(qū)等長沙市三個區(qū)域率先集中采用淺層地熱能供暖。材料三：淺層地熱能通過地源熱泵技術(shù)進行采集利用后可以為建筑物供暖，較常規(guī)供暖技術(shù)節(jié)能50%到60%，運行費用降低30%到40%，圖1和圖2分別表示地源熱泵制冷和供暖原理。循環(huán)介質(zhì)帶走熱量（5單位）=壓縮機做功（1單位）+帶走房間熱量（4單位）典型例題接上頁(1)簡要概括淺層地熱能的優(yōu)點。(2)近兩年來有關(guān)我國南方地區(qū)冬季要不要集中供暖的話題爭論不休，結(jié)合相關(guān)知識，分析長沙利用淺層地熱能集中供暖的必要性和好處。(3)根據(jù)材料三簡要分析地源熱泵系統(tǒng)供暖和制冷的工作原理。典型例題參考答案：(1)潔凈無污染；能量穩(wěn)定；可再生。（分布廣、儲量大）(2)必要性：長沙盡管位于我國南方地區(qū)，但冬季氣溫并不高；南方地區(qū)冬季空氣比較濕潤，人體體表感覺會更冷。好處：能減少礦物能源的使用，有利于大氣環(huán)境保護；集中供暖有利于資源的充分利用。(3)供暖：通過地下?lián)Q熱介質(zhì)，吸收地熱能，在冷凝器和蒸發(fā)器中進行氣—液轉(zhuǎn)換；最后通過室內(nèi)供暖系統(tǒng)，將熱量釋放到室內(nèi)。制冷：利用室內(nèi)供冷循環(huán)介質(zhì)，吸收室內(nèi)熱量，在冷凝器和蒸發(fā)器中進行氣—液轉(zhuǎn)換；最后通過地下?lián)Q熱介質(zhì)，將熱量釋放到地下。答案解析材料一冰磧湖指冰川消退時，冰川攜帶物質(zhì)形成的凹地或阻塞河床、冰川谷積水而成的湖泊。北歐簡圖（下左圖）和某冰磧湖形成過程圖（下右圖）。材料二挪威于1971年開始開采北海石油，估計到2020年北海石油將枯竭，挪威石油城斯塔萬格將受到影響。材料三地源熱泵是一種清潔的可再生能源技術(shù)。地源熱泵是利用地球表面淺層水源（如地下水、河流和湖泊）和土壤源中吸收的太陽能和地熱能，采用熱泵原理，冬季把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地能中去。地源熱泵在北歐各國得到了較為廣泛的應用。下圖是地源熱泵技術(shù)示意圖。典型例題接上題(1)北歐冰川湖泊眾多，簡述圖示冰磧湖的形成過程。(2)從天氣角度，簡述北海油田開采難度大的原因。(3)針對資源枯竭，嘗試為斯塔萬格經(jīng)濟發(fā)展提出合理化建議。(4)推測北歐地源熱泵使用的主要季節(jié)，并簡述該季節(jié)其工作原理。典型例題參考答案：(1)冰川對所經(jīng)過地區(qū)進行侵蝕，攜帶碎石和泥沙，堆積堵塞河道（山谷），積水形成冰磧湖。(2)多陰雨天；風力強勁（風浪大）。(3)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化）；發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)；延長產(chǎn)業(yè)鏈；提高資源的利用率。(4)冬季。淺層水源和土壤源吸收了太陽能和地熱能溫度高于地表溫度，地源熱泵將土壤或地下水中的熱能提取出來，提高溫度后供室內(nèi)采暖。答案解析讀圖完成下列各題。18.關(guān)于地源熱泵原理圖的說法正確的是A.地源熱泵隨緯度升高而減少B.冬季抽取的相對是“冷水”C.夏季抽取的相對是“熱水”D.地殼活躍地帶土壤熱源能量豐富19.下列國家一年中地源熱泵使用時間對應正確的是A.挪威一夏季B.美國一冬夏兩季C.新加坡一冬季D.英國一全年20.與常規(guī)家用空調(diào)相比，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)A.受天氣變化影響大B.向大氣散發(fā)的廢熱少C.安裝所需的空間小D.初裝費用相對便宜典型例題【答案】18.A19.B20.B【解析】【18題詳解】地源熱泵利用的是地表土壤熱源，地表土壤熱量主要來自于太陽輻射，與地殼是否活躍無關(guān)。冬季抽取的是“熱水”用于取暖，夏季把室內(nèi)熱量取出來，釋放到地下水中，此時地能為“冷源”。隨著緯度的升高太陽高度逐漸減小，冬季日照時間變短，導致地源熱泵接受到的太陽輻射不足起到的制熱作用較小，故使用量逐漸降低。選擇A。答案解析【19題詳解】由于地源熱泵主要功能是冬季取暖夏季降溫。美國四季分明，冬夏季節(jié)都可以使用;北歐國家挪威緯度高氣候寒冷主要是冬季使用;新加坡為炎熱地區(qū)主要是夏季使用;英國是溫帶海洋性氣候區(qū)全年溫和使用較少。故選擇B?！?0題詳解】地源熱泵通過與地下水交換熱量進行工作受天氣影響較小。地源熱泵安裝時需要埋設(shè)管線，占用的空間比較大，初裝所需的費用也比較高。由于地源熱泵夏季從建筑中吸取熱量釋放到土壤中，實現(xiàn)向建筑供冷，所以向大氣散發(fā)的廢熱少，在一定程度上可以緩解城市的熱島效應。故選擇B。答案解析閱讀《地源熱泵》回答41、42題。地源熱泵“地源熱泵”是一種利用淺層地熱資源（也稱地能）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)設(shè)備。地源熱泵實質(zhì)上是一種熱量提升裝置，工作時它本身消耗很少一部分電能，卻能從地能中提取4-7倍于電能的裝置。地能是她源各番供熱的熱源和夏季重利冷的冷源，冬季，十焦或水體溫度為12℃~22℃，比爾增中氣溫度高，他源熱器抑地能中的執(zhí)即出來，提高換熱個質(zhì)的溫度后，供給宰內(nèi)采暖，要季，十堰或水體溫度為18℃～32℃，比環(huán)境空氣溫度低，地源熱泵把室內(nèi)的熱取出來，釋放到地能中去，如圖31所示。如此周而復始，將建筑空間和大自然聯(lián)成一體，以最小的代價獲取了最舒適的生活環(huán)境。典型例題接上題地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、地源熱泵機組和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)，如圖32所示。其中地源熱泵機組主要有兩種工作形式：“水一水”式或“水一空氣”。三個部分之間靠換熱介質(zhì)——水或空氣進行熱量的傳遞，地源熱泵與室外地能之間的換熱介質(zhì)為水，與室內(nèi)采暖空調(diào)末端的換熱介質(zhì)可以是水或空氣。實時背景請根據(jù)上述材料，回答下列問題：_供給。（選填選項前的字母）41.冬季，地源熱泵實現(xiàn)將內(nèi)能從B.室內(nèi)向地能A.地能向室內(nèi)42.北京夏熱冬冷（夏季平均溫度約為18℃～29℃，冬季平均溫度約為-5℃～5℃），昆明夏無酷暑，冬不嚴寒（冬季平均溫度約為4℃～16°C，夏季平均溫度約為16°C～24℃），在這兩個城市分別律潔一所