地源熱泵技術(shù)概述及案例展示第一節(jié)熱泵與地源熱泵熱泵是一種在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性上都有較大優(yōu)勢的實現(xiàn)建筑供熱的替代手段。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)需分別設(shè)置冷源和熱源，如果讓建筑空調(diào)系統(tǒng)的冷源在冬季以熱泵的方式運行，則可以省去鍋爐和鍋爐房，不但節(jié)省了初投資，而且全年僅采用電力這種清潔能源，有效地解決了大氣污染問題。而與直接把電能轉(zhuǎn)換為熱能的電鍋爐相比，采用熱泵空調(diào)系統(tǒng)供熱的電耗僅為前者的1/3—1/4,可以大大節(jié)省能耗和運行費用。地源熱泵是一種利用淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)設(shè)備。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現(xiàn)由低溫位熱能向高溫位熱能轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源，即在冬季，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。以建筑物空調(diào)（包括供熱和制冷）為目的的熱泵系統(tǒng)有許多種，通常把它們分為空氣源熱泵和地源熱泵兩大類。空氣源熱泵以室外空氣為一個熱源。它的系統(tǒng)簡單，初投資較低，但在夏季高溫和冬季寒冷天氣時熱泵的效率大大降低，應(yīng)用受到氣候條件的制約，基本上不適用于華北的冬冷夏熱的氣候條件。另一種熱泵利用大地（地下巖土、地表水、地下水）作為熱源，可以稱之為“地源熱泵”離地表5-100m的地層中未受干擾時常年保持恒定的溫度（山東省約為16-18°C）,遠(yuǎn)高于冬季的室外溫度，又遠(yuǎn)低于夏季的室外溫度。因此地源熱泵可克服空氣源熱泵的技術(shù)障礙，且效率大大提高。此外，冬季通過熱泵把大地中的熱量升高溫度后對建筑供熱，同時使大地中的溫度降低，即蓄存了冷量；夏季通過熱泵把建筑物中的熱量傳輸給大地，對建筑物降溫，同時在大地中蓄存熱量。這樣在地源熱泵系統(tǒng)中大地起到了蓄能器的作用，進(jìn)一步提高了空調(diào)系統(tǒng)全年的能源利用效率。地源熱泵的優(yōu)點：1、 利用清潔的電能實現(xiàn)供熱和空調(diào)，廢除了污染嚴(yán)重的中小型燃煤鍋爐。2、 利用的能量是地殼淺層（200m以內(nèi)）蓄存的熱量，是一種可再生能源。3、 機(jī)組效率高，節(jié)省運行費用。4、 傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)通常需分別設(shè)置冷源（制冷機(jī)）和熱源（鍋爐）。地源熱泵既可供冷，又可供暖，一機(jī)多用，節(jié)約設(shè)備用房。第二節(jié)國外地源熱泵發(fā)展歷史及應(yīng)用現(xiàn)狀〃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。地源熱泵供熱空調(diào)系統(tǒng)自20世紀(jì)50年代在歐洲和北美開始投入實際應(yīng)用，70年代“石油危機(jī)”以后得到迅速推廣。近年來由于全世界對環(huán)境問題的關(guān)注，地源熱泵技術(shù)受到許多國際機(jī)構(gòu)和各國政府的重視。1998年美國能源部頒布法規(guī)，要求在全國聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的建筑中推廣應(yīng)用地埋管地源熱泵供熱空調(diào)系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計，美國每年新安裝的閉式循環(huán)地源熱泵系統(tǒng)約4-5萬套。熱泵在歐洲供熱市場中也占有很大份額。聯(lián)合國發(fā)展計劃（UNDP）和國際能源組織（IEA）等國際機(jī)構(gòu)都把推廣應(yīng)用地源熱泵作為節(jié)約能源、減少二氧化碳排放、改善地球環(huán)境的重要手段。20世紀(jì)30-40年代，英國、美國、德國、瑞士等國已進(jìn)入了熱泵的研制開發(fā)階段。

在40-50年代美國和歐洲對地源熱泵進(jìn)行了研究，如對地源熱泵運行的實驗研究、地埋管

換熱器的數(shù)學(xué)模型和實驗研究、巖土的熱物性的研究等，但是由于金屬埋管耗量大、占地

面積廣、初投資成本高、巖土對金屬的腐蝕等原因，使得地源熱泵的廣泛使用受到了限制。1973年世界經(jīng)歷了第一次石油危機(jī)，對節(jié)約能源的需求越來越緊迫。于是熱泵以其節(jié)能的優(yōu)勢，再一次引起了全世界的重視，地源熱泵的研究又一次進(jìn)入高潮O(jiān)1976年前蘇聯(lián)、英國、法國、西德、丹麥、瑞典、挪威等國都加入了國際地源熱泵協(xié)會（IGSHPA）。北美、日本、歐洲的制造廠家為業(yè)、商業(yè)建筑和公共建筑提供了大量的熱泵，國際能源機(jī)構(gòu)等制定了發(fā)展熱泵的計劃。不少新技術(shù)在新領(lǐng)域的試驗及推廣應(yīng)用工作在進(jìn)行和規(guī)劃之中，熱泵的用途在不斷拓寬，所以熱泵技術(shù)在以后的幾年里得到了迅速的發(fā)展。對地源熱泵人們做了許多實驗研究。此時地下埋管已由早期的金屬管改為塑料管，解決了腐蝕問題，計算機(jī)的發(fā)展又為計算和設(shè)計地源熱泵帶來了極大的便利條件。這個時期歐洲建立了不少水平埋管作為地下?lián)Q熱器的地源熱泵工程，但主要用于冬季供暖。1981年田納西大學(xué)安裝了水平埋管式地源熱泵，同時俄克拉荷馬州立大學(xué)和一些能源機(jī)構(gòu)等也都對地源熱泵進(jìn)行了研究。上個世紀(jì)80-90年代，美國的工程承包商建設(shè)了大量的地源熱泵系統(tǒng)，據(jù)估計到現(xiàn)在大約有數(shù)十萬個這樣的系統(tǒng)在應(yīng)用。在歐洲、瑞典、丹麥等國對該項的研究也很活躍，并出現(xiàn)一些具體的應(yīng)用實例。在歐洲熱泵在供熱市場中也占有很大的分額，在整個供暖負(fù)荷中熱泵供暖已經(jīng)占總負(fù)荷40%。瑞士是世界上按人口平均安裝地源熱泵供熱設(shè)備最多的國家之一,現(xiàn)在共有超過5萬套正在運行的地源熱泵供熱系統(tǒng)。瑞典有5.5萬套正在運行的地源熱泵供熱系統(tǒng)。在奧地利，熱泵供熱系統(tǒng)中空氣源熱泵占5%,地下水熱泵占12%，地源熱泵占83%。截止2005年底，全球大約有近百萬臺正在運行的地源熱泵機(jī)組，而且其數(shù)量也在以每年近十萬臺的數(shù)量增加。國外在50年代已開始了地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用，到90年代成為一項成熟的應(yīng)用技術(shù)。地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用在中國研究剛剛起步，但是近年來在政府的支持和推動下，經(jīng)過我國地源熱泵技術(shù)的研究人員和工程技術(shù)人員的不懈努力,地源熱泵技術(shù)在我國的應(yīng)用發(fā)展迅猛，已經(jīng)成為世界上發(fā)展最快、應(yīng)用規(guī)模最大的市場。因此，地源熱泵供熱空調(diào)技術(shù)在我國有著廣闊的應(yīng)用前景，也必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。早在上個世紀(jì)50年代我國就已經(jīng)開始空氣源熱泵方面的研究工作，而地源熱泵的發(fā)展則比較緩慢。自80年代末，地源熱泵技術(shù)的研究才日益受到人們的重視。90年代由于燃媒鍋爐受到限制，地下水源熱泵在我國開始得到推廣。90年代末期山東建筑大學(xué)（原山東建筑工程學(xué)院）、青島理工大學(xué)（原青島建工學(xué)院）重慶建工學(xué)院、同濟(jì)大學(xué)、湖南大學(xué)等相繼建立了水平埋管和豎直埋管換熱器的地源熱泵的實驗裝置，地源熱泵技術(shù)的研究進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。第三節(jié)我國地源熱泵的應(yīng)用情況及發(fā)展趨勢北京是中國地源熱泵普及最早的城市。從1999年開始地下水源熱泵逐步在一些北京的住宅項目上得到應(yīng)用，2005年開始有地埋管地源熱泵的應(yīng)用。截止2005年底北京市熱泵供熱面積700萬m2,2006底超過900萬m2。根據(jù)規(guī)劃，到2010年北京熱泵供熱面積預(yù)計達(dá)到3000萬m2左右，在北京市全市的總建筑面積中熱泵供暖的面積約達(dá)到6%。2006年7月北京市政府出臺了相關(guān)政策，規(guī)定使用地源熱泵技術(shù)的工程，政府都按35~50元/m2的標(biāo)準(zhǔn)給予初投資的補貼。沈陽是政府對地源熱泵技術(shù)推廣力度最大的城市，被建設(shè)部確定為“推廣應(yīng)用地源熱泵試點城市”2006年制定出臺了《沈陽市地源熱泵系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用管理辦法》，以“政府令”的形式下發(fā)，要求沈陽市核心6區(qū)三環(huán)內(nèi)的455km2范圍內(nèi)，對符合應(yīng)用水源熱泵技術(shù)的409km2范圍內(nèi)的建筑物，原則上都要采用水源熱泵技術(shù)，其余46km2范圍內(nèi)的建筑物，原則上采用地埋管地源熱泵技術(shù)規(guī)劃建設(shè)。為了降低地源熱泵系統(tǒng)運營成本，對系統(tǒng)用電按民用電價收取，同時免收水資源費。凡應(yīng)用地源熱泵技術(shù)供熱的區(qū)域，均享受市政府給予的優(yōu)惠政策。沈陽市2004年以前地源熱泵供熱面積184萬m2,2006年增加至312萬m2，2007年6月在建面積已經(jīng)達(dá)到1171萬m2,。計劃到2010年底全市實現(xiàn)地源熱泵技術(shù)應(yīng)用面積6500萬m2,預(yù)計占全市當(dāng)期供熱面積的32.5%。其他城市；武漢市地下水資源豐富，主要采用的是水源熱泵。2007年2月頒布的《武漢市地下水管理辦法》要求使用地下水熱泵系統(tǒng)必須采取可靠的回灌措施，并同步建設(shè)觀測井。2002年一2007年武漢市共開鑿取水井34口，回灌井55口，觀測井4口，年取水量471萬m3。寧波從上世紀(jì)90年代起就有地源熱泵技術(shù)應(yīng)用項目，2005年寧波市出臺政策對利用地源熱泵技術(shù)的項目，按項目實際投資額給予20%以內(nèi)的補助。大連市大力扶持海水源熱泵技術(shù)，并在大連熱電廠利用大型熱泵與熱電廠結(jié)合進(jìn)行集中供熱的探索。重慶每年都將從城市建設(shè)維護(hù)費中撥出1000萬元設(shè)立可再生能源專項資金，用于淡水源熱泵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。烏魯木齊市也已建設(shè)了多個地源熱泵系統(tǒng)示范項目，并責(zé)成供熱行業(yè)管理部門制定推廣應(yīng)用地源熱泵技術(shù)的規(guī)劃的措施。山東地處我國中部，冬季需要供熱，夏季需要供冷，是應(yīng)用地源熱泵技術(shù)的有利地區(qū)。隨著我國節(jié)能政策的要求，節(jié)能減排已經(jīng)成為各個相關(guān)部門的一項考核指標(biāo)。地源熱泵技術(shù)作為節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)，充分利用了可再生能源，是目前國家大力提倡應(yīng)用的新技術(shù)，因此該技術(shù)必將在山東地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。在地埋管地源熱泵技術(shù)領(lǐng)域，山東建筑大學(xué)在理論研究、技術(shù)開發(fā)和推廣應(yīng)用方面一直保持國內(nèi)領(lǐng)先地位。方肇洪教授于2000年到國際地源熱泵協(xié)會所在的美國俄克拉荷馬州立大學(xué)進(jìn)行專門的學(xué)習(xí)和考察,并在山東建筑大學(xué)學(xué)術(shù)報告廳空調(diào)工程中建成國內(nèi)第一個地埋管地源熱泵示范工程。近十年來，依托山東建筑大學(xué)的科研力量，組建了一支地源熱泵技術(shù)的研究團(tuán)隊，無論是在地源熱泵技術(shù)的理論方面還是工程應(yīng)用方面都取得了豐碩的成果，也使得山東的地源熱泵技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供熱和空調(diào)已成為普遍的需求。在發(fā)達(dá)國家中，供熱和空調(diào)的能耗可占到社會總能耗的25%?30%。我國的能源結(jié)構(gòu)主要依靠礦物燃料，特別是煤炭。礦物燃料燃燒產(chǎn)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(yīng)氣體的排放已日益成為各國政府和公眾關(guān)注的焦點。我國北方地區(qū)的供熱已經(jīng)歷了一家一戶的小煤爐到燃煤鍋爐的轉(zhuǎn)變;現(xiàn)在又進(jìn)一步禁止在城鎮(zhèn)采用中小型燃煤鍋爐房供熱，體現(xiàn)了政府對保護(hù)大氣環(huán)境的高度重視。因此，除了集中供熱的形式以外，急需發(fā)展替代的供熱方式。熱泵是靠電能驅(qū)動，使熱量由低溫?zé)嵩戳飨蚋邷責(zé)嵩吹难b置；也就是說熱泵可以把不能直接利用的低品位熱能如空氣、巖土、水等環(huán)境中的低溫?zé)崮芤约肮I(yè)廢熱等轉(zhuǎn)換為較高溫度的熱能，從而達(dá)到節(jié)約部分高品位能源，如煤、石油、天然氣、電等的目的。目前，熱泵在暖通空調(diào)工程中得到了廣泛的應(yīng)用，這是一項很有潛力的節(jié)能技術(shù)，也是減少CO2、SO2、NOx排放量的一種有效方法。隨著我國能源政策的制定，節(jié)能已經(jīng)成為當(dāng)前我國的重要工作之一。首先應(yīng)該指出，由熱電聯(lián)產(chǎn)方式實現(xiàn)的城市集中供熱也是一種節(jié)能和環(huán)保的技術(shù)，特別適合在建筑和人口密度大的區(qū)域采用。根據(jù)我國的特點，集中供熱仍將是我國北方城鎮(zhèn)供熱的主要方式。地源熱泵技術(shù)作為環(huán)保節(jié)能的新技術(shù)必將在我國得到廣泛的應(yīng)用。推廣應(yīng)用地源熱泵技術(shù)應(yīng)該因地制宜，結(jié)合項目的不同特點，采用最適合的形式。對城市熱網(wǎng)達(dá)不到的或比較分散的建筑，熱泵供熱將成為優(yōu)先的選擇。

第四節(jié)地源熱泵成功案例展示1：長沙市田家炳實驗中學(xué)北校區(qū)教學(xué)樓及綜合樓建設(shè)項目節(jié)能評估項目建設(shè)的規(guī)模為：建筑占地面積2403.06tf,總建筑面積17505.68其中教學(xué)樓及后勤綜合樓共六層（局部一層為架空層），實驗綜合樓共七層，地上部分總建筑14541.41m'；地下車庫建筑面積2964.27m',共一層。項目總投資6656.3萬元。2：中隆國際御璽工程案例-三分產(chǎn)品七分安裝中隆國際御璽：客戶需求中隆國際御璽公寓位于長沙市雨花區(qū)體育新城板塊，這位業(yè)主曾在國外生活，對國外舒適家居系統(tǒng)比較了解，基本上國外家庭制冷都是采用中央空調(diào)，所以這次在裝修置新房時毫不猶豫的選擇了中央空調(diào)系統(tǒng)。中央空調(diào)類比傳統(tǒng)空調(diào)優(yōu)勢明顯，更符合現(xiàn)代家居住宅的品味和要求，也迎合了現(xiàn)代人對舒適、健康、時尚的口味。業(yè)主房子總共有350^，是一個大戶型公寓，但是業(yè)主對中央空調(diào)的安裝要求非常高，甚至要求達(dá)到國外的安裝標(biāo)準(zhǔn)，縱觀長沙中央空調(diào)市場，銷售品牌繁多，大大小小工程公司無數(shù)，但是質(zhì)量過硬的卻只有幾家，湖南三騰節(jié)能有限公司憑借三分產(chǎn)品七分安裝的專業(yè)精神贏得了業(yè)主的信任。中隆國際御璽：客戶需求設(shè)計師根據(jù)客戶住宅風(fēng)格和家庭使用習(xí)慣提出設(shè)計方案：業(yè)主空調(diào)面積220.2^，地暖面積175.5m?,決定采用帝思邁空調(diào)、熱水、地暖三合一空氣源熱泵系統(tǒng)，主機(jī)為空氣源熱泵三合一機(jī)組DAR-300ASPB-L，根據(jù)房間大小和功用配置了10臺不同功率的帝思邁的風(fēng)機(jī)盤管，每個空間溫度精準(zhǔn)控制，全部采取暗藏式安裝配合吊