內(nèi)容摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空調(diào)已經(jīng)成為普遍的要求。本文著重介紹了地源熱泵的類別及特點(diǎn)，綜合分析了當(dāng)前地源熱泵在國外和國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景。 

　　關(guān)鍵詞：地源熱泵 節(jié)能 土壤源熱泵 

　　近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人民生活水平的不斷提高，改善建筑熱舒適條件已成為一個(gè)比較突出的要求。如何在建筑熱舒適條件得到改善的條件下把建筑耗能量減下來，減輕對(duì)大氣環(huán)境的污染，成了暖通界人士首要其沖需要解決的問題�，F(xiàn)階段，在保證使用功能不降低的情況下，我們應(yīng)采取各種有效的技術(shù)和管理措施，把新建房屋建筑的能耗較大幅度地降下來，對(duì)原有建筑物有計(jì)劃地進(jìn)行節(jié)能改造，達(dá)到節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境和提高人民生活質(zhì)量的目的[1]。同時(shí)，地源熱泵系統(tǒng)也為改善夏熱冬冷地區(qū)建筑熱條件這個(gè)世界性難題提供了很好的解決辦法[5]。夏熱冬冷地區(qū)，其七月氣溫比同緯度其他地區(qū)一般高出2℃左右，是在這個(gè)緯度范圍內(nèi)除沙漠干旱地區(qū)以外最炎熱的地區(qū)；再加上這個(gè)地區(qū)水網(wǎng)地帶多，十分潮濕，濕度常保持在80%左右，由于人體排汗難以揮發(fā)，普遍感到悶熱難受。而一月的氣溫比同緯度其他地區(qū)一般要低8―10℃，而且濕度又高，達(dá)到73%～83%[6]；這期間日照相對(duì)又較少，潮濕水汽從人體中吸收熱量，因而陰冷寒涼。因而新疆博州地區(qū)作為地源熱泵首次嘗試地區(qū)，為了更好地滿足人們這種更加舒適和更加有利于身心健康的要求，如何把建筑耗能量減下來，減輕對(duì)大氣環(huán)境的污染，把美麗的博州變得更加清凈，美麗。 

　　一、地源熱泵的分類及其各自特點(diǎn) 

　　地源熱泵在國內(nèi)也被稱為地?zé)岜谩８鶕?jù)利用地?zé)嵩吹姆N類和方式不同可以分為以下三類：土壤源熱泵或稱土壤耦合熱泵（GCHP），地下水熱泵（GWHP），地表水熱泵（SWHP）。 

　　1、 土壤源熱泵 

　　土壤源熱泵以大地作為熱源和熱匯，熱泵的換熱器埋于地下，與大地進(jìn)行冷熱交換。土壤源熱泵系統(tǒng)主機(jī)通常采用水―水或熱泵機(jī)組或水―氣熱泵機(jī)組。根據(jù)地下熱交換器的布置形式，主要分為垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三類。垂直埋管換熱器通常采用的是U型方式，按其埋管深度可分為淺層（<30m），中層（30～100m）和深層（>100m）三種。埋管深，地下巖土溫度比較穩(wěn)定，鉆孔占地面積較少，但相應(yīng)會(huì)帶來鉆孔、鉆孔設(shè)備的經(jīng)費(fèi)和高承壓埋管的造價(jià)提高�？偟膩碚f，垂直埋管換熱器熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)在于：（1）占地面積小；（2）土壤的溫度和熱特性變化小；（3）需要的管材最少，泵耗能低；（4）能效比很高。而劣勢(shì)主要在于：由于相應(yīng)的施工設(shè)備和施工人員的缺乏，造價(jià)偏高。水平埋管換熱器有單管和多管兩種形式。其中單管水平換熱器占地面積最大，雖然多管水平埋管換熱器占地面積有所減少，但管長(zhǎng)應(yīng)相應(yīng)增加來補(bǔ)償相鄰管間的熱干擾。水平埋管換熱器熱泵系統(tǒng)由于施工設(shè)備廣泛使用而且施工人員易找，又加上許多家庭有足夠大的施工場(chǎng)地，因此造價(jià)就可以減下來。除需要較大場(chǎng)地外，水平埋管換熱器系統(tǒng)的劣勢(shì)還在于：運(yùn)行性能上不穩(wěn)定（由于淺層大地的溫度和熱特性隨著季節(jié)、降雨以及埋深而變化）；泵耗能較高；系統(tǒng)效率降低。 

　　蛇行埋管換熱器比較適用于場(chǎng)地有限又較經(jīng)濟(jì)的情況下。雖然挖掘量只有單管水平埋管換熱器20%～30%，但是用管量會(huì)明顯增加。這種方式優(yōu)缺點(diǎn)類似于水平埋管換熱器，所以有的文獻(xiàn)將其歸入水平埋管換熱器。 

　　2、地下水熱泵系統(tǒng) 

　　在土壤源熱泵得到發(fā)展以前，歐美國家最常用的地源熱泵系統(tǒng)是地下水熱泵系統(tǒng)。目前在民用中已經(jīng)很少使用，主要應(yīng)用在商業(yè)建筑中。最常用的系統(tǒng)形式是采用水―水式板式換熱器，一側(cè)走地下水，一側(cè)走熱泵機(jī)組冷卻水。早期的地下水系統(tǒng)采用的是單井系統(tǒng)，即將地下水經(jīng)過板式換熱器后直接排放。這樣做，一則浪費(fèi)地下水資源，二則容易造成地層塌陷，引起地質(zhì)災(zāi)害。于是產(chǎn)生了雙井系統(tǒng)，一個(gè)井抽水，一個(gè)井回灌。地下水熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是造價(jià)要比土壤源熱泵系統(tǒng)低，另外水井很緊湊，不占什么場(chǎng)地，技術(shù)也相對(duì)比較成熟，水井承包商也容易找。其劣勢(shì)就在于：1.有些地方法規(guī)禁止抽取或回灌地下水；2.可供的地下水有限；3.如水質(zhì)不好或打井不合格要注意水處理；4.如泵選擇過大、控制不良或水井與建筑偏遠(yuǎn)，泵耗能就會(huì)過大。 

　　3、地表水熱泵系統(tǒng) 

　　地表水熱泵系統(tǒng)主要有開路和閉路系統(tǒng)。在寒冷地區(qū)，開路系統(tǒng)并不適用，只能采用閉路系統(tǒng)�？偟膩碚f，地表水熱泵系統(tǒng)具有相對(duì)造價(jià)低廉、泵耗能低、維修率低以及運(yùn)行費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)。但是，在公共用的河中，管道或水中的其他設(shè)備容易受到損害。另外，如果湖泊過小或過淺，湖泊的溫度會(huì)隨著室外氣候發(fā)生較大的變化，這就會(huì)產(chǎn)生效率降低，制冷或供熱能力降低的后果。 

　　4、系統(tǒng)組成及工作原理：地源中央空調(diào)系統(tǒng)是由末端（室內(nèi)空氣處理末端）系統(tǒng)，地源中央空調(diào)主機(jī)（又稱地源熱泵）系統(tǒng)和熱源水系統(tǒng)三部分組成。為用戶供熱時(shí)，地源中央空調(diào)系統(tǒng)從水源中提取低品位熱能，通過電能驅(qū)動(dòng)的地源中央空調(diào)主機(jī)（熱泵）“泵”送到高溫?zé)嵩矗�以滿足用戶供熱需求。為用戶供冷時(shí)，地源中央空調(diào)將用戶室內(nèi)的余熱通過地源中央空調(diào)主機(jī)（制冷）轉(zhuǎn)移到水源中，以滿足用戶制冷需求。 

　　二、地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)特點(diǎn)： 

　　1、應(yīng)用范圍廣泛。地源熱泵冷、熱水機(jī)組可制冷、采暖、提供衛(wèi)生熱水，廣泛用于商場(chǎng)、賓館、寫字樓、影劇院、住宅、學(xué)校、餐飲等場(chǎng)所，也可用于要求較高的科學(xué)研究院、計(jì)算機(jī)機(jī)房、醫(yī)院等領(lǐng)域。 

　　2、效果穩(wěn)定可靠。地源熱泵是提取地下相對(duì)恒溫能量，獲取冷熱源的設(shè)備。因?yàn)榈叵虏皇艿孛姝h(huán)境溫度變化的影響，制冷、制熱效果穩(wěn)定，不存在一般的空調(diào)設(shè)備越冷天越制熱量少，越熱天越制冷量少的問題。 

　　3、高效、節(jié)能。機(jī)組制冷、制熱效果顯著，能效比高達(dá)5.94―6.0，因提取的地下溫度和建筑物所需溫度相差較小，提取時(shí)的耗電量大大低于傳統(tǒng)空調(diào)，機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用低，較其他形式的中央空調(diào)，可節(jié)電40%――60%。 

　　由于地源熱泵技術(shù)有上述特點(diǎn)，由農(nóng)五師工程團(tuán)房產(chǎn)公司開發(fā)建設(shè)、博樂賽里木建筑安裝工程有限責(zé)任公司承建的博樂市南湖秀苑小區(qū)于2009年4月動(dòng)工，總投資9116萬元，總建筑面積8.3萬平方米，分三期建設(shè)，目前一期工程已開工建設(shè)，完成建筑面積3萬平方米，二期、三期預(yù)計(jì)在2011年完工，到2011年底可全面投入使用。南湖秀苑小區(qū)是農(nóng)五師和博州建筑面積最大、投資額度最大的環(huán)保節(jié)能型示范小區(qū)，該小區(qū)將全部采用地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)，從而極大的減少了對(duì)環(huán)境的污染，也在一定程度上降低了業(yè)主費(fèi)用支出。 

　　進(jìn)入二十一世紀(jì)，能源緊缺已經(jīng)成為各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的世界難題。隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對(duì)空調(diào)的舒適性、室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求也越來越高。為了更好地滿足人們這種更加舒適和更加有利于身心健康的要求，近年來在空調(diào)領(lǐng)域興起了地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)。地源熱泵作為一種有益環(huán)境、節(jié)約能源和經(jīng)濟(jì)可行的建筑物供暖及制冷新技術(shù)越來越受到關(guān)注。