地热泵的发展前景探析

摘 要：当前，随着人们生活质量的提升，对电能的消耗也呈现出迅速增长的趋势，地热泵作为供暖并制冷的先进技术，能广泛的应用于人们的生活中，而且对于节能降耗，保护环境都具有重要作用。本文通过对地热泵工作原理以及特点等研究，分析其未来的发展前景和趋势。

关键词：地热泵；发展前景；探析

地热泵概念最早在上世纪初由瑞士人Zoelly提出，在上个世纪八十年代后期，地热泵的技术逐渐成熟，并在欧美国家得到快速发展。本世纪初，我国在这方面的技术取得长远发展，各大高校和研究机构也展开了理论和实践应用方面的深入研究，我国政府也高度重视并出台了政策支持地热泵的发展应用，近年来，地热泵在城市建筑的应用上得到广泛应用，但与地热泵应用的老大，其装机容量和年利用热能世界第一的美国相比还有一定的差距，

世界地热的权威专家预测至 2050 年的世界地热泵发展趋势，无论装机容量或年利用热能都是几何级数往上速增的，而传统的地热直接利用仍只能平缓慢速增长。

1 地热泵的工作原理

地热泵的工作原理主要是通过使用浅层的地热资源，来制作出既可以制冷、又能够供热的节能、高效、清洁的空调设备。地热泵在使用过程中通过在设备中输入较少的电能等能源来实现将低温位的热能转移到高温位的工作目标。在冬季，地热泵将地能中存储的热量提取出来并将温度提高，温度被提高之后，便可以向室内供暖；在夏季的时候则正好相反，地热泵能把室内的热量抽出去，释放到地能中，这样就可以使得室内的温度有效降低。因此，根据地热泵的工作原理和先进技术而建成的空调系统，其主要由室外地能换热、室内空调的末端装置以及地源热泵的工作机组三大部分组成。这样的空调系统工作时，此三个系统间主要是以水作为热能交换的媒介来完成传递和转换室内与地能之间热能存储量的工作。

2 地热泵的技术特点

地热泵技术属于一种先进、环保、节能、高效的新型制冷供暖空调系统。其主要是在建筑领域得到广泛应用，自本世纪初我国政府将地热泵技术作为建筑行业进行节能环保技术研究的重要成果大力推广之后，地热泵的应用无论是应用的范围，还是对生态环保的贡献都是巨大的。这也是其不断得到政府重视并加以推广普及的基础。地热泵技术的特点主要有：

（1）经济效益显著。同以空气源热泵机组相比，地热泵技术能少消耗四成的电能；如果同纯用电能相比来说，至少要少消耗七成的电能。这样就可以节约大量的电能，并且，其工作效率和效果都会大幅提升。

（2）一机多用。地热泵技术组成的空调系统，在为用户提供制冷和采暖的同时，还可以为用户提供生活用水，可以取代锅炉和空调的功能，达到一机多用的效果。当前，人们的生活质量要求越来越高，对住房的制冷和保暖要求也越来越高，采用地热泵技术，在节约建设成本的同时可以有效的满足用户对冷暖设备高质量生活的需求。

（3）自控性更强。与其他空调系统相比，地热泵技术的运行系统相对较为简单，稳定性更强，因此，其在运行过程中的可靠性相对较高，设备维修养护成本低，自动控制能力更强，使用寿命也更长。

（4）环保效益明显。地热泵技术在应用过程中，几乎不需要消耗水能，对水源不会产生污染，也不需要按照过滤设备、冷却设备等，其环保效果和效益十分的显著。该技术运行过程中排放的污染物至少要降低四成，同時能减少七成的电能，真正实现了节能减排的目标。

3 地热泵的未来发展前景

近年来，在西方发达国家地热泵技术得到快速普及和提升，其在我国市场中的活跃度也随之不断的提升。中国地热泵的发展前景和中国能源革命密切相关。从目前来看，我国颁布了《可再生能源建筑应用通知》，使得提升可再生能源中浅层地能在建筑项目能源应用中的比重已经成为必然。而且，我国已将开发浅层地能作为能源规划中的重要内容。地热泵是解决我国夏季制冷，冬季供暖的最佳选择，可以有效节能减排，保护生态环境。我国按目前的发展趋势来看，每年至少新增1亿平方米的需求。未来五年内其市场规模将达到千亿元。随着应用规模的扩大和技术的提升，安装的成本会大大降低，还能够有效的提升人民群众对于该技术的认知程度。

此外，我国的地域辽阔，国土面积大，可以利用的浅层地能储备量极大。据相关数据统计，我国287个地级以上的城市，其每年存储的浅层地能总资源量大约相当于95亿t的标准煤。伴随世界范围内该技术应用率的不断提升，我国沿海和北方地区中部分新建的商品房也开始逐渐的使用该项技术。这主要是因为该系统在使用过程中无论是节能环保性，还是清洁度都要远远的高于空气源、煤炭和电能等制冷供暖设备。因此，从可持续发展的角度来看，该技术系统的经济性更强。

“十三五”期间，我国地热泵市场将由产品销售型向节能服务型转型。目前，中国的生态环保问题，特别是空气污染问题仍非常严重，因此，中国可再生能源学会设立了“地源热泵区域建筑清洁减霾供热制冷能源服务与产业发展项目”，该项目历经7年研究，累积多年城市节能减排项目经验，整合多种地源热泵区域建筑供能技术，利用低温浅层地温能这一可再生能源，配合项目所在地地方政府减霾压煤部署，采用“合同能源管理”运营模式，用地源热泵系统代替锅炉为项目地所在城市提供制热和制冷服务。项目实施单位加入中国可再生能源学会与欧盟、美国等政府之间的合作计划，建立合资企业和技术研发中心，实现地源热泵全产业链与国际接轨同步发展；为区域化成片推广配套，为项目执行单位地热泵品牌打好基础。

4 结语

地热泵行业可持续发展的关键在于应用模式的创新，与政府的环境治理行动、经济发展规划、产业结构调整相一致的发展思路才是地源热泵行业可持续发展的关键。提供建筑供能服务必将成为地热泵行业的主流市场，我国的地热泵实力企业应抓住机遇，转换思路，与全行业的参与者一道，为实现我国地热泵产业的可持续健康发展贡献出自己的力量。

参考文献：

[1]曹振华.浅析地源热泵技术的特点及发展前景[J].洁净与空调技术，2012，03（09）.

[2]张国辉.地源热泵系统技术经济性评价研究[D].武汉理工大学，2012.

[3]单伟贤.地源热泵空调系统应用于中国北方大学城冬季供暖的可行性分析研究[D].河北工业大学，2012.

作者简介：

张维真（1998-），男，山西晋中人，江苏大学本科在读，研究方向：工程热物理。