【中國制冷網】摘要：針對我國能量利用現狀和建設綠色建筑的需求，本文著重介紹了土壤源熱泵優缺點及其適用范圍，并針對天津地區的現狀和開發背景，提出了在天津地區發展土壤源熱泵項目時特有的優勢和應該注重的問題。

    關鍵詞：土壤源熱泵適用范圍天津地區

    Abstract：Aimingattheactualityofenergyusinginourcountryandtherequestofgreenbuilding，thispaperintroducetheadvantageanddisadvantageofGeothermalHeatPumpanditsusingareas.WiththebackgroundofTianjinarea，wepointouttheadvantagesofTianjinareainthedevelopmentofGeothermalHeatPumpandsomepresentissues

    Keywords：GeothermalHeatPumpusingareaTianjinarea

    1引言

    當今世界，環境污染和能源危機成為威脅人類生存的頭等大事。隨著人類生活水平的提高，中心空調的能耗占整個世界能源消耗的比例不斷增加，而中心空調的能耗中絕大部分是消耗在冷熱源上。因此，國內外廣大專業人士一直努力尋求高效節能且環保的空調冷熱源，建筑綠色建筑。

    對于綠色建筑應體現在以下幾個方面：

    1、建筑與自然的共生：即要求保持環境、利用環境、防御自然災難。保護生態系統并減少CO，及其他大氣污染物的排放，保持建筑周邊環境生態系統的平衡；充分利用太陽能、地熱能進行供暖、供熱、采光以及通風，充分考慮綠化配置，軟化人工建筑環境；考慮建筑物的朝向等。

    2、應用減輕環境負荷的建筑節能技術：即降低能耗、延長使用壽命、使用環保的材料，注重能源的再利用、使用耐久性強的建筑材料及可循環再生材料的利用。

    3、循環再生型的建筑生涯。循環利用始終貫穿到整個建筑生涯。

    4、創造健康、舒適的室內環境。包括健康持久的生活環境，優良的空氣質量等。

    5、使建筑融人歷史與地域的人文環境。即繼續地方傳統的施工工藝，繼續和保護城市與地域的景觀特色，保持城市的恒久魅力和活力。

    土壤源熱泵系統是一種利用地下淺層的熱資源，通過輸入少量的高位能，將低溫位能向高溫位能轉移，以實現既可供熱又可制冷的高效節能的綠色空調系統。

    在建筑綠色建筑的過程中，土壤源熱泵是一種可以廣泛應用的系統形式。

    2土壤源熱泵的優缺點及分類

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    2.1土壤源熱泵的優點

    土壤源熱泵利用土壤一年四季溫度穩定的特點，冬季把土壤能作為熱泵供暖的熱源，即把高于環境溫度的地能中的熱能取出來供給室內采暖，夏季把土壤能作為空調的冷源，即把室內的熱能取出來釋放到底于環境溫度的土壤中。通常土壤源熱泵消耗1KW的熱量，用戶可以得到4KW左右的熱量或冷量，從而達到節能的目的，而且在系統運行過程中，不產生任何有害物質，實現了環保的功效。土壤源熱泵的工作原理如圖1所示：

    該系統有如下特點：

    1、資源可再生利用，土壤源熱泵技術利用地球表面淺層地熱資源作為冷熱源進行能量轉換，而地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能，相當于人類每年利用能量的500多倍，且不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這是儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，也是清潔能源。與地面上環境空氣相比，地面5m以下土壤溫度全年基本穩定且略低于年平均氣溫，可以分別在夏冬季提供相對較低的冷凝溫度和較高的蒸發溫度。所以從熱力學原理上講，土壤是一種比環境空氣更好的熱泵系統的冷熱源。而且土壤源熱泵系統不會把熱量、水蒸氣及細菌等排人大氣環境，符合當前可持續發展的戰略要求。通常土壤源熱泵消耗lKW的能量，用戶可以得到4KW以上的熱量或冷量，這多出來的能量就是來自土壤的能源。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，也保證了系統的高效性和經濟性。據美國環保署EPA估計，設計安裝良好的土壤源熱泵，平均來說可以節約用戶30％～40％的供熱制冷空調的運行費用。高效的土壤源熱泵機組，平均產生1冷噸的冷量僅需0.88kW的電力消耗，其耗電量僅為普通冷水機組加鍋爐系統的3O％～60％；

    2、投資少，運行費用低，與傳統空調系統相比，其一次性投資可節省15%~25%，每年運行費用可節約40%左右。采用土壤源熱泵系統，由于土壤的溫度理，土壤源熱泵可以比風冷熱泵具有更高的效率和更好的可靠性，其熱源溫度全年較為穩定，一般為l0-25℃。而且土壤源熱泵系統可用于供暖、空調，還可提供生活熱水，一套系統可以替換原來的鍋爐、空調制冷裝置或系統，一機多用；不僅適用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑，更適合于別墅住宅的供熱和空調。此外，機組使用壽命長，均在20年左右；機組緊湊、節省空間：維護費用低；自動化控制程度高，可無人值守。土壤源熱泵中的熱源不是指地熱田中的熱氣或熱水，而是指一般的常溫土壤，所以對地下熱源沒有非凡要求，可在中國絕大部分地區應用。

    土壤源熱泵系統的COP值一般在3~6左右，與傳統的空氣源熱泵相比，要高出40％左右，其運行費用為普通中心空50％~60％。

    3、占地面積少，機房占地面積小，節省空間，可設在地下；

    4、綠色環保，土壤源熱泵系統利用地球表面淺層地熱資源，沒有燃燒，沒有排煙及廢棄物，情節環保，無任何污染，土壤源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當于減少40％以上，與電供暖相比，相當于減少70％以上，假如結合其它節能措施節能會更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規空調裝置減少25％的充灌量；土壤源熱泵系統屬自含式系統，即該裝置能在工廠車間內事先整裝密封好，因此，制冷劑泄漏機率大為減少。該裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區內，安裝在綠地、停車場下，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。土壤源熱泵系統沒有冷卻塔和其它室外設備，沒有中心空調集中占地問題，節省了空間和地皮，為開發商帶來額外利潤，產生附加經濟效益，并改善了建筑物的外部形象；

    5、自動化程度高，機組內部及機組與系統均可實現自動化控制，可根據室外溫度變化及室內溫度要求控制機組啟停，達到z*佳節能效果，同時節省了人力物力；

    可自主調節機組，能夠任意調機，投資者可按需要調整供給時間及溫度，完全自主；

    一機多用，即可供暖，又可制冷，在制冷時產生的余熱還可提供生活生產熱水或為游泳池加熱，z*大限度的利用了能源。

    2.2土壤源熱泵的缺點

    1、埋地換熱器受土壤性能影響較大，土壤的熱工性能、能量平衡、土壤中的傳熱與傳濕對傳熱有較大影響；

    2、連續運行時熱泵的冷凝溫度和蒸發溫度受土壤溫度的變化發生波動；

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