國內(nèi)外地源熱泵技術(shù)應(yīng)用狀況分析
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1、我國淺層地?zé)崮苜Y源概況
從土壤類型和土壤溫度看，我國具有豐富的低溫環(huán)境資源。1999年，瑞士學(xué)者Rybach指出，中國是世界上直接利用地?zé)釢摿?/span>1.1最大的國家，名列世界第一，原因有2個(gè)：一是中國國土遼闊，近地表低溫地?zé)豳Y源豐富;二是中國人口眾多，采暖和制冷工業(yè)的基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，將來需求量無可比擬。
地源熱泵技術(shù)所利用的能源是常溫土壤中的能量，并不需要特殊的地?zé)崽锘虻叵聼崴�。它只要有足夠進(jìn)行熱交換的淺層土壤(-3.5℃以上的土壤或地下水)就可滿足地?zé)岜盟蟮募夹g(shù)條件。中國城市中約有30%～50%的建筑物具備此條件。從氣候區(qū)上看，從寒冷的黑龍江到炎熱的海南島都可使用，尤其南方氣候條件是夏熱冬暖，需要較多的供熱和空調(diào)裝置。
2、夏熱冬暖地區(qū)的土壤特點(diǎn)
土壤屬于多孔介質(zhì)，是由礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)構(gòu)成其固相骨架、水和空氣充填其中孔隙的三相體。土壤傳輸?shù)責(zé)岬哪芰按鎯?chǔ)熱能的能力與土壤的含濕量、地下水的流動(dòng)有很大的關(guān)系。因此土壤的傳熱是由土壤中固相導(dǎo)熱、液相導(dǎo)熱及液體對(duì)流傳熱組成。當(dāng)土壤中富含水分和有地下水流動(dòng)存在時(shí)，土壤總的傳熱熱阻大大減小，使得土壤具有較高的熱交換效率。
夏熱冬暖地區(qū)尤其是兩廣地區(qū)，雨水豐富，水源充足。豐富的水資源使得我國南方大部分地域?qū)儆诟凰寥�，土壤的含水率極高，且地下水位較高，為土壤熱交換器閉式地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用提供了得天獨(dú)厚的條件。
3、國內(nèi)外地源熱泵技術(shù)應(yīng)用狀況分析
美國能源部(DOE)和美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)均已確認(rèn)，地源熱泵系統(tǒng)是目前效率最高、對(duì)環(huán)境最有利的熱水、取暖和制冷系統(tǒng)。1998年，美國暖通空調(diào)工程師學(xué)會(huì)的ASHRAE技術(shù)獎(jiǎng)就頒發(fā)給一地源熱泵系統(tǒng)。
地源熱泵供暖空調(diào)的優(yōu)勢使其成為近年來世界可再生能源利用及建筑節(jié)能領(lǐng)域中增長最快的產(chǎn)業(yè)之一。在過去的10年中，大約30個(gè)國家的地源熱泵年增長率達(dá)到了10%。它的主要優(yōu)點(diǎn)是用普通的地溫或地下水溫，這在世界各國都可利用。地源熱泵發(fā)展最快的是歐洲和美國，其他國家如日本和土耳其也正在積極發(fā)展地源熱泵產(chǎn)業(yè)。目前世界安裝的地源熱泵系統(tǒng)的總?cè)萘亢彤a(chǎn)熱量達(dá)9500MW和52000TJ/y(14400GWh/yr)，實(shí)際安裝地源熱泵的數(shù)量為80萬套，世界主要國家安裝地源熱泵的情況見表1。
1985年美國全國共有1.4萬臺(tái)地源熱泵，而1997年就安裝了4.5萬臺(tái)，到2001年，美國達(dá)到安裝40萬臺(tái)地源熱泵的目標(biāo)，降低溫室氣體(如CO2等)排放100萬噸，相當(dāng)于減少50萬輛汽車的污染物排放或種植404686公頃(100萬英畝)樹的效果，年節(jié)約能源費(fèi)用可達(dá)4.2億美元。而且每年以10%的速度穩(wěn)步增長。1998年美國商業(yè)建筑中地源熱泵系統(tǒng)已占空調(diào)總保有量的19%，其中新建筑中占30%。據(jù)1999年的統(tǒng)計(jì)，在家用的供熱裝置中，地源熱泵所占比例為：瑞士為96%，奧地利為38%，丹麥為27%。
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