第一篇:地源熱泵研究與應用現狀
地源熱泵研究與應用現狀
應用現狀:
一、世界地源熱泵應用現狀
地熱發電已在世界27個國家開展,總裝機容量達到了10751MWe,年發電利用67246GW·h,平均利用系數為72%(一年中有72%的時間在工作)。近五年內增長最大的美國530MWe、印尼400MWe、冰島373MWe、新西蘭193MWe。地熱發電裝機容量和發量世界排名前十位的國家是:美國、菲律賓、印尼、墨西哥、意大利、冰島、新西蘭、日本、薩爾瓦多、肯尼亞。印尼近5年的快速發展使其排名從2005年的第四位升為第三位,與墨西哥對換了位置。地熱直接利用在78個國家,總設備容量達到了50583MWth,年利用熱能121696GW·h,平均利用系數0.27。利用熱能量的世界排名前十位的是:中國、美國、瑞典、土耳其、日本、挪威、冰島、法國、德國和荷蘭。在2005年世界地熱大會統計中,瑞典因大力發展地源熱泵,從2000年的第十位躍升至第二位;這5年其熱泵發展減緩,與美國對換了位置,美國升為第二名[3]。
二、中國地源熱泵應用現狀
進入21世紀前后,受國際地源熱泵開發大發展的影響,我國開始了地源熱泵工程的實踐,山東富爾達公司開始生產地源熱泵(壓縮機部件靠進口),北京、遼寧遼陽、濟南、浙江寧波等地開始了一些試點工程。
地源熱泵工程在我國的大發展在2004年以后。2004年全國地源熱泵工程供暖(有的含制冷)總面積767萬m2;至2006年發展至2035萬m2,年增長率超過了60%;2007年更飛躍發展至3800萬m2,在新的基礎上仍然完成年增長率80%以上。這種供熱(有的兼含制冷)面積的統計法是我國的習慣,國際上按設備的供熱能力統計,則2007年我國已達約1900 MWth裝機容量,這個數字已經進入世界五強之列,其前面的排序是美國、瑞典以及德國和法國。
在全國地源熱泵的大發展中,沈陽市走在全國首位,其地源熱泵的發展規劃是:在2006年9月312萬平方米的基礎上,2007年已完成新增面積1500萬m2,2008年計劃增加1700萬m2,2009年和2010年還將發展各1800多萬m2。
北京市緊隨其后,至2007年底北京累計完成各類地源熱泵項目逾500項,新增超過300萬m2,供暖(有的兼制冷)總面積超過1100萬m2,利用淺層地能的功率約550 MWth。項目遍布城區、近郊區和遠郊區縣。北京市計劃至2010年達到總面積3000萬m2,即每年增長約600萬m2。
另外,地源熱泵在我國華北、東北、西北、南方以及西藏高原都有應用,它們組成了不同溫度級別提取淺層地熱能的應用,這些工程實例代表了地源熱泵在不同地理位置和氣候條件下的應用及適用性[4]。
展望:地源熱泵技術作為一項新技術,目前已取得很大的發展,雖然有許多問題需要解決,但應用前景非常廣泛。中國由于國土遼闊,近地表低溫地熱資源豐富,加之人口眾多,采暖和制冷工業的基礎相對薄弱,將來需求量無可比擬而被國外學者認為是世界上直接利用地熱潛力最大的國家。在未來的日子里,中國面臨著巨大的能源和環保壓力,中國的經濟要保持較高速度的增長,同時又必須考慮環保和可持續發展的問題,因此要求調整能源結構,提高能源利用效率。地源熱泵技術以其節能、環保和可持續發展的突出優點,已成為空調供暖工程優先選擇的方案之一。[5]
[3] 供熱制冷,2010:60-61 [4]供熱制冷,2010:62-63
[5]裴俠風,地源熱泵技術的應用現狀及展望[J],制冷與空調,2004,(3):76-78
第二篇:地源熱泵應用前景
地源熱泵應用前景
發展地源熱泵系統是我國建筑節能發展的需要。目前,建筑用能已經占全國總能耗的27.5%%,建筑節能工作成為當前一項十分迫切的任務。地源熱泵系統和常規的供熱空調系統相比大約節能50%%,是一種利用可再生能源的高效節能、無污染的既可供暖又可制冷的新型空調系統。
長期以來我國一直以煤采暖為主,北方地區污染嚴重、能源利用效率低,發展地源熱泵技術是改變我國目前能源供應結構的需要,是減少環境污染、確保能源安全的重要保障。此外,發展地源熱泵系統是運用可再生能源的重要技術手段。地源熱泵供暖空調系統可廣泛應用于商業樓宇、公共建筑等建筑物,是可再生能源在建筑中應用的重要組成部分。中國國土面積巨大,從北到南可劃分為五個主要氣候區,其中對冷熱量都有需求的地區占絕大部分;同時中國淺層地表能量蘊藏豐富,適宜大力發展地源熱泵供暖空調系統。發展地源熱泵系統是行業的技術發展方向。
地源熱泵系統發展不斷升溫
在我國,對地源熱泵的研究起始于20世紀80年代。最近五年該項技術成了國內建筑節能及暖通空調界熱門的研究課題,并開始大量應用于工程實踐,與此相關的熱泵產品應運而生,掀起了一股“地熱空調”的熱潮。在工程應用方面,地下水地源熱泵系統數量最多,應用范圍最廣,主要采用“異井抽灌”和“水井抽灌”技術,最大單項工程建筑面積已達16萬平方米,土壤源地源熱泵發展最快,應用潛力最大,最大單項工程建筑面積已達13萬平方米,地表水地源熱泵系統在城市級示范工程中單體規模最大。1996年至今在北京、山東、河南等地相繼建成了地源熱泵工程,應用范圍基本覆蓋了我國所有省份。僅以北京為例,2000年北京市利用淺層地能的面積僅為17萬平方米,2005年初達到500萬平方米,2005年北京新增淺層地能的建筑面積達到300萬平方米,至此,僅北京市淺層地能利用面積就達800萬平方米,全國地源熱泵系統的應用面積已經接近3000萬平方米。其中,地下水地源熱泵系統應用面積約占全部市場份額的45%,土壤源地源熱泵系統約占35%,地表水地源熱泵系統約占20%。目前全國在建地源熱泵項目約為500萬平方米,規劃使用地源熱泵系統的建筑面積約為700萬平方米。
當前,中國地源熱泵產品生產廠家已經超過80家。《地源熱泵系統應用情況調查研究分析報告》顯示,地源熱泵這一新興技術受到廣泛關注,不同所有制形式企業都參與到其開發、應用之中,尤以中小項目居多,這說明地源熱泵發展潛力巨大。
可以說,地源熱泵在我國長江黃河流域等廣大對冷熱都有需求的地區,具有較高適用性,對南方部分只有夏季冷量需求而無冬季熱量需求地區也具有一定適用性,對于那些由于條件限制而不能用煤、電、燃氣進行采暖供冷地區更可說是最佳選擇。
地源熱泵系統價格差別主要來自于系統使用的地區不同、建筑圍護結構節能水平差別、項目類別和功能差別。據測算,雖地源熱泵系統初投資要高,但地源熱泵系統提供供暖空調生活熱水多重功能,而傳統集中供熱基本為單一供暖功能,二者不可完全類比。采用地源熱泵系統作為樓宇空調系統,其運行費用可大大降低。如北京11個建筑地源熱泵項目2003~2004年冬季運行費用調查結果表明,7項工程低于燃煤集中供熱的采暖價格,所有被調查項目均低于燃油、燃氣和電鍋爐供暖價格;用地源熱泵系統制冷時,其運行費用可比傳統中央空調系統降低15%~30%。折算到一次能源,以能源利用系統總能效進行比較,現有地下水
熱泵系統供熱總能效最高,約為115%,土壤源熱泵系統供熱總能效約為100%,燃煤集中鍋爐房供熱總能效55%左右,燃氣集中鍋爐房供熱總能效的65%左右,熱電廠供熱總能效約為70%。地源熱泵系統其靜態投資增量回收期約4年~10年。
筆者認為,伴隨著地源熱泵技術逐漸推廣應用,政府補貼的逐步完善,產業化規模不斷加大,生產廠家和集成商逐漸增多,市場競爭逐漸加劇,地源熱泵系統的初投資還會進一步降低。
地源熱泵發展
在我國,當前地源熱泵發展存在的障礙主要表現在以下幾個方面:首先,政府政策支持與財政補貼。地源熱泵是一項節能環保的技術體系,但在房地產應用推廣中投資還是相對較高,開發商不愿意在自己的系統中使用這種技術,政府在政策上的支持力度也還是稍顯單薄,鼓勵與補貼政策也很明確。建議應像國外機構一樣對此類系統設立專項基金給予支持。地源熱泵的市場需要政府從可持續發展的角度,綜合能源、環保和資源等各個方面的考慮,調整政策,促使其健康有序發展。
其次,對地源熱泵系統研發還不夠深入。地源熱泵目前在國家標準規范、宣傳材料、系統圖集方面還有所欠缺,同時在科研上還有一些問題沒有取得突破,如土壤源地源熱泵系統的地下溫度場的計算方法不統一;海水源地源熱泵系統海水取水口的設置;地下水地源熱泵的地下管井的設計與施工、水源的探測開采、供水過濾、水質防腐處理等問題都還沒有較好解決方法;對于已經完成并且運行的地源熱泵系統,對其能效性