摘要：傳統的空調供暖運行能耗高、污染大， 因此尋求節能、環保、可持續發展的空調方式來降低建筑能耗，是一個急需解決的問題。源自于太陽能的地源熱泵這一新興的綠色能源具有技術成熟、無污染的優勢。文章通過地源熱泵原理的介紹和在浙江LNG項目中的具體應用，對熱泵和常規供熱系統的運行費用進行了對比計算分析。實例表明地源熱泵系統運行費用低、具有明顯的節能環保功效，有良好的發展前景。

　　主題詞　地源熱泵  成熟技術 傳統空調供暖　節能減排　環境保護　可持續發展

　　前言

　　傳統的空調供熱方式因其產生大量的環境污染和能源的浪費正面臨著嚴峻的挑戰。生態環境的惡化，資源的衰竭，迫使人們找尋一種綠色節能的空調供熱方式。地源熱泵因其在環境保護和能源節約方面的顯著效果而被普遍看好。

　　一期建設規為300萬噸/年的浙江LNG接收站項目作為國家重點項目，不僅以“奉獻清潔能源”為目標，在項目建設中積極采用節能技術，自覺承擔起實現國家“十一五”節能減排目標的社會責任，在廠前區工程的空調選用中采用了地源熱泵空調。

　　廠前區是浙江LNG項目的附屬工程，。它包括行政樓、倒班宿舍(等辦公生活設施。其中行政樓為多層建筑，高度17.4米，建筑面積5392m2,空調冷負荷約為530KW，熱負荷約為395KW；倒班宿舍多層建筑，高度15.45米，建筑面積6176m2,滿負荷人數為134人，空調冷負荷約為620KW，熱負荷約為490KW，生活熱水平均小時負荷為43KW，最高小時負荷為138KW。

　　在空調設備的選型中，公司領導重視從設計階段采用綠色節能技術，動員員工開展“貫徹科學發展觀，我為浙江LNG項目建設獻言策”活動，最終采納了員工的合理化建議，選擇了地源熱泵--這種綠色可再生的新型能源技術。

　　地源熱泵原理

　　在地源熱泵系統中，地球成了無窮大的“冷卻塔”和“鍋爐”。 以寧波地區為例地下表層溫度常年維持在16.5度左右，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”(如圖)。通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。周而復始，能量在循環中生生不息。

　　地源熱泵結構

　　地源熱泵供暖空調系統主要分三部分：室外地能換熱系統、地源熱泵機組和室內采暖空調末端系統。

　　熱泵機組裝置主要有：壓縮機、冷凝器、蒸發器和膨脹閥四部分組成，其工作原理同制冷機的工作原理是完全相同(如圖所示)：

　　空調系統選擇要求及機組選型

　　浙江LNG項目位于北侖區穿山半島白峰鎮的中宅村，依山傍海。該項目空調系統采用地源熱泵系統，一機三用，夏天制冷，冬天制熱，同時提供生活熱水（在夏季制冷季節，生活熱水為免費提供）。

　　一、

　　熱泵系統設計(如下圖)

　　在制冷季節，利用室外地埋管作為兩臺主機的冷源，按照系統原理圖中的要求打開相應的閥門A，就可實現為室內供冷的目標，并同時利用其中一臺機組的熱回收功能，實現對生活熱水的部分供應，如生活熱水需求量大，即開啟高溫型地源熱水機組制備熱水。  在過度季節，利用室外地埋管，通過與土壤換熱，開啟高溫型地源熱水機組制備熱水。   在供暖季節，開啟一臺主機即可滿足供暖要求。按系統原理圖中的要求打開相應的閥門B，就可滿足為室內供熱的目標。同時可利用其中一臺機組的熱回收功能，實現對生活熱水的部分供應，如生活熱水需求量大，即開啟高溫型地源熱水機組制備熱水。

　　二、機組選型

　　根據冷熱負荷估算情況，考慮兩建筑使用時間及熱水供應情況，擬選用兩臺制冷量為595KW、制熱量為639KW（其中部分回收熱量為108KW供生活熱水）的部分熱回收地源源熱泵機組，同時配備一臺制熱量為60KW的全熱回收地源源熱泵機組，在過渡季節供生活熱水使用。根據廠家產品選擇設備如下：

　　地源熱熱泵設備技術規格書

　　鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70～90%的燃料內能為熱量，供用戶使用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節省約二分之一的能量；地源熱泵機組運行時，不消耗水也不污染水，不需要鍋爐，不需要冷卻塔，也不需要堆放燃料廢物的場地，環保效益顯著。

　　根據廠前區項目使用的實際特點，按照與傳統空調模式及VRV系統模式兩部分進行比較。

　　1、與傳統空調模式的比較。

　　地源熱泵空調與傳統空調模式室內部分（空調末端）一致，因此僅比較機房及室外部分。夏季按運行4個月，負荷系數取0.7，冬季按運行3個月，負荷系數取0.6。電價按1元/KWH計，燃油按4500元/噸計，燃氣按3.2元/立方計。油的折標煤系數為1.457kg/kg，氣的折標煤系數為

　　1.33kg/m3，電的折標煤系數為0. 122 9kg/kWh。

　　與傳統空調模式的投資比較表

　　2、與VRV空調機組+風冷熱泵熱水機組比較

　　由于VRV空調系統包含室內機部分，故地源水源熱泵機組也考慮室內末端部分。

　　與VRV空調機組+風冷熱泵熱水機組投資比較表

　　3、浙江LNG廠前區工程設計空調使用面積11568M2，使用地源熱泵技術全年可節約電能約76000KWh。雖然使用地源熱泵系統會使廠前區工程初期投資有所增加，但增量成本在系統運行4年內可收回。同時采用地源熱泵系統比風冷熱泵系統每年可節約能源折合90噸標準煤，并可減少221噸二氧化碳排放。

　　結論：綜合考慮初投資、運行費用、運行的安全穩定性、舒適度以及環保因素，同時考慮國家節能減排的政策，該項目采用地源水源熱泵系統是合理可行的。

　　我國地源熱泵的發展前景

　　今年三月八日國家財政部和住房和城鄉建設部聯合發布的進一步推進可再生能源建筑應用的通知，明確“十二五”可再生能源建筑應用推廣的目標“切實提高太陽能、淺層地能、生物質能等可再生能源在建筑用能中的比重，到2020年，實現可再生能源在建筑領域消費比例占建筑能耗的15%以上。  浙江省也提出了百萬平方米地源（水源）熱泵空調計劃實施方案，推進地源（水源）熱泵空調系統在建筑中的應用。通過實施百萬平方米地源（水源）熱泵空調計劃，力爭到2012年，使我省地源（水源）熱泵空調系統在建筑中的應用面積超過100萬m2，并形成比較完善的扶持政策體系。

　　在項目所在的寧波市地源熱泵空調系統屬于住房和城鄉建設部、市政府、市建委推廣使用的可再生能源建筑應用的范圍，日前浙江LNG廠前區地源熱泵業已作為建筑節能項目獲得市建委申報備案。

　　國家政策的大力支撐、技術優勢的重中之重、加上自身顯而易見的優點，地源熱泵全面興起的時機已經不遠了！

　　參考文獻

　　［1］夏偉方：淺談地源熱泵技術［J］哈爾濱，黑龍江科技信息： 2010，(1)

　　［2］徐偉等譯：地源熱泵工程技術指南［M］北京：中國建筑工業出版社，2001-11-1

　　［3］胡映寧：廣西應用地源熱泵節能環保供熱制冷系統的必要性與優勢 [J/OL J] 南寧：廣西建設監理在線.：  2006

　　［4］ 陳文明、王成勇、王雁生：地源熱泵熱水系統在廣州地區的應用分析［J］北京：地源熱泵，2007，(11)

　　［5］王鵬英：上海地區別墅建筑地源熱泵空調系統設計［J］北京：暖通空調，2003，(6)