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中國(guó)地源熱泵行業(yè)發(fā)展與分析報(bào)告
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地源熱泵、中央空調(diào)、新風(fēng)、地暖即刻報(bào)價(jià)~
沃富新能源提示
雖然地源熱泵的研究始于1912年，但直到20世紀(jì)70年代初的世界一次能源危機(jī)才開(kāi)始關(guān)注。此后，來(lái)自世界各地的科學(xué)家從未停止學(xué)習(xí)和討論。這些研究工作涉及一系列地源熱泵組件，地下熱交換器類型，土壤性質(zhì)和系統(tǒng)運(yùn)行壽命周期，成本分析等。由于其穩(wěn)定的能源效率和優(yōu)異的工作性能，在日本，北美和中國(guó)，斯堪的納維亞等國(guó)家已被廣泛使用。在美國(guó)，截至2001年4月已經(jīng)安裝了4000多萬(wàn)個(gè)地源熱泵，年均增長(zhǎng)10％;同時(shí)已有多家生產(chǎn)地源熱泵和制冷系統(tǒng)的著名企業(yè)，如：水霧，地?zé)酓X，氙氣等。在北歐國(guó)家，地源熱泵主要用于室內(nèi)地板輻射采暖，并提供家用熱水，特別是在瑞士，在家用加熱裝置中，地源熱泵的比例非常大。中國(guó)在這一領(lǐng)域的研究剛剛開(kāi)始，直到20世紀(jì)80年代末，只有幾個(gè)單位進(jìn)行了這項(xiàng)工作。但國(guó)際環(huán)境和地源熱泵本身的影響本身具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)已經(jīng)得到了人們的越來(lái)越多的關(guān)注，近年來(lái)研究也越來(lái)越活躍，取得了突破性進(jìn)展。
地源熱泵的特點(diǎn)及基本形式
地源熱泵技術(shù)是利用淺層地?zé)豳Y源可以加熱和可以冷卻穩(wěn)定的節(jié)能空調(diào)技術(shù)。熱泵的理論基礎(chǔ)來(lái)自卡諾循環(huán)，它像冷水機(jī)一樣在相反的循環(huán)中運(yùn)行。由于年度氣溫波動(dòng)，東南涼涼所以可以在冬季作為熱泵熱源和夏季空調(diào)冷源，即冬季從土壤中收集熱量，增加室內(nèi)供暖后的溫度加熱;夏天從土壤冷卻，室內(nèi)多余的熱量去除地面去。地源熱泵主要有以下幾種形式：
（1）地下水熱泵：用于開(kāi)放式系統(tǒng)。該系統(tǒng)占地面積小，非常經(jīng)濟(jì)。要求水源穩(wěn)定，保證裝置正常運(yùn)行，溫度范圍為7-21℃，需鉆孔，以維持地下水位需要注意補(bǔ)給，以免破壞水資源。
（2）江湖水源熱泵：開(kāi)或閉系統(tǒng)。系統(tǒng)投資小，水系能耗低，可靠性高，運(yùn)行成本低，但線圈容易被破壞，單位效率不穩(wěn)定。
（3）土壤熱泵：封閉系統(tǒng)。立管系統(tǒng)占地面積小，水系耗電少，但成本較高;水平管道安裝成本低，但面積大，供水系統(tǒng)功耗大。
2地源熱泵在傳統(tǒng)空調(diào)的特點(diǎn)
2.1在技術(shù)方面
（1）傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)，無(wú)論是水還是風(fēng)冷，由于其換熱器必須放置在暴露的空氣中，會(huì)對(duì)建筑造型造成不良影響，破壞建筑外觀;埋在地下，遠(yuǎn)離主樓的加熱器不會(huì)對(duì)其形狀產(chǎn)生影響。
（2）風(fēng)冷換熱器和水冷換熱器的熱交換環(huán)境是大氣，不可避免地受環(huán)境條件的變化的影響，會(huì)大大降低傳熱效率;和地源熱泵換熱器和地?zé)嵊?，傳熱物體低于地層1m，初始溫度約等于年平均氣溫，基本不受外界環(huán)境的影響。這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)運(yùn)行效率提高了40％?60％。
（3）普通空調(diào)對(duì)環(huán)境的影響非常嚴(yán)重，不僅對(duì)臭氧層造成嚴(yán)重破壞，而且產(chǎn)生難以忍受的噪音，而且由于夏季的熱量將排放到大氣中，冬季吸熱氣氛離開(kāi)大氣，住宅環(huán)境更加苛刻;和地源熱泵可以利用地球的蓄熱能力，冬季過(guò)多的夏季進(jìn)入地球的熱量，夏季冬季寒冷可用于實(shí)現(xiàn)冬季和夏季室內(nèi)供暖和制冷。同時(shí)該裝置的運(yùn)行幾乎沒(méi)有排放和浪費(fèi)，所以不僅對(duì)大氣沒(méi)有影響，而且使地球不至于過(guò)冷或過(guò)熱。
2.2經(jīng)濟(jì)方面
（1）影響地源熱泵使用的因素，如國(guó)家能源政策，環(huán)境政策，電力和燃料價(jià)格，施工環(huán)境，用戶和氣候條件。根據(jù)中國(guó)目前的情況，由于運(yùn)營(yíng)成本造成的這些因素進(jìn)一步研究，難以得出準(zhǔn)確的結(jié)論，但可以借鑒美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，世界環(huán)保組織報(bào)告空調(diào)的未來(lái)?yè)?jù)了解，地源熱泵的設(shè)計(jì)和安裝可以節(jié)省加熱和制冷空調(diào)一體化運(yùn)行成本的30％至40％以上。
（2）由于技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本40％?60％。
（3）地源熱泵系統(tǒng)也可以設(shè)置加熱，空調(diào)和冷卻，提供熱水一體。 - 熱泵系統(tǒng)可以代替原來(lái)的三組加熱系統(tǒng)，加熱空調(diào)和三套設(shè)備或系統(tǒng)的熱水供熱，這也增加了經(jīng)濟(jì)性。可以得出結(jié)論，地面熱泵系統(tǒng)比普通空調(diào)系統(tǒng)復(fù)雜得多，因?yàn)槭彝獠考容^復(fù)雜，但是普通空調(diào)的運(yùn)行成本遠(yuǎn)高于地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行成本。初期投資回收。
普通空調(diào)使用壽命一般在15年左右，地源熱泵地下?lián)Q熱器由于采用高強(qiáng)度惰性材料，埋地壽命至少在50年以上。因此，從使用壽命和運(yùn)行成本考慮，地源熱泵系統(tǒng)高于普通空調(diào)系統(tǒng)。
中國(guó)長(zhǎng)江流域及周邊地區(qū)有幾個(gè)省市，是中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的區(qū)域，面積18萬(wàn)平方公里，人口5.5億，國(guó)家生產(chǎn)總值占全國(guó)約48％，人口密集，經(jīng)濟(jì)，文化發(fā)達(dá)地區(qū)。根據(jù)中國(guó)的建筑氣候，該地區(qū)屬于“炎熱的夏季和寒冷的冬季”地區(qū)。也就是說(shuō)，夏季氣候I：q熱，比較熱月份平均氣溫25?30℃和28?30℃多數(shù)，多數(shù)地方35℃以上熱天氣可達(dá)半個(gè)月至一個(gè)月，比世界同樣緯度其他區(qū)域高于2℃，除了比較熱區(qū)域以外的沙漠地區(qū)，地球的緯度范圍，相對(duì)濕度通常高達(dá)80％;冬天濕冷，比較冷月平均氣溫2?7℃，比較多在2?5℃之間，是冬季同緯度地球比較冷的部位。長(zhǎng)江中下游和北側(cè)每日比較低氣溫5℃以下兩個(gè)月甚至3個(gè)月，相對(duì)濕度仍然很高，為73％?83％。所以冷卻和加熱區(qū)域大致相同，冷熱負(fù)荷基本相同，適合區(qū)域推廣地源熱泵技術(shù)，從而充分發(fā)揮地下儲(chǔ)能的作用。
長(zhǎng)江流域及周邊地區(qū)人口集中，能源消耗大，污染嚴(yán)重等問(wèn)題。而且該地區(qū)能源資源相對(duì)稀缺，能源供應(yīng)形勢(shì)嚴(yán)峻。因此，從節(jié)能，提高能源結(jié)構(gòu)和保護(hù)環(huán)境考慮這些問(wèn)題，還應(yīng)促進(jìn)熱泵這種節(jié)能技術(shù)。
3展望與建議
（1）長(zhǎng)江及周邊地區(qū)環(huán)境資源豐富，氣候條件冷熱，需要更多的暖氣空調(diào)裝置。所以在地源熱泵技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。加快研究，大力發(fā)展熱泵節(jié)能技術(shù)，促進(jìn)合理利用自然資源，實(shí)現(xiàn)中國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
（2）地?zé)岜脧V泛應(yīng)用的主要原因是土壤源熱泵開(kāi)發(fā)核心技術(shù)的研究和理解有限。據(jù)國(guó)際比較新研究顯示，其核心技術(shù)問(wèn)題是埋地?fù)Q熱器的傳熱，土壤源熱泵系統(tǒng)的模擬和比較佳匹配參數(shù)的研究。另一個(gè)主要原因是地源熱泵本身存在的缺點(diǎn)：地下熱交換器受土壤性質(zhì)的影響較大;連續(xù)運(yùn)行，熱泵冷凝溫度或蒸發(fā)溫度受土壤溫度波動(dòng)的變化影響;土壤導(dǎo)熱性好，使埋地?fù)Q熱器面積更大。因此，國(guó)家有關(guān)部門要加強(qiáng)熱泵研究的核心技術(shù)，可以提供一系列經(jīng)濟(jì)激勵(lì)，鼓勵(lì)用戶使用地源熱泵系統(tǒng)。
（3）研究地?zé)釤岜眯枰鉀Q的幾個(gè)問(wèn)題：埋地線圈數(shù)學(xué)模型理論研究和土壤熱場(chǎng)理論研究不夠深入，仍處于實(shí)驗(yàn)階段;涉及鉆井困難，系統(tǒng)投入相對(duì)較大。因此，在熱泵技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用中，應(yīng)通過(guò)熱泵生產(chǎn)和技術(shù)改進(jìn)降低成本，使熱泵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更突出。
（4）中國(guó)地源熱泵的技術(shù)資料很少，在這方面的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，安裝，維護(hù)方面也缺乏廠家的生產(chǎn)，相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)也很少。因此，有必要增加技術(shù)資金投入和相關(guān)技術(shù)人員的培訓(xùn)。同時(shí)世界熱泵技術(shù)更發(fā)達(dá)國(guó)家要學(xué)習(xí)，但在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)該注意的是：中國(guó)的氣候條件和那些國(guó)家的氣候條件是不同的，所以我們不能復(fù)制國(guó)外的技術(shù)成果，而應(yīng)該注意吸收國(guó)外積極和消極的經(jīng)驗(yàn)，布局合理，發(fā)展平穩(wěn)，在相對(duì)成熟的地區(qū)進(jìn)行測(cè)試等。
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