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地源熱泵技術的發展及其優點
點擊次數：1714 來源：更新時間：2008-06-26
      地源熱泵實際上是一項非常古老的技術，四十年代便有應用，只是近五年來相關技術發展，使其迅速商業化。地源熱泵的名稱早出現在1912年瑞士的一份專利文獻中，20世紀50年代歐洲出現了利用地源熱泵的第一次高潮。在此期間，Ingersoll和Plass根據Kelvin線源概念提出了地下埋管換熱器的線熱源理論，但當時由于能源價格低，系統造價高，沒有得到廣泛應用。70年代，石油危機把人們的注意力集中到節能、高效益使用能源，使地源熱泵的發展進入了高潮階段，此時地下埋管已由早期的金額管改為塑料管。這個時期歐洲建立了不少水平埋管換熱器的地源熱泵，但主要用于冬季供暖。80年代初開始，美國、加拿大開展了冷暖聯供地源熱泵方面的研究工作，不少文獻報道了地源熱泵不同形式地下埋管換熱器的傳熱過程及模型，并有部分工程的運行總結和性能比較。
      美國能源部（DOE）和美國環境保護署（EPA）均已確認，地源熱泵系統是目前效率高、對環境有利的熱水、取暖和制冷系統。一方面它利用地下土壤或巖石的相對穩定溫度使取暖和空調系統在全年都能維持高效運行，為地源熱泵用戶節省電費20－50％。
      從一些文獻的計算結果可以看出，多區頂風系統、單區頂風系統、冷水變風系統和多區地源熱泵系統的效率比分別為1.54kw/ton、1.40kw/tom、1.23kw/ton和0.88kw/ton，kw/ton表示千瓦耗電/噸制冷量。可見，與傳統空調相比，地源熱泵系統的效率比好。
      另一方面，在同等條件下，采用了地源熱泵系統的建筑物能夠減少維護費用。地源熱泵非常耐用，它的機械運動部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安裝在室內，從而避免了室外的惡劣氣候，其地下部分可保證50年，地上部分可保證30年，因此地源熱泵是免維護空調，節省了維護費用，使用戶的投資在三年左右即可回收。對林肯城和內布拉斯加這兩處地方和20所學校進行了有關空調系統維護費用的調查。這20所學校采用了4種不同的供冷方式：地源熱泵系統（GHP）、帶有熱水鍋爐的空氣冷卻器（ACC/GHWB）、帶有熱水鍋爐的水冷卻器（WCC/GHWB）、帶有蒸汽鍋爐的水冷卻器（WCC/GSB）。。
      在亞特蘭大市，對每戶家庭采用空冷熱泵系統每年的費用是826美元，采用普通空調系統的費用686美元，采用地源熱泵系統的費用是397美元。可見，地源熱泵系統的運行費用相對于其它空調系統來說是相當低的。
      更重要的一點是，地源熱泵系統所使用的制冷劑在工廠里注入并被完全密封，使用過程中絕無泄漏，用戶任何時候均不必添補制冷劑，因而減少了對臭氧層的破壞。該系統可用于不同結構、不同面積的居民建筑上，可在新建筑施工時安裝，也可用于舊建筑的改造，其在設計中的彈性使得它成為一個非常吸引人的空調選擇。地源熱泵在去濕方面有特別的長處，因而非常適合于夏季炎熱而潮濕的氣候，如果在空氣配送裝置上加上空調器，地源熱泵在這一點上的特點將更加突出，因此若要達到室內空氣質量標準，地源熱泵系統也是一個非常好的選擇。
      地源熱泵正是有以上優勢、政府辦公樓、公寓和餐館等等。根據民用美國阿可拉荷馬州電力公司在紅河谷所作的用戶調查：如果要1分至10分之內打分，99％的地源熱泵空調用戶對其在夏天的制冷能力打8分以上，73％的用戶打了滿分10分。
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