地源热泵的由来及国内地源热泵应用

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“地源热泵”的概念，最早于1912年由瑞士的专家提出，而该技术的提出始于英、美两国。

　　1946年美国在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统。但是这种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛注意，无论是在技术、理论上都没有太大的发展。

　　20世纪50年代，欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮，但由于当时的能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。直到20世纪70年代初世界上出现了第一次能源危机，它才开始受到重视，许多公司开始了地源热泵的研究、生产和安装。这一时期，欧洲建立了很多水平埋管式土壤源热泵，主要用于冬季供暖。虽然欧洲是世界上发展地源热泵最成熟的地区，但是它也曾因为热泵专家不懂安装技术，安装工人又不懂热泵原理等因素，致使地源热泵的发展走了一段弯路。

　　随着科技的进步，关于能源消耗和环境污染的法律制订越来越严格，地源热泵的发展迎来了它的另一次高潮。欧洲国家以瑞士、瑞典和奥地利等国家为代表，大力推广地源热泵供暖和制冷技术。政府采取了相应的补贴政策和保护政策，使得地源热泵生产和使用范围迅速扩大。上世纪80年代后期，地源热泵技术已经趋于成熟，更多的科学家致力于地下系统的研究，努力提高热吸收和热传导效率，同时越来越重视环境的影响问题。地源热泵生产呈现逐年上升趋势，瑞士和瑞典的年递增率超过10％。美国的地源热泵生产和推广速度很快，技术产生了飞速的发展，成为世界上地源热泵生产和使用的头号大国。

　　从地源热泵应用情况来看，北欧国家主要偏重于冬季采暖，而美国则注重冬夏联供。由于美国的气候条件与中国很相似，因此研究美国的地源热泵应用情况对我国地源热泵的发展有着借鉴意义。

　　2005年美国商务部和密苏里大学在北京成立的环境和能源技术联合办公室（ETO），将国际地源热泵协会在中国的工作纳入其计划之中。

　　国内地源热泵应用

　　地源热泵系统，是冬供热夏制冷的好东西。他山之石，可以攻玉，了解一下我国地源热泵的发展及现状，可为推广技术借鉴。

　　中国早在50年代，就曾在上海、天津等地尝试采用夏取冬灌的方式抽取地下水制冷。天津大学热能研究所吕灿仁教授在1965年研制成功国内第一台水冷式热泵空调机。1997年，中国科技部与美国能源部签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，其中一项就是地源热泵的发展战略。1998年，中美两国确定在我国北京（代表北部寒冷地带）、宁波（代表中部夏热冬冷地带）、广州（代表南部亚热带），合作建立三个地源热泵的示范工程。北部示范工程是北京食品发酵研究所综合办公楼及专家楼，中部示范工程是宁波雅戈尔工业城，南部示范工程是广州松田职业技术学院。在这三个示范工程项目中，两个为地下水源热泵系统，一个为复合式地下水源热泵系统。

　　土壤源热泵的发展主要是从1998年开始。国内数家大学建立了土壤源热泵实验台，且大多数进行了地下换热器与地面热泵设备的长期联合运行。土壤源热泵系统最早应用在89年10月投入运行的上海闵行开发区办公楼，其技术和设备均由美国提供，使用情况良好。目前，国内的清华大学、天津大学、重庆大学、天津商学院、山东建工学院、中国科学院广州能源研究所等多家大学和研究机构都在对水源热泵进行研究，其中清华大学经过多年在多工况水源热泵的研究已经形成产业化的成果。

　　我国地源热泵的开发利用起步较晚，20世纪90年代开始推广和研究地源热泵系统。主要用于建筑物冬季供暖和夏季制冷。从2000年以来，地源热泵的开发利用在全国得到普遍推广，每年以10－15％的速度增长。京津地区发展速度最快。据中国地质调查局的资料显示，至2005年末，浅层地温能应用面积约2000万平方米。2005年以来，中国水源热泵的应用明显加快，由于这项技术比较成熟，在中国将进入大规模推广应用阶段。

　　北京是我国地源热泵技术推广较好的城市，主要原因是近年来，北京市根据城市能源发展战略和供热规划，并结合举办2008年奥运会对城市的环保要求，规定五环内城区禁止使用燃煤锅炉供暖，鼓励燃油、燃气、地热能和太阳能等清洁能源的应用。到目前，北京每年以15－20％的速度增长，北京已约有500多万平方米的建筑利用地源热泵系统供暖（冷），其中公共建筑建筑用量为2／3左右，居住建筑占应用量1／3左右。地源热泵建设项目有住宅、办公大楼、高级宾馆、学校、幼儿园、商场、医院、敬老院、档案馆、体育场馆、厂房、污水场站、景观水池等。