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地源热泵的科技论文

地源热泵是一项新兴的节能环保、可再生能源利用技术，这是店

铺为大家整理的，仅供参考!

地源热泵的科技论文篇一

地源热泵空调系统研究

【摘要】地源热泵是一项新兴的节能环保、可再生能源利用技

术，在建筑供热空调中采用地源热泵技术可以有效地提高一次能源利

用率，减少二氧化碳合其他大气污染物的排放。本文就地源热泵空调

系统进行系统研究。

【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

下水热泵系统(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