浅谈土壤源热泵在我国的发展应用

摘 要 在全球能源环境危机下，作为一种节能环保的供热制冷新技术，土壤源热泵系统在我国暖通空调领域中的发展日益广泛。本文主要综述了土壤源热泵系统以及土壤源热泵在我国的发展现状和技术应用，由此进一步总结和展望其在中国的发展前景。

关键词 土壤源热泵 地热能 节能 发展应用

中图分类号：TU831 文献标识码：A

环境污染和能源危机是当今世界各国面临的严峻问题。在中国，仅2011年能源消耗就高达34.8亿吨的标准煤，而传统化石类能源（煤、石油等）在中国能源消耗中仍占据主导地位。因此，国家高度重视可再生能源、环保节能技术等的开发与应用。土壤源热泵技术由于具有环保、节能、无污染的特点，充分符合中国可持续发展道路，具有广阔的发展前景。

1土壤源热泵简介

1.1地热能简述

地热能的开发利用先后在欧美、新西兰和日本等地已取得良好效益。根据初步评估数据显示，在我国，山区温泉总的热量折合标准煤约5€？06t/a，平原地区经济型和亚经济型地下热水资源中包含的热能约为2.9444€？022J，其中包括可采热水资源的热能约2.3€？020J。由此可见，我国地热资源分布广泛，开发利用潜力巨大。

1.2土壤源热泵的特点

土壤源热泵指的是通过换热器内的循环液体从地下岩土中吸收或者释放热量进而达到供热或制冷目的的系统，通过少量电能的输入，来实现低品位热能即地热能，向高品位热能的转移。

土壤源热泵有许多优点：

（1）有利于可再生能源的开发利用。地面吸收的太阳辐射中约47%积蓄在地表浅层，土壤源热泵技术正是利用这部分清洁的可再生能源进行供热制冷；

（2）节能环保。在土壤源热泵系统运行的过程中没有CO2、CO、SO2等污染性气体排放，也不会形成传统空调中的噪声污染，且土壤源热泵技术的应用减少了对传统化石类能源的需求；

（3）系统能效高，运行稳定可靠，成本低。土壤源热泵系统的运行效率高于传统空调40%左右，且由于地下土壤温度几乎不受外界影响，所以系统运行较为稳定。

2土壤源热泵的发展现状及技术应用

2.1国家相关政策的支持鼓励

自1991年的联合国里约环境与发展大会开始，可再生能源的发展在我国便得到日益重视。后来的《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》等一系列文件政策，对发展可再生能源、优化能源结构方面均作了明确规定。早在2006年起国家就开始对地源热泵技术进行财政补贴，这将极大地促进地源热泵的市场发展。

2.2发展现状与技术应用

地源热泵技术于20世纪80年代末在我国开始有了研究，但其在近些年内才得到快速发展。目前针对土壤源热泵的研究主要集中于土壤热物性、渗流因素、回填材料、传热模型的仿真模拟、实验验证和换热器的设计与施工等方面。

邹玲等人研究了不同回填材料对换热器换热效果的影响，并进一步对所建立的传热模型进行检验与修正；马最良等人研究得出，当地下水渗流速度约为30m/a时，换热器的换热能力比无渗流的工况要高出30%，总结出渗流可以减小岩土的传热热阻，从而提高换热能力；为改善由于冬夏季热负荷不平衡导致的岩土热不平衡现象，刘行安在江苏泰州的土壤源热泵项目中进行数值模拟分析，得出针对夏季冷负荷，埋管换热器承担37%，剩余由冷却塔承担，冬季热负荷则全部由埋管换热器承担，这样热不平衡现象将达到最小。

随着地源热泵的迅速发展，涌现出大量优秀的工程实例。如北京市顺义区的东方太阳城Ⅱ期富春园区土壤耦合热泵的应用工程，总建筑面积达4 000m2，采用低温循环冷暖空调系统，四栋样板在一年的试运行中，室内温度在夏季稳定于25～26℃，冬季则在20～22℃，运行效果良好。另外，在昌平境内的王府家庭农场词海园10号采用垂直埋管换热系统，舒适度高，经济和节能效果显著。

3土壤源热泵的发展前景

据相关统计显示，在我国能源消费结构里面，建筑方面的能耗约占全国总能耗的40%，而暖通空调方面的能耗则占到建筑能耗的60%以上，因此，大力推广土壤源热泵技术在我国的发展，将有利于开发利用地热能这一可再生能源，在解决能源供给的同时减少了对环境的污染，将极大地促进我国的可持续发展。

4结语

我国地热资源十分丰富，大力推进土壤源泵技术的发展应用，提升地热能的开发利用，可以调整国家传统能源结构，有利于缓解能源和环境危机。在国家能源相关政策、能源应用奖励机制的不断调整和完善，以及环保节能理念日渐深入的背景下，土壤源热泵在我国有着越来越广阔的发展前景。

参考文献

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[5] 马最良，吕悦.地源热泵系统设计与应用[M].北京：机械工业出版社，2007.

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