地源热泵空调系统的应用研究
地源热泵空调系统的应用研究随着当今传统能源的日趋枯竭及环境污染的加剧，在“节能减排”的国策指导下，地源热泵系统因其显著的节能、环保、高效益用等特点而愈加受到人们的重视。自上世纪90年代国内展开地源热泵技术研究以来，已经过了约二十年的发展历程。吸收了国外的应用研究成果，地源热泵技术在国内已取得了一定的研发进展。重庆大学自上世纪九十年代起，也在此领域开展了一系列的理论与实践研究，积累了大量设计、施工及运行的数据资料及实际工程经验。本文主要对近几年重庆大学科研组在地源热泵系统方面所做的研究进行综述。1地源热泵泵冬夏暖冷联供试验研究早在1990年前后，随着国外的地源热泵系统应用研究成果在国内逐渐普及，原重庆建筑大学（现重庆大学B区）的冯雅就对利用浅地层蓄能的横埋管道冷却或加热空气以改善室内热环境进行了研究[1]。到上世纪90年代末，重庆大学刘宪英教授带领课题组成员，在自行建设的10kW浅埋竖直套管式地下换热器地热源热泵系统上，进行了为期四年的冬季、夏季连续间歇运行、变水量运行以及浅埋水平埋管的换热研究，以及过渡季大地温度场测试，得到了大量实测数据[2] ~[4][
地源热泵空调系统的经济性分析
地源热泵系统可实现对建筑物的供热和制冷，还可供生活热水，一机多用。一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。系统紧凑，省去了锅炉房和冷却塔，节省建筑空间，也有利于建筑的美观。如上所述，地源热泵系统的另一个显著的特点是大大提高了一次能源的利用率，因此具有高效节能的优点。地源热泵比传统空调系统运行效率要高约40-60％。另外，地源温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，整个系统的维护费用也较锅炉－制冷机系统大大减少，保证了系统的高效性和经济性。 迄今为止制约地下耦合热泵系统在我国应用的障碍主要是在地下埋管的初投资较高，以及政府、建筑设计人员和公众对这一技术缺乏了解。地源热泵空调系统的经济性取决于多种因素。不同地区，不同地质条件，不同能源结构及价格等都将直接影响到其经济性。根据国外的经验，由于地源热泵运行费用低，增加的初投资可在3~7年内收回，地源热泵系统在整个服务周期内的平均费用将低于传统的空调系统。这里根据山东省的情况和现行的价格体系对地源热泵空调与传统空调方式的初投资及运行费用指标作一比较。表1地源热泵空调与传统空调方式初投资及运行费用比较冷热源
地下水地源热泵空调系统
系统优点：环保：利用地下水作为冷热源，进行能量转换，减少CO2和其他大气污染物的排放，避免冷却塔和噪音及霉菌污染，不产生任何废渣，废水，废气和烟尘；节能：冷热源温度条件优于环境空气，运行效率高；节资：集采暖、空调、生活热水三位一体，增强经济性；稳定：水温条件相对稳定，波动范围远小于空气温度变化，使运行可靠稳定；灵活：机组选配形式多样，可同时空调、采暖，达到四管制效果；美观：与风冷热泵相比无需室外机，保证建筑外立面的美观；标准或规范引用：《中华人民共和国可再生能源法》第二十四条 国家财政设立可再生能源发展专项资金，用于支持可再生能源开发利用的科学技术研究、标准制定和示范工程。适用场合：地下水较丰富的地区，如北京、天津、河北、黑龙江、吉林、辽宁。系统原理：夏天：地下凉爽的井水（相对环境温度）通过水源热泵机组，带走空调系统载冷剂热量，使室内变得凉爽。冬天：地下温暖的井水（相对环境温度）通过水源热泵机组，将热量换给空调系统载冷剂，使室内变得温暖