热泵发展历史

热泵发展历史（共12篇）

热泵发展历史 篇1

随着工业革命的发展, 19世纪初, 人们对能否将热量从温度较低的介质“泵”送到温度较高的介质中这一问题产生了浓厚的兴趣。英国物理学家J.P.Joule提出了“通过改变可压缩流体的压力就能够使其温度发生变化”的原理。1854年, W.Thomson教授发表论文, 提出了热量倍增器 (Heat Multiplier) 的概念, 首次描述了热泵的设想。

20世纪30年代, 随着氟利昂制冷机的发展, 热泵有了较快的发展。特别是二战以后, 工业经济的长足发展带来的对供热的大量需求及相对能源短缺, 促进了大型供热及工业用热泵的发展。1973年的全球性能源危机, 进一步促进了热泵在全世界范围内的发展。但热泵在世界范围内的大规模商业应用是最近20年的事, 如美国, 截至1985年全国共有14000台地源热泵, 而1997年就安装了45000台, 到目前为止已安装了550000台, 而且每年以10%的速度稳步增长。

我国的热泵事业近十几年已开始起步, 而且发展势头良好。目前, 我国利用较多的是水源热泵, 而用空气能热泵制取生活用热水在国内则是近几年刚刚起步。在国际上, 由奥地利、荷兰、加拿大、挪威、法国、西班牙、德国、瑞典、意大利、瑞士、日本、墨西哥、英国、美国等国发起成立的国际能源组织 (IEA) 下设的热泵中心 (HPC) , 专门推广热泵技术的转化利用, 提高能源利用率。

近几年来, 我国热泵发展很快, 这得益于国家和个人对能源、环境、安全、舒适等方面认识的不断提高:

(1) 能源政策。我国目前已成为世界能源净进口国, 节约使用和有效使用能源成为能源政策的主导。COP ≥3.5的热泵技术获得了发展的大好时机。

(2) 环境保护政策。采用热泵驱动, 无一氧化碳、二氧化碳等有毒、有害气体的排放, 同时通过改善热泵性能, 降低工质泄漏与使用新工质, 热泵将在环境保护上发挥更大的作用。

(3) 建筑节能法。实施《民用建筑节能设计标准》后, 提高了建筑隔热保温性能, 降低了建筑采暖能耗, 结果是大幅度地降低了热泵采暖方式的年运行费用, 增加了热泵与集中供热采暖方式的竞争能力。

(4) 城市能源结构的改变。大中城市人口集中, 能源消耗量大, 污染问题最突出, 因此, 必须实施国家能源政策, 改善能源结构, 提倡使用清洁优质能源, 限制煤炭的使用, 这就为热泵的应用创造了条件。

(5) 安全意识的提高。由于水电隔离、不利用可燃物质加热, 没有触电及中毒的危险, 有效保障使用者的安全。

(6) 能源价格的调整。目前长江流域及以南地区经济得到迅速发展, 生活水平也获得了大幅度地提高, 尤其是热水的使用量大幅增加。由于燃料费用的不断上升, 用于热水的使用成本也不断提高, 成为家庭生活费用中的又一大开支项目。利用热泵技术制热水可以大幅降低使用成本, 只相当于传统制热水方式的1/4至1/3, 大量节约生活费开支。

热泵发展历史 篇2

在世界性的节能环保理念大环境下,这几年国内正兴起一股用空气源电热泵热水器取代传统燃煤、柴油热水炉的.热潮.其实把热泵技术应用到热水器上已有十几年的历史了,目前这个行业无论从技术产品或工艺等方面来说都已经较为成熟.

作 者：林惠仪 Lin Huiyi 作者单位：刊 名：船舶物资与市场英文刊名：MARINE EQUIPMENT/MATERIALS & MARKETING年，卷(期)：“”(3)分类号：U6关键词：

热泵发展历史 篇3

关键词：太阳能热泵；土壤源热泵；综合利用

中图分类号：TU831 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-07-0275-1

1 热泵原理

热泵实质上是一种热能提升装置，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，提高温度进行利用。热泵运行时，通过蒸发器从低温热源吸取热量，而向用热对象提供热量，另外,热泵过程与制冷过程的原理和系统设备的组成是一样的，只是利用的目的不一样。

1.1 太阳能热泵

图1 太阳能热泵的原理图

太阳能受外部环境因素影响较大，尤其是在严寒地区，单独使用太阳能集热设备对建筑物进行供热或生产、生活热水，很难满足使用要求。要解决这一问题,热泵技术与太阳能利用相结合无疑是一種好的选择方法,这就是所谓太阳能热泵系统，如图1所示。优先使用太阳能集热器为蓄热水箱蓄热，热泵作为太阳能的辅助供热系统。当太阳能集热器热水循环不能维持蓄热水箱温度时，热泵将开始工作，维持水箱温度。当蓄热水箱中温度与太阳能集热器出水口温度相差不大时，关闭热泵。

1.2 土壤源热泵

图2 土壤源热泵的原理图

土壤源源热泵是一种利用地下浅层（地表下5-400m）地热资源，既可冬季供热又可夏季制冷的高效节能热泵系统。土壤源热泵主要有三部分组成：室外土壤换热系统、热泵机组系统和用热末端系统，原理图见图2。地表浅层地热资源的温度全年波动范围小、相对稳定，冬季比室外环境温度高，夏季比室外环境温度低，是很好的低品位冷热源。在实际工程中，不同的土壤源利用的成本差异是相当大的。对于地下水的抽取使用，必须考虑到使用地的地质结构，保证用后尾水的回灌可以实现，同时考虑此过程对生态环境的影响。

2 长春地区太阳能热泵与土壤源热泵综合利用

2.1 长春地区的气候特点

长春位于北纬43°54′、东经125°13′，冬季日照射率为66%利用太阳能的条件比较好。全年日照时数为2200－3000h，在每平方米面积上一年接受的太阳能辐射总量为5016-5852MJ，相当于170-200kg标准煤燃烧所发出的热量。长春地区冬季采暖时间为168天，采暖能耗占全年能耗的比重很大。针对长春地区的这一气候特点，提出了使用太阳能——土壤源热泵综合利用的系统。

2.2 系统方案介绍

2.3.1 夏季制冷 在蒸发器一侧，冷媒经过阀门形成一个循环，向室内风机盘管空调系统供冷。在冷凝器一侧，地下热交换盘管把冷凝中的热量释放到土壤中。

2.3.2 冬季供热 冷媒到集热器蓄热装置，吸收利用土壤源热能和太阳能集辐射热，冷媒温度升高，当循环到蒸发器，形成冷冻水循环；集热器蓄热装置中的水通过泵连续不断的从土壤与太阳能集热器获取热能；在冷凝器侧，热量释放到蓄热器中。

2.3.3 供生活用热水 当太阳辐射能充足时，太阳能集热器将热水直接循环到蓄热水箱中，由太阳能集热器或冷凝器散发出来的热量对水进行预热，自来水进入蓄热水箱，经过预热，然后作为生活热水，被厨房与浴室使用。

3 结论

长春地区冬季采暖负荷大，现行的供暖方式以常规能源为主要热源的集中供热方式占主导地位，常规能源的大量使用，会排放大量的有害气体，使得环境日益恶化，并且常规能源属于不可再生能源，大量使用，会导致能源走向枯竭，这不符合节约环保型社会的要求。太阳能具有储量大，清洁不需要运输，土壤源具有地热丰富、环保、稳定等特点，两者结合使用，为长春地区能源的有效利用与可持续发展带来了契机。

参考文献

[1] 陈文章,荣士壮.我国新能源和可再生能源现状、问题及对策的探讨[J].辽宁农业技术学院学报,2008,10(1).

[2] 司士荣.利用地温能源将大有可为[J].地热能,2006,(5).

[3] 赵玉文.我国太阳能利用技术的发展概况和趋势[J].农村电气化,2004,(6).

[4] 田国庆,王志毅.太阳能热泵混合式供热水装置的设计与控制[J].制冷空调与电力机械,2007,(11).

[5] 韩再生,冉伟彦.城市地区浅层地温能评价方法探讨[J].地热能,2008,(9).

[6] 宫克勤.太阳能地源热泵式空调系统研究[J].太阳能学报,2007,(5).

作者简介：安笑媛(1984-)，女，吉林集安人，长春建筑学院助教，研究方向：建筑环境与设备工程。

水源热泵技术与发展应用 篇4

水源热泵的水源有很多, 凡是水量、水温能够满足用户制热负荷或制冷复荷的需要, 水质对机组设备不产生腐蚀损坏的任何水源都可作为水源热泵系统利用的水源, 既可以是再生水源, 也可以是自然水源。其中再生水源是指人工利用后排放但经过处理的城市生活污水、工业废水、矿山废水、油田废水和热电厂冷却水等水源, 有条件利用再生水源的用户, 变废为利, 可减少初投资, 节约水资源。而自然水源是指分布在地球上空气中, 土壤中, 江河湖海中的水。

水源热泵水质要求:对于水质是有要求的, 对于城市处理的生活污水, 工业废水等上面提到的再生水源必须经过专业化的处理才能运用到热泵技术当中, 而自然水源由于含有泥沙等固体颗粒, 胶质悬浮物和以及藻类等有机物, 也必须进行检测处理方可为热泵水源。地下水作为热泵水源是一个比较好的选择, 地下水是指地表以下含水层中的水, 一半水质较好, 水温随季节气候变化比较小, 是作为水源热泵系统中比较理想的水源。

对于水源热泵的水源选择很重要, 直接影响系统运行的质量和运行投资, 水源的选择包括选择水源的水量, 水质, 温度等因素。首先是水量, 水量是影响水源热泵系统工作效率的关键因素, 在一个项目中, 所需要的用水量是由工程的冷热负荷以及机组的性能决定的, 用水水源的水量必须满足工程的负荷要求, 在具体工程中, 可根据现场具体情况, 判断水源利用情况, 由于我国各地水源情况各不相同, 在设计施工当中, 应通过技术分析比较, 择优确定。其次水质, 由于自然界中的水无休止的循环运动, 与大气土壤的接触, 导致其含有复杂的化学成分以及悬浮颗粒, 在采用水源前应化学分析是否可用, 一般地下水还是比较符合设计施工要求的, 所以, 我国的水源热泵空调采暖系统采用的地下水作为水源比较常见。再次是温度要求, 由于我国南北季节差异比较大, 对于地表水的使用有比较大的限制, 而地下水的水温, 随自然地理环境、地质条件、循环深度等因素影响下有不同变化, 但总体来说, 地下水层恒温带不受太阳辐射影响, 是比较好的自然水源。

水源热泵在采暖空调系统中相对于目前中央空调系统有很多优点。

(1) 高效节能, 水源热泵机组利用水体温度, 冬季为12℃~22℃, 水体温度比环境空气温度高, 所以热泵循环的蒸发温度提高, 能效比也提高。而夏季水体温度为18℃~35℃, 水体温度比环境空气温度低, 所以制冷的冷凝温度降低, 使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式, 从而提高机组运行效率。

(2) 热泵利用的能源属于可再生利用能源, 利用地球水体储存的太阳能资源作为冷热源, 地球水体包括地下水, 河流, 湖泊, 海洋, 地表的土壤和水就像一个巨大的太阳能集热器, 吸收了大约47%的太阳辐射能量, 水源热泵技术就是利用了太阳能这个一个无限的可再生能源的一种技术。

(3) 节约用水, 环保效益显著, 热泵技术直接采用自然界中的水做没媒体, 向外放出热量或吸收热量, 不消耗水资源, 而且不用建设锅炉房, 空调机器房设施用房, 无燃烧, 无排污, 不产生废气, 废水等, 不会对环境造成污染, 不会产生城市热岛效应, 是理想的绿色环保产品。

(4) 一机多用, 运行可靠, 维护方便, 一机多用是指水源热泵系统可用于供暖, 空调和生活热水, 减少了设备初投资。而水体温度一年四季相对稳定, 使得热泵机组运行相对稳定, 可靠, 保证了系统的高效性和经济性, 因此维修费用低, 使用寿命长。

水源热泵技术作为新型的节能环保能源技术, 在将来的节能环保发展中将会得到广泛的应用, 随着新型技术的不断创新和发展, 在全球温室效应, 全球温度不断升高的情况下, 只有减少污染的排放才能缓解当前的温室效应, 地球资源随着时间的开发已经越来越少, 煤炭, 石油的储备量据不完全统计只能维持当今生活的100年的时间, 只有利用越来越多的可再生能源, 使用无限量的太阳能能源等, 我国十分重视可再生能源的开发和利用, 《中华人民共和国可再生能源法》已于2006年1月1日起实施;同时, 在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中, 又把大力发展和规模化应用新能源和可再生能源作为能源领域的优先发展主题。从国家立法和发展战略的高度, 对可再生能源的发展应用予以强力推动。

通过对水源热泵技术的分析, 作为一种新型环保节能技术, 必将在以后的工程中得到广泛的应用。

摘要：节能环保已经成为现今世界人民关注的主要话题, 尤其和人民息息相关的建筑业来说, 越来越多的新型技术广泛的应用, 及此, 热泵技术作为我国新型节能环保新技术, 十几年来被广泛应用。热泵技术目前可以广泛应用于居住建筑室内采暖, 空气调节, 热水供应等几个大的方面。人泵根据能源来源的不同, 包括地源热泵, 水源热泵, 空气源热泵等, 我们主要讨论水源热泵的技术应用与发展前景。

热泵发展历史 篇5

根据目前热泵技术的暖通空调英语论文应用现状和发展水平，通过对相关文献的综合分析和研究，我们认为实现资源与环境可持续发展的热泵关键技术应重点解决以下几个方面的问题。关键字： 热泵 可持续发展

根据目前热泵技术的应用现状和发展水平，通过对相关文献的综合分析和研究，我们认为实现资源与环境可持续发展的热泵关键技术应重点解决以下几个方面的问题： 1)高效可靠长寿命低成本的热泵机组关键设备的研究和开发、可靠节能的容量调节和运行控制方式的研究，进一步提高热泵在节能效果方面所具有的潜力和优势。如在小型热泵机组中，目前性能优良的螺杆式压缩机和涡旋式压缩机正在取代往复式压缩机，提高了热泵压缩机的绝热效率。换热设备开发和传热特性的研究，同样对提高热泵机组性能、降低热泵机组成本起着重要的作用。目前，除继续进行强化传热研究，需要开展的一个重要课题就是针对不同工质和热泵的不同运行参数，深入研究制冷工质在板式换热器内的流动和传热特性机理。随着热泵的应用范围的不断扩大，大中型热泵机组的开发已经成为当前热泵应用研究领域里的一个亟需解决的问题。2)开展多种热源形式的热泵系统理论与应用研究，当前重点应开展地埋管换热器地源热泵的理论研究。空气源热泵已在空调领域得到了较广泛得应用，但由于其性能受到室外气象条件季节性温度变化规律的制约，制冷量和制热量难以和建筑物的冷热负荷相适应，以及冬季室外换热器结霜等问题，使其应用的领域和范围受到很大程度上的限制。江河湖海的地表水，无疑也是可供选择的热泵热源方式，但其应用同样受到水源条件和气象条件的限制

地源热泵空调系统研究 篇6

【关键词】　地源热泵；节能；环境

1、前言

地源热泵式一种利用浅层合深层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作为冬季热源合夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源，实现由低温位热能向高温位热能转移。

2、地源热泵应用概况

地源热泵（GSHPS）是一个广义的术语，它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和热汇的系统，即地下耦合热泵系统（GCHPS），也叫地下热交换器地源热泵系统；地下水热泵系统（GWHPS）；地表水热泵系统（SWHPS）。

2.1　国外发展情况：地源热泵系统由于采用的是可再生的地热能，因此被称之为：一项以节能和环保为特征的21世纪的技术。这项起始于1912年的技术，美国从1946年开始对GSHP系统进行了十二个主要项目的研究，如地下盘管的结构形式、结构参数、管材对热泵性能的影响等。并在俄勒冈州的波特兰市中心区安装了美国第一台地源热泵系统。

特别是近十年来地源热泵在欧美工业发达国家取得了迅速的发展，已成为一项成熟的应用技术。到2000年底，美国有超过40万台地源热泵系统在家庭、学校和商业建筑中使用，每年约提供8000～11000Gwh的终端能量。

地源热源在工程上的应用主要为地下耦合热泵系统（GCHPS）和地下水熱泵系统（GWHPS）、地表水热泵系统（SWHPS）。

2.2　国内发展应用情况

2.2.1能源消费现状：到2040年，我国一次能源的总消费量将达38.6亿吨标准煤，是现在能源消费量的3倍。而到本世纪末，国内每年最多可供应的一次能源生产量为32亿吨标准煤。因此，我国今后较长期的能源消费年均增长率应控制在2.5%左右，直到2040年能源消费实现零增长目标。

我国已探明的能源总体储量，煤炭储量约占世界储量的11%，原油占2.4%，天然气仅占1.2%，我国人口约占世界人口的20%，人均能源占有量不到世界平均水平的一半。我国是煤炭大国，但世界七大煤炭大国中其余六国的储量比都在200年以上，只有我国的储量不足百年。石油的储量比为四十年，并且中国石油、天然气的平均丰度值也仅为世界平均水平的57%和45%。

面对如此严峻的能源形势，国家总的能源政策还是节能和新能源开发、再生能源利用并重，因此，地源热泵技术的推广应用在我国具有极大的现实意义和广阔的发展前景。

2.2.2地源热泵应用情况：地源热泵空调系统的设计，主要包括两大部分：一是建筑物内的水环路空调系统的设计；二是地源热泵空调系统的地下部分的设计，即地下耦合热泵系统的地下热交换器、地表水热泵系统的地表水热交换器、地下水热泵系统的水井系统的设计。

地下耦合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（4305m2，冷负荷4532KW，热负荷231KW），其技术和设备均由美国提供，使用情况良好。135个深35米的垂直竖管井，埋管为聚丁烯管。国内的大专院校均进行了相关的垂直或水平埋地管的试验研究和小型的工程应用，并建立了地埋管的传热模型。各地的地质条件不同，土壤的温度和热物性参数都不一样，因此，地下耦合热泵的应用还有待进一步的实验验证和实验数据的积累。

地表水热泵系统：地表水温度受气候的影响较大，与空气源热泵类似，武汉东湖等浅水性湖泊夏季水温高于湿球温度，无利用价值，冬季水温略高于气温，可用作热源水。实测数据表明宁波奉化江水7M深31.2℃，珠江底层31.8℃，江水热污染很厉害，利用价值不大。可利用长江水作为地表水热泵系统的热源，但冬季江水水位很低，从取水的经济性及防洪角度考虑，实际利用还是极难的。

地下水热泵系统：综合上述情况可以看到，目前在我国来说，技术上比较成熟、利用可行性较大、实施的工程项目较多的还是地下水热泵系统。目前国内生产水源热泵机组的厂家也已达到二、三十家。因为国内还没有颁布水源热泵机组的生产技术标准，国内厂家生产的产品质量差别较大，从有些厂家的产品样本来看，技术参数不完整、不准确。因为很多生产厂家没有实测手段，采用水源热泵机组所需要的很多数据不能提供，甚至不排除某些技术力量差的厂家根本就没有弄清楚水源热泵机组和常规冷水机组的技术差异，直接就拿常规冷水机组来作为水源热泵机组推销到市场。目前就笔者所接触到的厂家来看，只有一家国外公司能够提供专用电脑软件选型数据，可以根据设计工况选择合理和可信的机组配置和各种性能数据。

3、需要注意的问题

地源热泵从开始研究到应用的过程中，虽然它是一种环保、节能、先进的空调方式，但仍然存在一些需要注意的问题：

3.1水资源利用的问题：水资源的利用应建立在合理的基础之上。对于地下水的使用问题，国家已经有相关的法律、法规、标准出台，应严格执行《中华人民共和国水法》和《城市地下水开发利用保护管理规定》等法规，确保水资源不受污染，不对地质造成灾害。

3.2采取可靠的回灌手段：大量的开采地下水而不采取可靠回灌手段的话，后果将不堪设想。应加强对井水抽取后进行回灌，还要对水井进行维护，增加水井的使用寿命。回灌水还不应污染地下水源。

3.3设计过程中要注意水文地质问题：利用地下水源时，要了解地源热泵系统设计的基础资料。要在当地完成对工程所在地的井深、水温、水量、水质等原始资料的采集，并保证这些资料的有效性和正确性，对这些资料进行分析研究。这是一项很重要的工作，可是经常在工程实践中被忽视，从而造成了系统的失败。在某工业城项目中，可行性报告中列出的单井每小时出水量实际上是单井每天出水量，这使得工程最后不得不采用其他的方式进行补救。

3.4水质处理问题：如果水质不适合直接用于地源热泵机组，则需要采取相应的水处理措施。比如用过滤器、水处理仪、沉淀池等装置处理后再用于地源热泵机组。一般情况下地下水不能直接用于供暖，因为地下水一般含有一定数量的碳酸盐、硫酸盐、腐蚀性气体及泥沙等物质。可以经过板式换热器间接利用地下水，从而延长机组使用寿命，减少维修费用。

3.5地下换热器的设计：地下换热器的设计要注意对建筑负荷、回填材料、土壤地层特性等进行精确的勘测和分析。

3.6合理地配置整个系统：地源热泵虽然是绿色的空调方式，但是如果没有一套合理的系统，它的节能和环保优势就根本无法发挥出来。

4、结束语

地源热泵作为一种环保节能的空调方式，应该得到研究工作者对其进行更为深入的研究，探索其关键性技术。目前在国内地源热泵机组的设计、安装、运行、维护等各个方面还没有成型的行业标准和规范，其推广应用还有待时日。作为一门新技术，它为我国的可持续发展带来了契机，在不远的将来，随着国富民强，经济实力的提高和生活水平的进步，研究和技术人员的努力，它在中国一定有广阔的市场前景。

参考文献

[1]徐伟等译，地源热泵工程技术指南[M]　.北京：中国建筑工业出版社，2001

[2]刁乃仁，方肇洪.地源热泵-建筑节能新技术[J]　.建筑热能通风空调，2004

（作者单位：1.西门子（中国）有限公司沈阳分公司；

谈地源热泵的发展前景 篇7

当今世界地源热泵的增长远远超出了地热直接利用和高温地热发电的发展速度，这是由于地源热泵节能减排的优势已经逐渐被认知和普及。地源热泵的平均能效系数(COP)为3.5，它消耗一份电能(如，1 kW)的同时，利用了2.5倍(即2.5 kW)的浅层地热能，总输出3.5 k Wt热能，其额定容量(设计效率)是(COP-1)/COP=0.71。最保守估计，节能效果达到30%。可以说，地源热泵是节能减排单项技术中效率最高的。

1 世界地源热泵行业迅猛发展

当今世界地源热泵的增长远远超出了地热直接利用和高温地热发电的发展速度，这是由于地源热泵节能减排的优势已被认知和普及。

目前，世界地源热泵的应用主要集中在北美、欧洲和中国。在世界地热大会上，参加报告地源热泵利用的国家，从2000年的26国增加到2010年的43个国家。据2010年世界地热大会的统计数据，地源热泵的利用能量已达到214 782 TJ/a，与2005年世界地热大会的统计数据相比，5年内增长了2.45倍，平均年累进增长率达到了19.7%;地源热泵的设备容量为35 236 MWt，在5年间增长了2.29倍，平均年累进增长率为18.0%。

按美国和西欧典型家用机组的平均容量12 kW计算，2010年世界累计装机294×104套，是2005年的2倍。实际使用的家用机组，有的小至5.5 kW，而商业和公用建筑的机组可大至150 kW甚至更高，中国生产的特大型单体机组已大于4 000 kW。

据2010年世界地热大会的统计，截至2009年，世界地源热泵应用的排名序列前5位是美国、中国、瑞典、挪威、德国，具体情况见表1。

从表1可以看出，中国地源热泵行业有自身的特点：a)主要为大楼建筑服务，以大型热泵居多，因此,热泵总数少;b)利用温度偏高，其中，上限的36℃，是天津利用地热供暖尾水的温度取热再利用，除此之外，上限温度也在25℃，与其他国家基本持平，下限温度远高于世界先进国家。

2 中国地源热泵行业呈快速增长

21世纪以来，通过国际交流，跟随世界潮流，中国开始试验性地应用和引进地源热泵，并取得快速发展。

中国最初的地源热泵工程应用，以北京起步最早，发展最快，2006年北京市地源热泵工程应用面积738×104m2，居全中国之首，且以达300×104 m2至500×104m2的速度增长。沈阳市后来居上，2007年跃居全中国第一，达到1 810×104 m2。且以新增地源热泵供暖面积1 500×104 m2/a以上的速度增长，2008年达到3 585×104 m2,2009年达到5 462×104 m2。2008年，沈阳市地源热泵供暖已占全部建筑供暖面积的18%，当年，沈阳市大气优良环境的天数达到330天，环保效益显著，2009年仍然保持了这样的环境效益。

从整体上看，中国地源热泵工程应用每年的扩展面积越来越大，2007年增长了近1 800×104 m2,2008年增长了2 400×104 m2,2009年更增长了3 870×104 m2，中国地源热泵总利用面积已达1.007×108 m2,2010年已成为世界排名第二位。

伴随地源热泵工程应用的快速增长，为适应市场急速膨胀的需求，中国地源热泵生产企业迅速发展。10年来，中国生产热泵机组的厂商由最初的几家，已发展至超过200家，分布在山东、北京、深圳、大连、杭州、苏州、广州等地。中国产品以水-水系统的大机组为主，主流是螺杆式压缩机+壳管式换热器，也有涡旋式压缩机+板式换热器或套管式换热器的模块式机组，大型机能达2 000 kW～3 000 kW制热(制冷)量，也有小型适应家庭使用的小于10 kW机，但以50 kW～2 000 kW为主要产品。除热泵主机外，热泵相关配件和PE管线等的生产厂家还有100多家。另外，国外知名品牌的热泵公司也陆续登陆中国，建立生产基地或合资企业，产品就地供应中国市场。同时，设计和施工队伍也迅速扩大。目前，中国该行业的设计和施工队伍超过10×104人。

作为行业活跃的标志，中国各地每年多次召开地源热泵相关的展览会、研讨会，2010年中国地源热泵行业高层论坛参加者450多人，创行业大会人数的最高记录。可再生能源协会和资源综合利用协会的地源热泵专业委员会，以及中国能源研究会地热专业委员会都举办各类地源热泵培训班，每年至少20场，加快培养初级和中级技术人才;相关专业的大学毕业生和硕士生、博士生供不应求。

更为重要的是，国家政府给与了政策和资金上的大力支持。一方面是政策性的支持，如《可再生能源法》、《节约能源法》中都对行业扶持有所规定，有具体给予补助的实施条例，还有中长期能源发展规划目标。另一方面是公益性的扶持，如，国土资源部布置各地开展浅层地热能的资源评价，划出地源热泵的适宜开发区和较适宜开发区，避免用户的风险损失。2010年国土资源部和天津市人民政府共同支持在天津试点，完成了天津市浅层地热能资源评价，包括地源热泵和水源热泵的适宜区和较适宜区的划分。现在，正接续开展典型示范工程建设，包括样板工程和相应的一系列地温和环境监测。让中国各地政府和工程用户更相信地源热泵项目的节能减排能力和环境效益，从而保障今后行业的健康发展。

3 中国地源热泵应用存在的认识问题

地源热泵利用的下限温度过高，是中国地源热泵行业发展的瓶颈。瑞典和挪威的许多地域在北纬60°，他们都可以成功地利用地源热泵，而中国在哈尔滨(北纬45°)却还不敢尝试用地源热泵供暖，这是因为业内有些人士担心会出现“冷热不平衡”的问题。

其实，大地并不是1个封闭的“盒子”，越往地球中心，温度越高，地球表面的热量如果被取走，地心的热量就会逐渐补充过来，所以，地热是可再生能源。它并不是夏季“存”多少热量，冬季才能“取”多少，这种所谓的“平衡”是没有科学依据的。经过长期的监测，已经证明“冬夏不平衡”问题无须担忧。如，北京4个月120天供暖期内，在刚开始供暖时，地下温度降低很快，第一个月从15℃降低到9℃。但是，过了严寒期，随着热泵负荷逐渐减小，到了二月份，虽然还再供暖，但是地下温度已经开始上升。当4个月供暖期全部结束时，地下温度已经恢复了80%，剩下的20%在夏季完全能够得以恢复。

由此可见，降低利用温度的下限，将是行业进一步发展的突破口。在项目开始时，一定要按照规范的要求作热响应实验，以此确定打多少孔，能取出多少热，并通过计算机模拟运行30年，核定一下应用效果。经过测试和模拟运行，就可以大胆地降低利用温度的下限，并取得理想的效果。

4 2013年中国地源热泵应用将成为世界第一

目前，中国地源热泵应用排名仅次于美国，居世界第二位。由于中国地源热泵应用的增长速度远远大于美国，根据2004年到2009年的统计数据，推测中国将在2013年超过美国，成为地源热泵利用的世界第一大国。与美国相比，中国实际差距可见表2。

从表2看出，从2004年到2009年，中国地源热泵应用的年平均增长速率为30%，美国的年增长速率为14%，中国的年平均累进增长率比美国高出1倍多。按照此增长速率2010年世界地热大会进行预测，具体统计数字见表3。

据不完全统计，中国2010年地源热泵供暖应用已达1.5×108 m2，比2009年底的统计结果增长了约49%，若按此计算，则2010年中国的地源热泵利用的地热能量已达43 250 TJ，实际已经超过预测情况。

由此推测，若以美国地源热泵利用为技术的话，当时预测，2012年，中国地源热泵利用情况仅为美国的0.80倍，2013年上升为0.80倍，2013年继续上升，超过美国，达1.03倍，2014年，成为1.18倍。预计2012年中国将成为世界地源热泵利用的第一大国。

5 结语

地源热泵技术的应用及发展研究 篇8

1 地源热泵技术在中国的发展

随着全球性能源危机的加剧和环境的恶化, 节能和环保成为世界各国发展的主题。可再生能源的利用与开发受到了广泛的重视。近年来, 作为可再生能源和清洁能源的代表, 地源热泵技术在中国得到很大的发展, 回顾其发展历程主要有三个阶段:

1.1 起步阶段 (20世纪80年代~21世纪初)

这是中国建设速度加快的时代, 由于大量建筑工程的建成, 对于空调产品的需求也迅速增加。我国地源热泵研究与应用也于20世纪80年代开始起步, 首先是一些高校和科研机构纷纷建立实验系统, 展开了全面的研究。从90年代中期开始, 国内最早的以地源热泵为主要产品的企业做出了一批地源热泵项目。

1.2 推广普及阶段 (2l世纪初~2004年)

进入21世纪后, 热泵在中国的应用越来越广泛。大批以地源热泵的设计、制造和施工为主要、务方向的企业不断涌现。

1.3 高速发展时期 (2005年~至今)

2005年一2006年经历了由徘徊到高速发展的重大转折, 地源热泵技术开始全面地普及和发展。2005年全国人大通过了 ( (可再生能源法》。“十一五”计划提出了节能降耗和污染减排的具体目标。有关政府部门纷纷制定相关政策, 各省市相继出台一些地方规定, 有力推进了地源热泵技术的普及。

2 换热器埋管技术

换热管埋管技术是地源热泵技术的核心。闭式地源热泵系统将换热器管埋于地下, 埋管形式有水平埋管和竖直埋管两种。水平埋管通常浅层埋设, 开挖技术要求不高, 初投资低于竖直埋管, 但其占地面积大, 开挖工程量大。这种形式在地源热泵技术的早期应用中较多, 现国外工程已很少采用。竖直埋管地源热泵系统占地面积小, 受外界的影响极小, 恒温效果好;施工完毕后, 需要的维护费用极少, 用电量也低, 运行成本得到了大幅度降低。它比较适合我国这样人多地少的国家建造, 同时, 它也是国际地热组织 (IGSHPA) 的推荐形式。目前国外应用较多, 发展也较快。如何提高钻孔效率, 降低初投资中的钻孔费用是当前该领域研究的重点。

2.1 竖直埋管换热器形式

竖直埋管换热器根据埋设的方式不同大体可分为三种:U型管形式, 套管形式, 单管形式。目前, 以U型管的形式运用较多, U型管管径一般在50 mm以下, 流量不宜太大。U型管换热器的埋深取决于可提供的场地面积以及施工技术, 一般在60 m-l00 m。目前国外最深的U型管埋深已超过180 m。套管式换热器外管的直径可达200 mm, 由于增大了换热面积, 可减少钻孔数和埋深。但内管与外腔中的液体发生热交换会带来热损失, 而且下管的难度和施工费用也增加。单管型埋设方式可以降低安装费和运行费。在地下水位以上用钢管作为护套, 直径和孔径一致, 典型的孔径为150 mm, 地下水位以下为自然孔洞, 不加任何设施。这种方式受水文地质条件限制, 使用有限。

2.2 换热器的回路形式

换热器的回路布置有串联和并联2种形式。①串联系统的优点:有单一的流程和管径;管道有较高的换热性能;系统中的空气和废渣容易排除。串联系统的缺点:需要较大的流体体积和较多的抗冻剂;管道费用和安装费用较高;单位长度的压力降较大, 限制了系统能力。②并联系统的优点:管径较小, 管道费用较低;抗冻剂用量较少;安装费用较低。并联系统的缺点:一定要排除系统内的空气和废渣;在保证等长度环路下, 每个并联路线之间的流量要保持平衡。

2.3 换热器管路间距

U型或套管式换热器的进出水管之间存在热交换的短路现象, 通常可通过增大套管换热器的内管壁的热阻和加大U型管间距来减少热短路。为了尽量减小钻孔之间的热影响, 应根据可利用土地面积及换热器效能确定埋管的间距。U型竖埋管钻孔的水平间距通常为4-6m。对于具体工程来说, 可以通过计算方法进行方案比较, 确定合适的间距。

2.4 换热管材料选用

换热器管要长期埋于地下工作, 首先要求材料耐腐蚀、寿命长;其次要求其热交换效率高;最后要考虑材料易加工及造价低等因素。目前, 国内外应用较多的是高密度聚乙烯管 (PE) 和聚丁烯管。管道直径应以流体压降和传热性能相协调为原则。管子壁厚的选择, 要综合考虑地源热泵系统换热要求、换热管数量、埋深与地质条件等。

3 存在的问题

3.1 管理体制条块分割

地源热泵技术受到了多方面的重视, 国务院参事室专门成立地源热泵调研组, 建设部、科技部、国土资源部、发改委等部委分别出台了相关政策, 并利用各自的系统推进地源热泵的应用, 但各部门的相互配合与协调不够。而地源热泵技术涉及了地质、水文、勘察、设计、环保、建筑、机械、电力等诸多行业, 需要各部门协调配合, 管理体制上的条块分割显然不利于地源热泵技术大规模推广。

3.2 技术人员水平亟待提高

目前地源热泵应用中出现的问题概括为“三个不”:不该用的地方用了;不会用的人用了;不会运行的人在运行。说明从事地源热泵工程的勘察、设计、建设的技术人员和负责运行、维护的管理人员水平亟待提高。目前, 专门学习热泵技术的高校毕业生还很少, 现有从业人员大都未受过系统的培训, 导致水平参差不齐。技术人员的培训与认证工作是抓好技术水平的着手点。

3.3 地质勘察、回灌等问题需要特别关注

地源热泵技术是资源条件型技术, 对地质、水文环境的要求很高, 同时对地下环境的影响也大。地质勘察、回灌等问题历来是地源热泵中的难点和重点。对于这些问题的控制和解决是地源热泵推广中需要重点解决的问题。目前, 各地都在积极探索管理、监测的办法, 像武汉市要求使用地下水地源热泵系统的项目必须同步建设观测井。目前, 对这些问题尚无具有约束性的法规, 需要全行业共同探讨, 领导部门也应当予以特别关注。

4 结束语

地源热泵系统在充分利用地下热能资源方面, 具有显著的优势, 必将成为今后我国重点推广应用的建筑节能技术之一。我国现在对于地热换热器的施工技术及其设备的系统研究相对较少, 已成为推广应用地源热泵技术急需解决的问题。为解决复杂地层中钻孔和安管时可能遇到的困难, 提高施工效率, 降低施工成本, 应不断地改进施工技术、研制先进的施工设备, 为地源热泵技术的进一步推广使用创造条件。

参考文献

[1]王勇, 刘宪英, 付祥钊.地源热泵地下埋管换热器试验介绍[J].中国冷冻空调, 1999, 47 (12) .

[2]殷平.地源热泵在中国[M].北京:建筑工业出版社, 2001.

热泵发展历史 篇9

1 土壤源热泵系统的原理及特点

1.1 土壤源热泵的原理

地源热泵是一个广义术语,其包括以土壤、地下水和地表水为冷热源的热泵,即地下耦合热泵(Ground Coupled Heat Pump,GCHP)、地下水热泵(Ground Water Heat Pump,GWHP)、地表水热泵(Surface Water Heat Pump,SWHP)。通常地下耦合热泵也称为土壤源热泵。根据地下热交换器的布置形式,主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇形埋管三类。垂直埋管换热器通常采用的是U形方式,按其埋管深度可分为浅层(<30 m),中层(30 m～100 m)和深层(>100 m)三种。夏季制冷时,大地作为排热场所,把室内热量以及压缩机耗能通过埋地盘管排入大地中,再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。冬季供热时,大地作为热泵机组的低温热源,通过埋地盘管获取土壤中热量为室内供热。两个换热器都既可作冷凝器又可作蒸发器,只是因季节不同而功能不同。它们之间功能的转换由四通阀门(换向阀)控制。

1.2 土壤源热泵的优点[4,5]

1)节省占地空间。

2)机组性能系数高,节能效果好。

3)地下换热器与土壤换热不受外界环境的影响,由于土壤温度全年波动很小,使土壤源热泵系统的运行效率比传统空调系统高40%～60%,因此能耗少,运行工况稳定,比传统集中式空调系统节省运行费用30%～60%[6]。

4)环保、无污染。

5)运行与维护费用低。

6)系统可靠性强,使用寿命长。

1.3 土壤源热泵系统的缺点

1)土壤源热泵系统连续运行时,热泵的冷凝温度、蒸发温度受土壤温度变化的影响而波动,导致热泵运行效率下降。

2)地下换热器的传热性能受土壤性质影响较大。

3)由于土壤热导率较低,地下换热器与周围土壤的传热量较少,因此与空气源热泵相比,土壤源热泵地下换热器的设计换热面积较大。

2 国内外的发展与研究状况

2.1 国外的发展与研究状况

1912年,瑞士的H.Zoelly在一项专利中描述了利用土壤作为热源的热泵计划[7],但是由于当时一次能源充足,热泵技术没有得到重视与发展。从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,实施了30个工程开发研究项目,使得地源热泵技术日趋完善。1971年～1978年,美国进行了多种形式地下换热器的测试,并引入太阳能集热器,组成混合土壤源热泵系统。这一时期开始采用塑料盘管代替金属盘管。20世纪70年代末～90年代初,冷热联供地源热泵的研究工作在美国率先展开。这一时期,地源热泵技术飞速发展并趋于成熟。目前,国外对土壤源热泵的研究仍集中在地下换热器的传热性能上。地下换热器的设计、计算模型约30多种,对所有模型的建立,关键是求解岩土温度场的动态变化,最基本的模型可以概括为两种:1)1948年,L.R.Ingersoll提出线热源模型[8]。2)圆柱热源模型。

2.2 国内的研究与发展状况[8]

20世纪50年代,天津大学热能研究所吕灿仁开展了国内最早的热泵研究[12],并论证了热泵系统是提高低温地热利用率和城市供暖的有效方式,同时介绍了地源热泵模拟试验,并于1965年研制了我国第一台水冷式热泵空调机组。1989年青岛建筑工程学院建立了国内第一个土壤源热泵系统的试验台,高祖锟教授对北方地区利用水平盘管地下换热器的土壤源热泵系统用于冬季供暖进行了一些研究。刘宪英等从1999年开始在国家自然科学基金的资助下进行了浅埋垂直盘管地下换热器和水平盘管地下换热器的特性研究,采用系统能量平衡结合传热方程建立了垂直套管管群换热器传热模型,并模拟了过渡季节大地的温度场。

3 土壤源热泵技术展望

3.1 土壤源热泵发展面临的问题

1)观念方面:空气源热泵和燃气、燃煤供热技术相对成熟,使得人们选择土壤源热泵系统时会面临阻力。2)土壤特性:土壤的特性随地点的变化而有所差别,在一地区的研究结果可能完全不适用于另一地区,必须进行相应的修正甚至重新研究。3)暖通空调技术与其他技术的配合:土壤源热泵技术是暖通空调技术与钻井技术相结合的综合技术,两者缺一不可,这要求工程组织者和工程技术人员能够合理协调、做好充分的技术经济分析。4)初投资问题:并不是所有的地源热泵系统都是经济合理的,由于钻井费用可能占到整个系统初投资的50%以上,有些投资者可能会回到传统的空调。5)对环境的影响:土壤源热泵空调系统钻井对土壤热、湿及盐分迁移的影响研究有待进一步深入,如何使不利因素减少到最小是必须考虑的问题。6)地下换热器传热机理的理论研究繁多,但缺乏理论与实践的有效结合,缺乏多环境下应用技术的系统研究以及实际有效的强化传热方法。不同冷、热负荷下,地下换热器与热泵系统最佳匹配技术的研究不够。

3.2 土壤源热泵发展的前景

地源热泵系统作为一种新技术,目前取得了很大的发展,虽然有许多问题尚待解决,但是,其应用前景非常广阔。我国地域辽阔,各地的气候条件和土壤条件各不相同,其中大部分地区夏热冬冷,适合地源热泵的使用范围。加之我国采暖和制冷基础还相对薄弱,将来需求量无可比拟,被认为是世界上直接利用地热潜力最大的国家。随着生态环境保护的深入人心和节能意识的加强,建筑环境和生活水平的不断提高,土壤源热泵系统因其节约常规能源、充分利用可再生能源以及减少环境污染和资源破坏等显著优点,将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术之一。

摘要：概述了土壤源热泵系统的特点,阐述了土壤源热泵技术在国内外的发展、研究现状,最后介绍了土壤源热泵技术在发展中面临的问题及在制冷空调中的广阔应用前景。

空气能热泵热水器要借道发展 篇10

消费主体与企业主体对于行业市场的发展同样重要。从市场消费者主体看, 由于企业主体在影响力、营销能力等方面的局限性, 导致空气能热泵热水器的产品概念缺乏有效的推广, 消费者对于空气能热泵热水器基本没有了解, 消费者对于产品认知的缺乏必然形成市场启动困难;同时, 由于我国传统的消费习惯没有改变, 没有造成“热水文明”的消费概念, 对于能够持续大量供应热水的空气能热泵热水器的市场推广也有相当的阻力。

其次, 从产品角度来说, 空气能热泵热水器市场也仍处于发展初级阶段。由于空气能热泵热水器进入我国市场时间相对较短, 同时由于部分企业存在主体的局限性, 其产品还存在技术难题, 实现大范围的推广使用仍然难以实现;另一方面, 由于企业主体的混乱, 众多厂家缺少研发实力, 贴牌销售, 没有长期的发展理念, 缺少真正意义上的在研发与营销方面的高层次竞争环境, 竞争的缺失影响整个行业进步的历程, 并且众多企业短期的利益诱导, 用低价来争取消费者, 非正常低价销售, 导致产品质量和工艺差, 使用寿命短, 影响行业的美誉度, 使产品市场的启动更加困难, 这些企业从某种角度来说是行业发展的阻碍, 这对于一个已成熟的市场来说是不允许也不可能存在的。

第三, 从行业营销状况上看, 也决定了空气能热泵热水器行业还处于初级阶段的现状。从整个市场来看, 目前还没有一家企业能够提出一整套的推广方案, 更没有形成产业良性发展消费意识的基础。整个行业营销基本推行太阳能热水器的营销模式, 把空气能热泵热水器仅仅作为节能产品或普通热水器来卖, 没有将空气能热泵热水器定位与普通产品形成区隔, 这是与空气能热泵热水器作为高技术含量的高端热水供应系统的属性是不吻合的, 难以促进行业水平的整体提升。另一方面, 由于行业主体在技术、资金、售后服务、管理及市场引导能力等方面因素的制约, 目前, 空气能热泵热水器营销重点主要集中在商用工程方面, 而民用机的推广缺乏力度, 但是作为市场的最重要组成——普通家庭市场的营销缺失, 那么整个市场是不完善的。

中小热泵企业路在何方? 篇11

热泵这个行业经过了近10年的发展，已经进入成长期，市场这块蛋糕也越做越大。与业内几家大型企业“高枕无忧”的生活相比，行业中较早进入的一些中小企业则危机重重，他们甚至不知道自己的明天究竟在哪里。

艰难的成长

早在2000年，一批嗅觉敏锐的企业家看到了未来热泵产品潜在的优势和增长前景，于是，他们开始从国外引入热泵产品。由于这个时期消费者对热泵产品缺乏认知度，难以接受；而产品本身的技术也不成熟，成本高，因此无论是价格还是认可率都让企业很头大。甚至还有一些业务员在产品销售过程中被当作骗子对待，可以想象，企业们对消费者进行产品启蒙教育的过程是艰难的。

“第一批吃螃蟹”的热泵生产企业主要是从中央空调和热水器领域转过来的，如江苏的天舒、浙江的锦江和山东的康特姆等公司，还有华电、科阳、百顺佳等企业，这些企业的规模本身比较小，对热泵的投入也并不太，因此，产品的导入十分困难，不少企业在这个过程放弃了，只有少数企业坚持了下来，但他们也承受了多年的损失。

而自2006年以来，由于受到国际能源价格上涨的影响，热泵产品的市场认知度也因此逐步升高，商用机产品经过多年的研发和应用已经基本走向成熟，热泵产品的从零星销售也开始放量。在这股风潮下，大部分企业扭转前期亏损的状态开始赢利，行业情况有所好转，但由于缺少统一行业规则和标准，企业之间大打价格战，市场变得更加混乱。

家用还是商用

通常情况下，热泵产品以客户群体为依据，可以分为家用机和商用机，这两类产品无论是从设计、生产还是市场环节都有较大的差异。从市场来看，商用机的市场较家用机成熟得较早，但容量有限；家用机市场前景广阔，但是成熟度较差。这也就直接导致了不少企业在进入这个行业都会面临着一个重大的选择：做家用机还是做商用机?有的企业也正是在这个问题上权衡不定，左右徘徊，延误了商机。

然而，由于一般的中小民营企业都是从中央空调或热水器行业的厂家或代理商转过来的，如果把家用和商用这两个市场都吃下来，难度很大。但是，如果能把企业的力量集中在某一个方面，那么获得成功的几率就会更大。以热泵领域两家专业的厂家江苏天舒和浙江锦江为例，当初天舒选择的是商用机，而锦江则专做家用机。现在回头来看，锦江做到了家用机领域的老大，天舒也做成了商用机领域的领先者。

美的集团也是一个例子。公司从2006年开始进入热泵行业，一开始大举进入商用机领域，在较短的时间当中取得了每年约2亿的提货量，坐上了热泵商用机领域的头把交椅，并将热泵业务做成集团内赢利性较强的一部分业务。后来受到市场容量的限制，商用机的增长速度较慢，美的也在开始向家用机领域进军。可以预见，只要家用机产品成熟，企业只需要凭借自己强大的品牌和营销网络优势，就能以一种产品为主打，占据行业中的领先地位。

“夹缝”中生存

近几年，热泵行业市场进入者越来越多，比如做中央空调的有格力、奥克斯、志高、大金等；做太阳能热水器的则有清华阳光、辉煌、荣事达、美菱、四季沐歌等，电热水器、燃气热水行业就要说美的、AO史密斯、阿里斯顿、万和，万家乐、华帝等，其它相关性较弱的行业也有阳帆、轩科、宝诚、朗歌、艾格特、爱美特等，这些企业的进入已经在某种程度上造成了该细分品类中的市场“垄断”，那么在这种情况下，一些还想在相关领域市场中分的一杯羹的中小企业们该凭借什么去对抗这些“巨无霸”呢?

以商用机为例，主要是营销网络的合理布局、专业的服务以及及时的响应，这些全部都体现在对经销商的专业性指导、利益顾及和快捷的售后服务当中。目前由于这个行业的技术方面没有太多创新，还是在延续中央空调方面的技术思路，因此，对中小企业而言，就是要通过营销体系完善的方式提高自己的竞争力，不断打“关系营销”这张牌，牢牢掌握住自己特定区域内的营销网点。而要是再看家电机，大小企业的差距则比较大，像美的、AO史密斯、阿里斯顿具有强大的品牌优势，其竞争也不在一个力量级别上，一旦产品成熟，实现“规模化”销售，大型企业对中小企业的杀伤力相当大，因此，中小企业需要仔细“量体裁衣”之后再决定是不是要去做这个尝试。

不是存在，就是正在消亡

回顾中国家电企业发展历史，我们可以发现行业进入成熟期后，中间企业逐步消亡，留下来的要么是杂牌企业，要么是大型企业。中小热泵企业如果不能抓住成长期的机遇实现快速发展，就会和春兰、新科这类企业有同样的命运(见下表)。

行业资深人士预测，未来几年内，热泵市场会进入到成熟期，行业的洗牌也将全面展开。大的企业在规模效应上将会更加突出，那些用工成本高、地域配套较差的企业会最先走向死亡。在这关键的3到5年内，中小企业一定要抓住机会，快速做大，形成规模效应和聚集效应，不然就很可能在行业洗牌中被淘汰。

路在何方

由于熱泵产品因本身技术路线选择方面的问题，产品的生产成本较高，想要通过设计降低产品的成本，进而形成有价格竞争力的产品，难度相当的大。所以，通过纯市场的方式，使热泵产品形成与燃气热水器、电热水器、太阳能热水器“四分天下”的局面似乎不太现实。目前，中小热泵企业受市场容量的影响，都难以形成规模效应，虽然逐步实现赢利，但行业竞争加剧，风险也比较大，利润率不高，唯一的希望就是政府政策去推动。

但从国外来看，相关的部门已经明确表示，在2013年全面淘汰所有的储水式、快热式电热水器产品，鼓励大力发展热泵式热水器及太阳能热水器。而从国内来看，上到国家政府管理部门、发改委、建设部，下到各空调、电、燃气热水器生产企业及来至于其它各行各业都在关注热泵产业发展，关注热泵产品以及它未来的发展市场及空间。如果一旦热泵产品享受到清洁能源政策补贴，那么热泵热水产业的春天就会到来。

热泵发展历史 篇12

一、地下水源热泵技术的应用分析

地下水源热泵技术与传统制冷机组和锅炉不同, 其主要依靠地下水源热泵机组运行, 来提取存储水能量, 然后利用压缩机系统, 通过少量电能的消耗, 在冬季提取地下水中的热量传送至建筑物内, 在夏季转移建筑物内热量至地下水中, 进而实现对室内温度调节的目的。

地下水源热泵系统包括室内空调及控制系统、水源热泵机组和水循环系统四大部分组成, 其工况一般分为两种即制冷、制热, 但空调系统若采取蓄冰槽, 则还设计制冰工况。首先, 制热工况。由一次水循环系统传送地下水中热能至蒸发器, 然后制冷剂在其中蒸发吸取地下水源热能, 并在压缩机的压缩作用下逐渐升高温度, 最后将热量释放至冷疑器中, 通过二次水循环系统, 实现传送热能达到供热的目的。

而制冷工况与制热工况恰恰相反, 它是将建筑物内热能通过二次水循环系统传入蒸发器, 待制冷剂在其中蒸发后, 借助压缩机作用提升制冷剂温度, 然后由制冷剂在冷凝器中释放热量, 再进行与一次水循环系统的热交换, 最终实现排放部分热量, 达到为建筑供冷的目的。

二、地下水源热泵对地下水资源的影响

(一) 地质方面

由于地下水是地质资源的一种, 如果无节制的应用地下水源热泵技术, 又得不到有效回灌, 无疑会造成无法弥补恢复的灾难性地质环境问题。过度抽取地下水将导致地面沉降, 而这在我国江苏、浙江乃至整个华北平原, 情形都异常严重, 不但具有破坏地面建筑设施的作用, 还会引发河床升高、海水倒灌等诸多环境问题。针对地下水源热泵系统来说, 若是严格执行100%地下水回灌至原含水层, 总体而言地下水无供补失衡情况, 局部地下水位变化也不会超过回灌情况, 通常无地面沉降产生。然而, 国内实际应用过程中, 尚未从根本上解决回灌堵塞问题, 容易发生地下水直接排放到地表的现象。

(二) 水质方面

从严格意义上来说, 我国国内目前尚无密封性的地下水源热泵地下水回路系统, 回灌过程及水回路中产生的回扬与沉砂池、负压, 均会导致外界空气直接接触地下水, 造成地下水氧化, 进而引发一系列水文地质问题, 包括地质生物或化学的变化。此外, 国内普遍缺乏严格的地下水回路材料防腐处理, 一旦地下水经过系统, 便会在一定程度上影响到水质。这些问题通常表现出管路系统中换热器、滤水管及管路的无机物或生物沉淀和结垢, 易堵塞井和降低系统效率, 与此同时, 这些现象甚至还会出现在含水层中, 给含水层和地下水质造成诸多的不良影响。

三、地下水源热泵技术发展策略

(一) 健全标准体系

地下水源热泵越来越受建筑行业的重视, 国家方面制定的标准规范也越来越多, 比如《水源热泵机组》《地源热泵系统工程技术规范》等, 既有对水源热泵机组试验方法和技术要求的明确, 也有对工程勘察、设计施工、检查验收的规定, 深刻影响着水源热泵机组产品性能指标的规范化。但地下水源热泵系统产品属于多个学科领域的综合产物, 而各领域规范标准并不兼容, 因此, 必须建立符合地下水源热泵特点的标准体系, 比如《水源热泵系统经济运行规范》《地下水源热泵系统现场测试技术规范》等, 促进系统运行方法规范, 保证系统能够正常运行, 对系统实际工况指标进行合理科学的评价, 从而有效提升其能源效率。

(二) 实施高效激励政策

如果只是比较初期投资费用, 地下水源热泵与传统供冷供热系统的除投资相比更高, 将影响到业主对其的选择。再加上, 全国大部分省市区未能出台激励性政策, 使得地下水源热泵技术发展受限。为此, 国家财政部应积极联合建设部, 给予一定的财政补贴, 做到针对性地在全国范围内建设示范性的地下水源热泵工程项目。首先在制定激励政策时, 政府部门应积极性地评价示范工程项目, 科学计算系统运行和投资的费用, 同时比较常规供冷供热系统, 合理制定财政补贴标准。通过减免或设立基础配套费、专项基金等措施, 降低业主运行投资的成本, 贴补由于推广优惠电价制度而承受巨大经济损失的电网企业, 利用经济杠杆充分激励地下水源热泵技术获得广泛发展和应用。

(三) 提高系统设计水准

水泵是热泵空调系统中功率消耗最大的部分。故而, 设计系统期间应针对建筑冷热负荷, 采用能耗模拟分析软件进行全面计算, 严格根据水输送系数要求选择和确定相宜的循环泵与水泵型号。为实现水循环系统运行能耗的有效降低, 使其运行性能曲线始终处于最佳范围内, 并能够匹配建筑物实际的运行负荷, 设计过程中应进行循环水泵变频控制, 将压差传感器设置于其末端最不利环路处, 进而控制水泵变流量。最终实现水源热泵系统能效比及其机组性能系数COP均得到提高, 真正达到节能的目的。

(四) 其他相关策略

一是由于政府部门组织拟定相关规范文件, 加强回灌井信息监测网络的建立, 以便监测地下水回灌情况。针对应用地下水源热泵技术的工程, 采取回灌井和抽水井状态传感器安装的方法, 对其水位流量、温度压力等进行测量, 研发采集回灌井信息的设备, 通过远程传输通路将采集的回灌井状态信息数据传至主站平台, 监督用户对地下水资源使用是否合理。

二是将电蓄能技术推广到地下水源热泵系统中, 即增设蓄能装置, 分别于昼夜电网高峰和低谷的时段, 释放冷热能或启动蓄热蓄冷系统储存冷热能, 以此实现工程成本和热泵机组负荷的降低, 充分享受到电网企业低谷电价的惠民政策, 进而达成运行成本下降的目的。热泵系统应用电蓄能技术, 是资源配置优化、调节平衡电力供需和电网峰谷负荷最直接有效的方法。

结束语:

地下水源热泵技术虽然优势众多, 但仍然还存在一些不足, 因此选择应用该技术时要保持谨慎、严谨的态度。由于现代科技的飞速发展, 政府和社会日益重视起环境与能源的问题。而地下水源热泵作为绿色能源技术, 极具可持续发展及高效节能的特征, 备受各界的广泛重视, 在我国发展也较为迅速, 拥有较为广阔的发展空间。

摘要：作为空调系统的一种, 地下水源热泵能够达到制冷供热的双重效果, 其具有高效节能、环保经济等特点, 主要是对地下浅层地热资源、地下水的利用。本文通过探讨地下水源热泵技术的应用原理, 指出了有效促进其发展的合理策略。

关键词：水源热泵,建筑节能,应用发展

参考文献

[1]潘晓.地下水源热泵系统的应用及技术经济分析[D].西安建筑科技大学, 2013.

[2]刘静波, 杨浩, 龚正国.地下水源热泵系统在天津某大学的应用及分析[J].制冷与空调, 2015, 10:58-60.