地源热泵的研究与应用
摘要:介绍了地源热泵的概念,分类和辅助设备及现在仍然存在的技术问题。着重介绍了国内外地源热泵的应用和研究现状。虽然地源热泵还有很多问题,但是在工程实践中它表现了突出的节能和环保的特点,可以说地源热泵在我国有很好的发展前景。
关键字:地源热泵节能绿色换热器1引言
随着经济的日益发展,我国的能源消耗总量日益增加。在我国,主要的能源消耗是煤炭。但随着经济结构的转变,煤炭的使用比例仍占四分之三以上,这其中建筑物供热采暖用煤比例约占百分之70以上。19902013年能源消耗比例见表1。由图可以看到各地都在积极采取措施控制煤炭的使用量,但由于运输费用,技术等问题煤炭的使用量仍然居高不下,使能源危机,大量排放二氧化碳的问题日益严重1。绿色节能逐渐引起了全世界的关注,热泵作为一种消耗少量高品质能源,将热量从低品位向高品位的一种特殊装置。无论从资源问题和排放二氧化碳的方面,地源热泵都是一个很好的选择。
表1能源消费比例
地源热泵是以地源能(土壤,地下水,地表水,低温低热水和尾水)作为热泵夏季制冷的冷却源,冬季供暖供热的低温热源,同时是实现供暖,制冷和供热的模式,是作为国内地热能利用的一种新发展方向2。
地源热泵可以根据地耦系统敷设形式的不同可以有以下分类:闭式地源热泵,开式地源热泵和直接膨胀式地源热泵。针对不用的工况,常用的地源热泵辅助系统包括冷却塔补偿系统,太阳能补偿系统,热水回收系统等3。
2研究及其成果
21地源热泵研究
1912年,在瑞士最早出现了地源热泵这个概念,早在20世纪中期,由于当时石油,煤炭等能源价格比较低廉,人们并没有重视地源热泵的开发。20世纪五十年代,地源热泵开始初步进入美国及其其他欧洲市场。1946年,美国开始对地源热泵进行系统的研究,第一个真正完整的地源热泵系统在俄勒冈州建成,并且运行十分正常,从此欧洲地区掀起了一股地源热泵的商用高潮。据统计,到1985年,在美国无论商用还是自用的地源热泵台数达到了14000台,在欧洲很多国家里,商用地源热泵已经占到了空调所有量的25以上,并且还有增长的趋势。20世纪末,由于人类的开发利用,全球出现石油危机,石油资源短缺,
f石油价格飙升,导致地源热泵技术得到了迅速发展,并且迅速运用到工程上来。目前为止,美国的地源热泵台数已经达到了500000台,并且每年仍在以15的速度增长。在美国,地源热泵安装最多的地方还是在学校和办公大楼,大约有将近700万r