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冬取夏存，地能技术能否取代空调？
来源：科技日报 发布日期：2008年09月05日 浏览人数：8 刚入夏季，新疆阿克苏市的最高气温就达到了33℃，然而地源热泵技术却让阿克苏的居民不用空调也能清凉一夏，室内温度只有20℃左右。请关注——冬取夏存，地能技术能否取代空调？ 通过机组的工作，将室内的热量搬运到地下从而达到制冷的目的，而储存起来的热量又可以在冬季进行供暖，这种一举两得的技术就是地源热泵技术。该技术使室内温度可以控制在22℃—24℃之间，而运行费用只有传统空调的1/3左右。
人们不禁会疑问，地源热泵究竟是一项什么样的技术，为什么会有如此神奇的作用？
地能为冬夏冷热交换
长期致力于此项研究的北京工业大学环境与能源工程学院吴玉庭副教授介绍，地源热泵是利用水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量取出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。
在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽—液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过冷媒/空气热交换器，以13℃以下的冷风的形式为房间供冷。
在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以35℃以上热风的形式向室内供暖。
对于这个复杂的工作原理，东方新世纪建安公司地源热泵开发部经理江鸿山把其概括为：利用热泵这个机器，冬天从土壤里借热量，夏天再还给它。它是一个永远循环的过程，在采暖和制冷的过程中，没有产生任何污染。
是否适用于所有建筑
地源热泵技术是仅仅适用于水资源比较丰富的地区，还是适用于所有的建筑？在吴玉庭看来，地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、热泵机组和室内采暖空调末端系统。根据室外地能换热系统的不同可分为：土壤源热泵系统，也叫地埋管热泵系统，该系统是近年来国际流行的地下系统类型,也是最为安全、对环境破坏最小和使用寿命最长的地下系统。该系统比较环保，对地下水没有任何污染，也不抽取地下水。它的使用范围不受水资源的限制，但土壤源热泵的最初投资一般比水源热泵要高30%%左右，而且土壤源热泵一般适用于低密度建筑，对于高密度建筑可能周围没有足够的土地布置地埋管换热系统。
地表水热泵系统的一个热源是池塘、湖泊或河溪中的地表水。在靠近江河湖海等大体量自然水体的地方利用这些自然水体作为热泵的低温热源是值得考虑的一种空调热泵的型式。当然，这种地表水热泵系统也受到自然条件的限制。此外，由于地表水温度受气候的影响较大，与空气源热泵类似，当环境温度越低时热泵的供热量越小，而且热泵的性能系数也会降低。一定的地表水体能够承担的冷热负荷与其面积、深度和温度等多种因素有关，需要根据具体情况进行计算。
吴玉庭特别强调，我国总体上是一个缺水的国家，特别是北方地区水资源的短缺是制约当地经济发展的主要因素之一。因此，采用这种系统首先取决于是否有充足的地下水资源；同时，它对环境的影响也是不可忽视的。为此，我国推广地下水热泵应慎重，必须制定严格的地下水源热泵用水、排放、回灌的法规与标准，切实保护我国的地下水资源及蓄水层水质。
大规模推广存在困难
目前，地源热泵技术已经得到政府和广大公众的认可，建设部已将热泵技术列入可再生能源建筑的主要技术，国内许多城市，如北京、沈阳、山东、河北、新疆等众多省市均已把其列入大力推广的建筑节能技术之一。
但吴玉庭认为，热泵技术的推广是毋庸置疑的，然而不同的热泵形式具有不同的使用条件，希望各个城市在推广热泵技术时一定不要盲目，最好聘请该行业的技术专家组成专家组，对该地区进行详细科学规划，以确定热泵推广方案；如果盲目推广，则可能会引起地下水资源的短缺，或引起地下土壤的温度变化，影响生态健康。同时，我国热泵的应用面积虽已达到几千万平方米，热泵机组生产厂家已经有几十甚至上百家，但必须指出，我国热泵机组的生产厂家大都是组装型企业，缺乏核心技术。特别是热泵机组的核心部件制冷压缩机，在我国技术还比较落后，大部分依靠进口。北京工业大学研制成功了单螺杆制冷压缩机，填补了我国在单螺杆制冷压缩机的空白，目前单螺杆制冷压缩机已实现系列化和小批量生产，并通过了新产品鉴定，但单螺杆制冷压缩机的大规模产业化还需得到社会和政府的支持。
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