地源热泵国外研究现状.doc

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1、地源热泵的定义：地源热泵以地球表面浅层土壤作为热源（热汇），常将传统空调的冷凝器（或蒸发器）中需要排放（或吸收）的热量通过中间介质（通常是水）作为载体，并使中间介质在封闭环路中通过大地循环流动，从而实现与大地进行冷热交换的目的。根据地下换热介质的不同地源热泵可分为三类：一是与岩土换热的地下耦合热泵系统（ground-coupledheatpump，GSHP，也叫土壤源热泵）；二是与地下水换热的地下水热泵系统（ground-waterheatpump，GWHP）；三是与地表水换热的地表水热泵系统（surface-waterheatpump，GSHP）。美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE

2、）在1997年将地源热泵以往的各种名称统一称为地源热泵（ground-sourceheatpump，GSHP）[2]。考虑道地下水热泵和地表水热泵受地下水文地质条件和建筑周边环境条件的限制要多于地下耦合热泵，运用的广泛性均小于地下耦合热泵，故而本文中的地源热泵是指地下耦合热泵（或称土壤源热泵）。工作原理：在制冷工况时，空调房间的冷负荷连同压缩机的功所转化的热量被排入大地。室外埋管换热器1与换热器2（此时换热器2在热泵机组中起冷凝器的作用）之间通过管道连接成一个封闭的回路，在水泵7的作用下，水在回路中往复循环，在换热器2（冷凝器）中吸收制冷剂的热量，通过室外埋管换热器1传入大地；在供热工况时，从

3、压缩机5出来的制冷剂经换向阀8作用换向，此时换热器2转换成为热泵机组的蒸发器，循环水流经室外埋管换热器1时吸收大地中的热量，在换热器2（蒸发器）中释放给制冷剂。在室内侧，同样既可以通过水的循环进行热量传递，也可以使制冷剂直接流经房间换热器6与空气进行热交换。[2]殷平,地源热泵在中国,现代空调,2001（3）[3]肖益民,何雪冰,刘宪英.地源热泵空调系统的设计施工方法及应用实例,现代空调,2001（3）1.国内外应用研究现状1912年，瑞士的H．Zoelly首次提出利用浅层地热能（地源能）作为热泵系统低温热源的概念，但由于当时一次能源充足，用热泵供暖的社会需求不足，导致热泵技术没有得到重视和发

4、展。直到1948年，Zoelly的专利技术才真正引起普遍的关注，尤其是欧洲和美国。20世纪50年代，美国和欧洲国家开始研究和利用地源热泵，但当时能源价格较低，使用热泵系统并不经济，因而没有得到推广。1974年以来，由于石油危机的出现和环境的恶化，引发了人们对新能源的开发和利用，因此开始了地源热泵的研究和利用。这一时期欧洲建立了许多采用水平盘管地下换热器的土壤源热泵系统的研究平台。自1974年起，瑞典、瑞士、荷兰等国政府资助的示范工程逐步建立起来，地源热泵技术也日趋完善。从热泵技术来说，此时的地源热泵系统大多直接利用地下水作为冷热源，因此对地下水温度有一定要求，而且当时的技术相对粗糙，甚至不设置

5、回灌井。20世纪70年代末到90年代初，美国开展了冷热联供地源热泵的研究工作。这一时期，地源热泵技术飞速发展并趋于成熟。美国的地源热泵机组生产厂家也十分活跃，成立了全国地源热泵生产商联合会，并逐步完善了工程安装网络，成为世界上地源热泵机组生产和使用的大国。图.1990年、1995年和2000年美国地热直接利用比较从图2中可以看出1990年、1995年和2000年地热直接利用中，地源热泵占有很大的比例，约为59%，而且发展很稳定，平均年增长率约为7.7%。1997年已安装12kW的地源热泵4万台，2000年时有40万台左右，预计2010年总装机量可以达到150万台。目前地源热泵在美国应用最多的还

6、是学校和办公楼，大约有600多万所学校安装了地源热泵，主要集中在中西部和南部地区，地源热泵技术真正的商业应用是从最近几十年开始的。我国具有较好的热泵科研成果与应用基础，20世纪50年代，天津大学的热能研究所最早开展了热泵方面的研究工作，并于1965年研制了我国第一台水冷式热泵空调机组。我国对土壤源热泵的研究始于20世纪80年代，国内的科研工作者相继展开地源热泵的研究和试验工作，各种试验研究工作主要由各大学进行。虽然我国对地源热泵的研究和应用较晚，但发展势头很好，地源热泵发展已列入国家新能源和可再生能源产业发展十五规划。1978年-1999年，中国制冷学会第二专业委员会举办了9届“全国余热制冷与

7、热泵技术学术会议”，在2001年宁波召开的全国热泵和空调技术交流会和2002年在北京召开的国际热泵会议上，国内外有关人士开始关注中国这个很有发展潜力的大市场。近几年来国内加强了地热源热泵的应用研究力度，自行研究和生产地源热泵机组的厂家已达几十家，如山东的富尔达、北京的中科能等。另外国外很多知名公司已经在中国设立了销售部。目前我国地源热泵工程正逐年增加，并取得了初步效果。但从总体上看，中国地源热泵的