[07.10-14]地源热泵空调—经济节能主张
随着中国经济的高速增长，节能环保概念已逐渐深入人心。在人们对空调性能要求提高的同时，地源热泵作为一项已经得到国外充分开发的应用性技术，以其高效、节能、经济、环保的特性，正逐步被中国市场所接受并表现出巨大的市场潜力，不仅获得了相关专家学者的肯定，更得到了各大空调企业的青睐。地源热泵产业被寄以厚望。
地源热泵的概念及特点
地源热泵又称地源中央空调，是利用地球所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统。它是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的。
地源热泵（groundsourceheatpumps，GSHP）系统包括三种不同的应用形式：以利用土壤作为冷热源的土壤源热泵，也有资料文献成为地下耦合热泵系统（ground-coupledheatpumpsystems）或者叫地下热交换器热泵系统（groundheatexchanger）；以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统（groundwaterheatpumps）；以利用地表水为冷热源的地表水热泵系统（surface-waterheatpumps）。这样的分类在国内的暖通空调界已经达到了共识。
(1)地下水热泵：为开放系统。该系统占地面积小，非常经济。它要求保证机组正常运行的稳定水源，温度范围在7—21℃，需要打井，为保持地下水位需要注意回灌，从而不破坏水资源。
(2)河湖水源热泵：为开式或闭式系统。该系统投资小，水系统能耗低，可靠性高，且运行费用低，但盘管容易被破坏，机组效率不稳。
(3)土壤热泵：为闭式系统。垂直埋管系统占地面积小，水系统耗电少，但钻井费用高；水平埋管安装费用低，但占地面积大，水系统耗电大。
地源热泵可以满足供热和制冷的要求，同时还可以提供生活热水，减少了设备的初投资，是最经济的节能环保型中央空调系统。通常，地源热泵消耗1度电的能量，用户可以得到相当于4度电左右的热量或冷量，其运行费用比传统产品低60％以上、寿命达25年以上，而且具有节省投资、独立计费、无人值守、维护费用较低等特点。采用热泵技术为建筑物供热或制冷可大大降低燃料消耗，不仅节能，还可减少燃烧矿物燃料而引起的二氧化碳和其他污染物的排放。它的特点包括：
(1)属于可再生能源利用技术
地表浅层好象一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能，比人类每年利用能量的500倍还多。这种近乎无限、不受地域、资源限制的低焓热能，是人类可以利用的清洁可再生能源。并且地能不象太阳能受气候的影响，也不象深层地热受资源和地质结构的限制。另外地源热泵冬季供暖时，同时对地能蓄存冷量，以备夏用，夏季空调时，又给地能蓄存热量，以备冬用。因此说地源热泵是可再生能源利用技术。
(2)高效节能和低的运行费用
由于地源温度全年相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。
(3)环境效益显著
既不破坏地下水资源，又无任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。
(4)一机两用
地源热泵可供暖供冷，全年冷热供应，节省投资和占地。
几种地源热泵系统应用的评述
直接利用地下井水的地源热泵系统：其最大优点是非常经济，占地面积小，但要注意必须符合下列条件：水质良好；水量丰富；符合标准。
地下埋管的地源热泵系统：对于垂直式埋管系统，其优点有：较小的土地占用，管路及水泵用电少，其缺点是钻井费用较高；对于水平式埋管系统，其优点有：安装费用比垂直式埋管系统低，应用广泛，使用者易于掌握，其缺点有：占地面积大，受地面温度影响大，水泵耗电量大。
地表水式热泵：其优点有：在10米或更深的湖中，可提供10℃的直接制冷，比地下埋管系统投资要小，水泵能耗较低，高可靠性，低维修要求、低运行费用，在温暖地区，湖水可做热源，其缺点有：在浅水湖中，盘管容易被破坏，由于水温变化较大，会降低机组的效率。
锅炉/冷却塔与地下埋管相结合的混合型地源热泵系统：适用于空间小，不能单独采用地下埋管换热系统的建筑，冷却塔和闭环式系统相结合制冷，节省成本；事实证明该系统是高效率、低费用的。
地源热泵产业现状
地源热泵的研究虽然从1912年就已开始，但直到20世纪70年代初世界上出现第一次能源危机，它才开始受到重视。
地源热泵技术始于1912年瑞士Zoelly提出的“地热源热泵”概念。20世纪50年代欧洲和美国开始了研究地源热泵的第一次高潮，直到20世纪70年代，世界石油危机使得人们关注节能、高效用能，地源热泵的推广应用迅速展开。至19世纪80年代初期，热泵在美、日、德、法、及其它发达国家均得到了广泛的应用，并逐步形成了欧洲重点发展大型热泵机组或热泵站的优势明显，美、日在中小型热泵装置方面领先的格局。但热泵在世界范围内的大规模商业应用是最近20年的事。在美国，地源热泵系统占整个供暖空调系统的20%，是美国政府极力推广的节能环保技术。目前美国地源热泵的销售数量以每年20％的速度递增。同时出现了多家生产地源热泵及供热制冷系统的著名企业，如：Waterfumace、GeothermalDX、ydron等。在中、北欧国家，地源热泵主要用于室内地板辐射供暖和提供生活热水，尤其是瑞士，在家用供热装置中，地源热泵所占的比例很大。
在我国，地源热泵的研究起始于20世纪80年代，最近几年该项技术成了国内建筑节能及暖通空调界热门的研究课题，并开始大量应用于工程实践。短短几年时间，在我国的空调市场上已经有数十家国内外企业加入地源热泵产品的生产销售竞争之中，设备生产厂家众多，各类产品层出不穷。我国以地下水为地热来源的热泵应用最多，主要采用“异井抽灌”和“单井抽灌”技术，最大单项工程使用建筑面积已达16万平方米。土壤源地源热泵发展最快，最大单项工程使用建筑面积已达13万平方米。1996年至今，在北京、山东、河南、辽宁、河北、江苏、浙江、湖北、上海、西藏等地都有地源热泵工程建成，全国地源热泵系统的应用面积估计超过2000万平方米。经过多年发展与培育，目前我国已经形成了一批可以提供成熟热泵技术、产品和服务的厂家，还有一批从事地源热泵技术推广的相关单位，仅在北京地区，掌握地源热泵技术的系统集成商就有大约有20多家。
未来发展——建筑市场潜力大
随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，近几年来城市建筑面积急剧增加。目前，我国现有建筑的总面积约400亿平方米，预计到2020年还将新增建筑面积约300亿平方米，大约每年以18亿—20亿平方米的数量增加。
建筑面积的剧增预示着建筑对供热与制冷能源的需求存在巨大的增长空间。如果按照人均概念来讲，目前我国的需求水平还处在一个比较低的位置。未来，我国建筑能源的需求将增加3.5倍，建筑用能的比重在整体能源需求中将从目前的17％增加到26％。
能源环境的日趋紧迫已引起人们的警觉，目前中国还是以煤为主要燃料，城市能源结构不合理，天然气等优质能源和太阳能、地热、风能等清洁可再生能源在建筑中利用率还很低。中国现有建筑中95％达不到节能标准，新增建筑中节能不达标的仍超过八成，单位建筑面积能耗是发达国家的2至3倍，对社会造成了沉重的能源负担和严重的环境污染，已成为制约中国可持续发展的突出问题。
伴随《可再生能源法》的实施，建筑节能成为整个社会关注的热点。面对我国日趋紧张的能源市场，商家和政府都在积极寻找一种高效节能的制冷供热方式，越来越多的房地产开发商在国家政策引导与自身观念更新的情况下，都或多或少地在所开发的项目中使用了节能技术。这无异为地源热泵提供了广阔的发展空间。采用热泵技术为建筑物供热或制冷可大大降低燃料消耗，不仅节能，还可减少燃烧矿物燃料而引起的二氧化碳和其他污染物的排放。这些特点成为地源热泵取代传统建筑能源的优势。同时，最新实施的《公共建筑节能设计标准》，要求提高建筑隔热保温性能，降低建筑制冷采暖能耗，达到大幅度地降低建筑物制冷采暖的年运行费用，这正好增加了热泵与集中供热采暖方式的市场竞争能力。
地源热泵技术的发展必须依附于整个社会体系，影响其发展的因素除去自身的技术性以外，与我国的政策、社会观念、社会整体的经济消费水平紧紧相连。随着能源日趋紧张，地源热泵的大规模应用已经初具条件，但是让地源热泵真正深入到千家万户，还需要政府的扶持、开发商的接纳及老百姓的认知。当前，国家政府正不遗余力地为新能源推广创造条件，而初试地源热泵水深的房地产也都已尝到了新能源的甜头，而有的老百姓也会购房时问起是否使用了可再生能源……在各方的共同努力下，地源热泵的广泛应用相信不久就会到来。
