【正文】 的地區(qū)也不少。 X o n v 太陽輻射熱量有季節(jié)、晝夜的規(guī)律變化，同時還受陰晴云雨等隨機因素的強烈影響，故太陽輻射熱量具有很大的不穩(wěn)定性。根據(jù)全國 700 個氣象臺站長期實測積累的數(shù)據(jù)資料表明，我國各地太陽能年輻射總量大約在 ~(80~200kcal/)之間。 可以說太陽能是地球上一切能的主要來源，它是無窮無盡的，無公害的干凈能源，也是 21世紀以后人類可期待的最有希望的能源。其中包括可用地下水含量、可用地表水面積、現(xiàn)場土地面積、潛在熱回收能力、建筑物高度和規(guī)模、機房面積和當(dāng)?shù)匾?guī)劃要求。 地表水地源熱泵 . 地表水地源熱泵系統(tǒng)，由潛在水面以下的、多重并聯(lián)的塑料管組 成的地下水熱交換器取代了土壤熱交換器，與土壤熱交換地源熱泵一樣，它們被連接到建筑物中，并且在北方地區(qū)需要進行防凍處理。深井水的水溫一般約比當(dāng)?shù)貧鉁馗?1~2℃ 。O } H )O $~ 6X I P 無論是深井水，還是地下熱水都是熱泵的良好的低位熱源。 b39。通常系統(tǒng)包括帶潛水泵的取水井和回灌井。開式系統(tǒng)在適當(dāng)?shù)牡叵滤畻l件和建筑物參數(shù) 下 是 一 個 有 吸 引 力 的 選 擇 方 式 ， 但 必 須 謹 慎 的 使 用 。開式地下水地源熱泵系統(tǒng)是將地下水直接供應(yīng)到每臺熱泵機組，之后將井水回灌地下。 )q g ] s ^ U y b \ n地下水地源熱泵 。不同的管溝或豎井中的熱交換器成并聯(lián)連接，再通過不同的集管進入建筑中與建筑物內(nèi)的水環(huán) 路相連接。 E Z:M E,c!_ ` oV J7w 2．不同的地源熱泵系統(tǒng) 土壤熱交換器地源熱泵 。 地源熱泵（ GSHP）是一個廣義的術(shù)語，它包括了使用土壤、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統(tǒng)，即地下耦合熱泵系統(tǒng)（ ground – coupled heat pump systems, GCHPs） , 也叫地 下熱交換器地源熱泵系統(tǒng)（ ground heat exchanger）；地下水熱泵系統(tǒng) (groundwater heat pumps, GWHPs), 地表水熱泵系統(tǒng)（ surface – water heat pumps, SWHPs）。 b+ xZ n C h 39。理論研究主要集中在埋地換熱器的傳熱模型與管間距和大地初始溫度的研究。在研究領(lǐng)域，過去幾年里國內(nèi)許多大學(xué)先后建立了地源熱泵實驗臺，進行了地下埋管換熱器與地面熱泵設(shè)備 聯(lián)合運行實驗。我國氣候條件與美國比較相似，所以北美的地源熱泵方式對我國更具借鑒意義。目前美國地源熱泵的銷售數(shù)量以每年 20%的速度遞增， 2021年全美銷售數(shù)量達 40萬臺。在美國地源熱泵系統(tǒng)占整個空調(diào)系統(tǒng)的 20%，是美國政府極力推廣的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。 9e(X V%G n*I,P g1F w 經(jīng)過近 50年的發(fā)展 地源熱泵技術(shù)在北美和歐洲已非常成熟，是一種廣泛采用的供熱空調(diào)系統(tǒng)。 20世紀 50年代歐洲和美國 開始了研究地源熱泵（ GSHP）的第一次高潮，美國愛迪生電子學(xué)院最早研究閉式環(huán)路熱泵系統(tǒng)，印地安納洲的印地安納波利斯是最早安裝閉式環(huán)路地源熱泵系統(tǒng)。 地源熱泵的概念最早出現(xiàn)在 1912 年瑞士的一份專利文獻中。減少我國冬季采暖所造成的大氣污染，降低供暖空調(diào)系統(tǒng)的能耗、節(jié)約能源是建筑節(jié)能和暖通空調(diào)工作者一直追求的目標。 關(guān)鍵詞：地源熱泵 太陽能熱泵 設(shè)計原則 存在問題 發(fā)展前景 X h S7G ` g*K jP*A Application of Ground Source Heat Pumps and Solar Energy Heat Pumps in Buildings Abstract: Review the progresses of GSHPs amp。地源熱泵、太陽能熱泵在建筑中的應(yīng)用 中國建筑科學(xué)研究院空調(diào)所 徐 偉 *p,t O y0] U 此論文為 ―中國國際建筑節(jié)能研討會 ‖（ 2021 年 12月 20~21 日 上海）專用論文，本次會議由建設(shè)部科技發(fā)展促進中心主辦。以下為論文正文： F A9{~ !d1D :X Y 提要：本文簡要回顧了國內(nèi)外地源熱泵發(fā)展的過程，介紹了地源熱泵、太陽能熱泵的原理和系統(tǒng)組成，闡述了地源熱泵、太陽能熱泵系統(tǒng)的設(shè)計原則；通過若干地源熱泵、太陽能熱泵工程實例分析了地源熱泵的 技術(shù)經(jīng)濟性；針對當(dāng)前工程中所存在的問題進行了分析和探討；對地源熱泵、太陽能熱泵的發(fā)展前景進行了展望，并提出了當(dāng)前急需要做的幾項工作。 SEHPs in the world and China. Introducing the principles and systems of GSHPs and SEHPs. Stating the designing criteria of GSHPs and SEHPs. Analyzing the technical and economical performances of GSHPs and SEHPs through some actual projects. Discussing the problems existed in the finished projects. Prospecting the future development of GSHPs and SEHPs in China and putting forward the some urgent tasks recently. Keywords: Ground source heat pump Solar energy heat pump Designing principles Existing problems Prospects 7kS Z y A9i *vs5U1t c ^ 9y ^ 一、引言 W a Z ? Z o o(Y5v I x 隨著我國建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，對建筑節(jié)能的要求越來越高。地源熱泵供暖空 調(diào)系統(tǒng)通過吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源，冬季從大地吸收熱量，夏季向大地放出熱量，再由熱泵機組向建筑物供冷供熱，該系統(tǒng)和常規(guī)的供熱空調(diào)系統(tǒng)相比大約節(jié)能 50%，是一種利用可再生能源的高效節(jié)能、無污染的既可供暖又可制冷的新型空調(diào)系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于商業(yè)樓宇、公共建筑、住宅公寓、學(xué)校、醫(yī)院等建筑物。開放式地下水熱泵系統(tǒng)在 20 世紀 30年代被成功應(yīng)用。直到20世紀 70 年代，世界石油危機使得人們關(guān)注節(jié)能、高效用能，地源熱泵的研究進入了又一次高潮，這時瑞典的研究人員開始應(yīng)用塑料管在閉式環(huán)路地源熱泵系統(tǒng)上，地源熱泵的推廣應(yīng)用迅速展開。針對地源熱泵機組、地?zé)釗Q熱器以及系統(tǒng) 設(shè)計和安裝有一整套標準、規(guī)范、計算方法和施工工藝。到 1997 年底，美國有超過 3 萬臺GSHP系統(tǒng)在家庭、學(xué)校和商業(yè)建筑中，每年約提供 8000 – 11000GWh的終端能量，另據(jù)地源熱泵協(xié)會（ GSHP）統(tǒng)計，美國有 600 多所學(xué)校安裝有 GSHP。 在實際工程應(yīng)用中，北美對地源熱泵應(yīng)用偏重于 地源熱泵全年冷熱聯(lián)供，采用閉式水環(huán)熱泵系統(tǒng)（ WLHP）；歐洲國家偏重于冬季供暖，往往采用熱泵站方式集中供熱供冷。 m Q c g D Q 在我國，地源熱泵的研究起始于 20世紀 80 年代，最近 5 年該項技術(shù)成了國內(nèi)建筑節(jié)能及暖通界熱門的研究課題，也開始應(yīng)用于工程實踐，與此相關(guān)的熱泵產(chǎn)品應(yīng)運而生，掀起了一股 ―地?zé)峥照{(diào) ‖的熱潮。實驗研究的重點均放在土壤熱泵的地下埋管換熱器上，主要研究：單位管長的放熱量和吸熱量確定；系統(tǒng)的 COP和 EER確定；換熱器合理管間距的確定；土壤熱物性參數(shù)的確定等。在工程應(yīng)用方面， 1996 年至 2021 年間在山東、河南、北京、遼寧、河北、江蘇、上海等地建成了地源熱泵工程，發(fā)展速度很快，地源熱泵技術(shù)正被越來越多的人們所了解。 D e ]9\ RN T l/n!A 二、地源熱泵、太陽能熱泵的原理和