1国内外地源热泵发展简史

地源热泵的概念，最早由瑞士专家Heinrichzoelly提出，他在英美申请了个人专利，而该技术的提出始于英美两国。美国在1946年通过地下盘管研究项目测试了地下埋管的参数。1954年，世界上第一台地源热泵机组在美国诞生。热泵的研究成为了70年代能源界共同的话题，早在1976年，英国、瑞典、丹麦等国家都加入了国际地缘热泵协会，由此可以看出，欧洲当时对地源热泵的迷恋[1]。从各国对地源热泵的应用情况来看：北欧国家偏重于采暖，而美国则注重冬夏连供。由于美国的气候条件与中国很相似，因此研究美国的地源热泵应用情况对我国地源热泵的发展有着借鉴意义[2]。美国以及加拿大等北美国家主要关注地源热泵中埋管方式的地源热泵应用，住宅和小型商用系统(20冷吨以下即63．14kW)的地源热泵方式，多采用水一空气系统[3]。在美国，政府建立了全国各地地质参数资料库，ASHERE也针对各类要求在机组设计上建立了不同的参照标准，同时，埋管施工、地下换热器方面的设计研究也得到政府的大力支持。每个州实行各自的鼓励政策来促进地能热泵系统的推广。与美国的地源热泵发展有所不同，中、北欧国家如瑞典、瑞士、奥地利、德国等主要利用浅层地热资源和地下季节性蓄能应用[4]。最近10年，地源热泵技术在欧美发达国家取得了飞速发展。84575

和欧洲、美国、日本等发达国家相比，我国的地源热泵技术发展还是比较迟的。20世纪50年代我国才开始对地热能的研究有了些进展，当时在天津等地对地下水热能交换进行了多次研究，天津大学吕灿仁教授是我国地源热泵研究的先驱，1965年研制成功第一台水冷式热泵空调机组。地源热泵技术在中国的推广属于先实践，后理论。近年来，地源热泵技术开始推广，热泵在我国的应用日趋广泛，并实现了中小规模生产，国内市场主要以常温地源热泵机组为主，特别是在南方地区家用空调上已经普及，国内也有一些公司也推出了高温地源热泵机组，出水温度可达75℃以上。从国内已完成的工程来看，地源热泵系统主要以大型工程为主，大部分别墅采用小型空调系统，其他小型建筑应用地源热泵则较少。近些年，地源热泵工程应用形成高潮，技术日趋成熟。由于中国空调技术发展应用较晚，地源热泵技术作为传统空调的一个分枝，对大多数人说，确实较为陌生[5]。

在地源热泵三种不同的形式中，土壤源热泵的技术在施工和设计方面都存在较大难度，因此一直都是地源热泵技术的核心，是亟待攻克的难点所在。传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土进行热交换，地埋管系统解决了地下水源热泵系统存在的地下水回灌问题，避免了地下水对热泵机组的影响和污染水系统的问题，并且系统安装不会改变建筑的外观和结构，地埋管通过导热介质在循环系统中与大地土壤实现热交换。在地埋管换热器使用过程中一般会存在负荷不平衡的问题，即夏季累计向土壤放出的热量与冬季向土壤获取的热量不一定相等,这样很容易造成地下土壤的冷热失衡,取热放热的不平衡逐年堆积就会超过土壤自身的恢复能力,最终导致土壤温度不断偏离初始温度。因此在地源热泵系统的设计中要当地区气候特点,综合建筑物的冷热负荷需求进行考虑,对于冷热严重不平衡的地区,应配备辅助加热器或冷却塔等调峰设施。

2地源热泵技术在中国的发展优势

热泵能量来源是低温热源，效率高，是一种清洁环保的能量，不仅对环境没有污染，还能缓解能源紧张问题，因此，在最近几年，热泵技术在我国应用越来越广。国内市场一向被看好，自80年代起，美国已开始将目光投向中国市场，并派代表团到中国，向我国介绍地源热泵技术及其应用，随着我国现代化建设的步伐，人们对居住质量的要求使地源热泵这项技术在中国具有相当的市场潜力。具体表现在以下三个方面：