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1地源熱泵技術的特點
1.1地源熱泵技術又稱地熱泵技術，是一種利用淺層常溫土壤中的能量作為能源的先進的高效節能、無污染、低運行成本的既可供暖又可制冷的新型空調技術。地熱泵技術是利用地下常溫土壤或地下水溫度相對穩定的特性，通過深埋于建筑物周圍的管路系統或地下水與建物內部完成熱交換的裝置。它完全不需要任何的人工熱源，徹底取代了鍋爐或市政管網等傳統的供暖方式和中央空調系統。冬季它代替鍋爐從土壤中取熱，向建筑物供暖；夏季它代替普通空調向土壤排熱給建筑物制冷。同時，它還能供應生活熱水，被稱為二十一世紀的“綠色空調技術”。
1.2目前國際上有兩種地源熱泵技術路線：土--氣型地源熱泵技術和水--水型地源熱泵技術
土--氣型地源熱泵技術以美國的技術為代表，水--水地源熱泵技術以北歐的技術為代表。二者的差別是：前者從淺層土壤或地下水中取熱或向其排熱，通過分散布置于各個房間的地源熱泵機組直接轉換成熱風或冷風為房間供暖或制冷。后者是從地下水中取熱或向其排熱，經過熱泵機組轉換成熱水或冷水，然后再經過布置在各個房間的風機盤管轉換成熱風或冷風給房間供暖或制冷。由于美國的土--氣型地源熱泵技術，可以不用地下水，采用埋設垂直管、水平管或向地表水拋設管路等多種方式，直接從淺層土壤取效或向其排熱，不受地下水開采的限制，推廣的范圍更大、更靈活。另外由于美國技術減少了地熱轉換成熱水和冷水的過程其熱損失減少，能源效率更高，供暖、制冷運行費用更低。
1.3地熱泵技術具有明顯減排溫室氣體和應用地區廣泛等特點
由于地熱泵供暖時70％以上的能源來源于土壤中的能量，30％以下的能源來源于電能，所以用它替代冬季采暖鍋爐，至少可減排溫室氣體70％以上。如能大面積推廣，可明顯減排溫室氣體。另外，土--氣型地熱泵技術所利用的能源是常溫土壤中的能量，并不需要特殊的地熱田或地下熱水。它只要有足夠進行熱交換的淺層土壤（-3.5℃以上的土壤或地下水）就可滿足地熱泵所要求的技術條件。中國城市中約有30－50％的建筑物具備此條件，可以使用地熱泵。從氣候區上看，從寒冷的黑龍江到炎熱的海南島都可使用。世界上絕大多數國家也具備應用地熱泵技術的條件。同時它不消耗也不污染地下水。在利用地下水時，地熱泵只向水中排熱或吸熱，并不用水，所抽取的地下水要全部回灌地下。
1.4地熱泵利用的是可再生能源，永無枯竭
地熱泵從淺層常溫土壤中取熱或向其排熱，淺層土壤之熱能來源于太陽能，它永無枯竭，是一種可再生能源。所以，當使用地熱泵時，其土壤熱源可自行補充，持續使用，不存在資源枯竭問題。
1.5高效節能，運行費用低
在供暖時，地熱泵技術可將土壤中的能“搬運”至室內，其能量70％以上來自土壤，制熱系數高達3.5-4.5，而鍋爐僅為0.7-0.9，可比鍋爐節省70％以上的能源和40%一60％運行費用；制冷時要比普通空調節能40％-50％，運行費用降低40％以上。高節能、低運行費用，為商業推廣創造了條件。
1.6地熱泵在歐、美是一種非常成熟的已完全商業化了的技術在美國、加拿大和北歐國家和地區，地熱泵技術已得到廣泛地應用，推廣速度以每年15％的速度遞增，形成了從制造商、工程商到培訓機構、技術開發機構、專業管理機構等一整套完整的產業體系。國際地熱泵協會（IGSHPA）、美國地熱泵協會（GHPC）已建立，他們己完全實現了商業化。
1.7地熱泵技術可實現分戶計量、可分期投資，不設室外機
由于美國的土--氣型地源熱泵是分散布置在各戶或各室的，它和普通家用空調一樣，實行單獨電費計量，克服了鍋爐采暖和中央空調制冷時的分戶計量難題。正由于它是分散安裝的，可分期分批投資，解決了中央空調機組必須一次投資到位的要求，從而降低了融資成本。地源熱泵空調，沒有室外機和冷卻塔，建筑物立面更清潔、更美觀。
2中領國政府合作在中國推廣美國地源熱泵技術的工作內容
中美兩國政府合作推廣美國土--氣型地源熱泵技術的協議書簽署后，兩國政府各委托一些專家就合作的具體內容共同起草合作計劃。1998年11月，兩國專家共同制定的《美國土--氣型地源熱泵技術在中國合作推廣計劃書》在美國華盛頓舉行的中美兩國《能源效率與可再生能源技術發展與利用領域合作議定書》工作小組的工作會議上獲得通過。《計劃》中規定：推廣工作分三個階段進行。
第一階段：建設示范工程。計劃在中國北方寒冷氣候區、中國中部長江流域溫帶氣候區、中國南方亞熱帶氣候區，各建設一座美國土--氣型地源熱泵示范工程。建成后除供示范外，還要進行數據采集工作，檢驗在不同氣候條件下，美國土--氣型地源熱泵的經濟和技術效果，為大規模推廣提供樣板、數據和經驗。示范工程建設采取政府支持企業運作的模式進行。
土--氣型地源熱泵技術的核心是如何實現與淺層土壤進行高效的熱交換，確保在投資不高于普通中央空調的條件下能長時間地穩
定地從土壤中取熱或向其排熱，實現供暖或制冷。考慮到中國還沒有掌握美國的土--氣型地源熱泵技術，《計劃》提出中方在從事新能源開發利用的單位中，分別從三類氣候區各選擇一家經濟和技術實力強的機構，作為美國地源熱泵技術的推廣單位，同美方推薦的機構一起建設示范工程，確保示范工程成功。
第二階段：合作推廣。當示范工程建成后，三個地源熱泵推廣單位與美國伙伴一起在中國進行推廣工作，提高公眾的認知率。推廣工作有兩方面內容。一是在中國的更多地方和在不同規模、不同用途建筑物中建設不同取排熱方式的地源熱泵系統，己便獲得廣大用戶的認知和認同。二是進行地源熱泵基礎設計能力建設和開展人員培訓技術交流活動，普及土--氣型地源熱泵知識。同時建立中國地源熱泵設計數據庫，編制適合中國水文地質條件、建筑規范、供暖制冷標準和建材、設備、勞動力價格的設計軟件，提高中國設計部門對美國土--氣型地源熱泵系統的設計水平。
第三階段：合資生產。當美國先進的土--氣型地源熱泵技術己為公眾認知，市場前景明朗之時，選擇幾家經濟、技術實力雄厚、管理嚴格并建立了現代企業制度的中國廠家，本著自愿、平等、互利的原則，同美國實力雄厚、技術先進的地熱泵生產廠商，經充分醞釀和洽商開展合資生產，降低地源熱泵生產成本，逐步提高國產化水平。合資工作將嚴格按市場方式進行，要注意引進競爭機制，防止不顧質量盲目追求利潤，敗壞地源熱泵技術信譽等惡性競爭現象發生。
3迎美國土--氣型地源熱泵示范班建設情況
經過反復篩選和充分論證，中國科技部和美國能源部選定了北京市計科能源新技術開發公司等三家單位，作為三個地熱泵推廣單位，分別負責三座土--氣型地源熱泵技術示范工程的建設和推廣工作。
在中國科技部的領導和全力支持及美國能源部的大力協助下，三座地熱泵示范工程相繼于2001年上半年陸續完成，開始試運轉。
三座美國土--氣型地源熱泵示范工程情況：
3.1中國北方冬季寒冷氣候區地源熱泵示范工程
項目名稱：北京嘉和園國際公寓地源熱泵示范項目
項目地址：中國北京市朝陽區霄云路32號
項目技術推廣單位：北京市計科能源新技術開發公司
項目房屋開發單位：北京富陽物業發展有限責任公司
熱泵安裝完成時間：2000年12月
項目概況：
·建筑類型：高檔公寓
·建筑結構：由三座塔式連體建筑組成，分別為30－32層。一層及裙房部分為會所、門廳以及公共活動區，二層為設備轉換層，三層以上為辦公用房和公寓住宅。地下三層包括設備用房及地下車庫。住宅從75m2至365m2共16種戶型
·建筑占地：14175平方米
·總建筑面積：88000平方米
·采暖空調面積：70000平方米
·熱交換三：1300冷噸
·熱泵類型：土--氣型地源熱泵
·地下熱交換形式：地下水式
·地源熱泵機組數量：501臺
·地熱泵機組生產廠家：美國Trane公司
·深水井數量：4口，2抽2灌
·井深：160米
·井管直徑：500毫米
·單并涌水量：200噸/小時
·氣流組織形式：采用上（側）送上回或上（側）送門縫回，減少占用空間面積
·噪音水平：立式機組設在一個小機房內，墻壁貼有吸聲材料，門采用隔音門；臥式機組裝在吸音吊頂內，四周墻壁貼有吸聲材料，機組送、回風管均設有消聲靜壓箱或采用消聲管道（玻纖風管），使房間內噪聲≤30dB(A)
投資及初步運行費用結論
：
地源熱泵系統比傳統中央空調系統總投資減少1.5％，為38.9萬元；年度運行費減少43.6％，為116.l萬元；占地費減少50％，為43.75萬元。地源熱泵系統平均初投資約為360元/平方米。
北京地區各種采暖方式運行費用比較：
據今年4月報載，經初步測算每采暖季（125天）北京地區每建筑平米的各種采暖運行費用：獨立燃氣采暖爐30-40元；電纜地板采暖20-25元；電熱膜采暖20—34元；天然氣集中供熱28元；燃煤集中供熱16元；北京地熱泵示范工程初步測算12.9元。從中可見地熱泵供暖運行費用最低。
3.2中國中部夏季悶熱、冬季陰冷氣候區地熱泵示范工程
項目名稱：寧波雅戈爾工業城地源熱泵示范項目
項目地址：中國浙江省寧波市
項目特點：玉棟建筑制冷取暖并重
項目規權：建筑面積92505平方米
總冷負荷：2483冷噸
系統類型：地下水式土--氣地源熱泵系統
項目預算：2500萬元人民幣，其中進口設備約134萬美元
技術推廣單位：中華企業集團上海鼎達能源新技術開發有限公司
項目進度：分期建設。第一期為38380平方米服裝廠房，安裝熱泵150臺，1070冷噸，進口設備價值42萬美元，2001年5月安裝完畢。第二期正在安裝之中。新晨
熱泵機組生產廠商：美國Tane公司
3.3中國南方亞熱帶氣候區地熱泵示范工程
項目名稱：廣州松田職業技術學院地熱泵示范項目
項目地址：中國廣東省廣州市增城區
建筑類型：教學樓、辦公樓
項目特點：制冷為主，取暖為輔
項目規模：總建筑面積52000平方米，分期建設
總冷負荷：2045冷噸
系統類型：水平管路加地下水式土--氣地源熱泵系統
項目預算：1474萬元，其中進口設備1262558美元
技術推廣單位：廣州信利達熱泵科技有限公司
美國熱泵生產廠家：FloridaHeatPumpEnvironmcntalEquipment公司
第一期熱泵安裝完成時間：2000年10月
第一期工程概況：
·房屋類型：教學樓
·建筑面積：6000平方米
·制冷面積：3250平方米
·地熱泵數量：48臺
·井深：43米
·水量：38噸/小時
·循環水量：113噸/小時
·總造價：243萬元
·平均造價：405元／建筑平米
運轉測試情況（以語音室為例）
·室外氣溫：32.3℃，晴，有陽光照射
·教室面積：150平方米
·房內人數：53人
·機組配置：5冷噸1臺、3冷噸1臺，共8冷噸
·測試時段：下午2：30－4：15
·運行情況：
開機10分鐘，室溫30℃
開機20分鐘，室溫26.5℃
開機30分鐘，室溫23.6℃，以后保持在23.6℃
·室內最大溫差：正負l℃
·兩臺熱泵總功率：6.29KW
目前，三座美國土一氣型地熱泵示范工程除北京地熱泵示范工程已全部建成外，其他兩座只完成第一期工程的建設，后續工程將于明后年全部建成。
4下一步工作
三座美國土--氣地源熱泵示范工程的建成，特別是作為世界上單體建筑物采用地源熱泵供暖和制冷的建筑中高度第一，建筑面積第二（僅小于美國肯塔基州路易斯威爾市高特·豪斯飯店），技術最先進的北京土--氣型地源熱泵示范工程的投入運行，己經在國際和國內引起廣泛地關注，國內外參觀訪問者應接不暇，美國土--氣型地源熱泵技術的認知度迅速提高。北京市計科能源新技術開發公司等三個美國土--氣型地源熱泵技術推廣單位，相繼進入了推廣階段。
4.l全面系統地開展數據采集和經濟技術分析工作
北京市計科能源新技術開發公司在有關部門的支持下，投入人力和資源，對北京地熱泵示范工程開始了數據采集和經濟技術分析工作。數據采集將從投資、運轉費用、供暖制冷效果、技術參數等方面進行全方位的采集工作。數據采集將持續一年。在取得整個供暖季和制冷季的完整數據的基礎上，結合與其他采暖、制冷技術的比較，進行經濟技術分析，就初投資、采暖制冷效果、技術穩定性、運行費用節省情況，節能效果等方面給出嚴格、科學的結論，為在中國大規模推廣美國土--氣型地源熱泵技術和提高、改進設計水平，提供科學依據。
4.2采用市場運作方式進行推廣工作，建設新的土--氣地源熱泵工程
目前，中國政府加大了對大氣污染的控制與治理力度，北京等一批冬季采暖的大城市陸續通過立法限制冬季燃煤取暖。公眾也將改善大氣質量作為自己改善生活質量的重要內容而給予積極配合。這就為無污染的地熱泵技術提供了巨大的市場需求。同時，隨著天然氣等價格較貴能源進入采暖消費領域，土--氣型地熱泵與之相比；運行費用低廉的優勢更加明顯（每采暖季每平方米采暖費，地熱泵可以比天然氣采暖降低60%以上）。還有，城市綠地的增加為采用土--氣型地熱泵技術提供了更多的可利用的土壤條件，這也將導致美國土--氣型地源熱泵技術的認同迅速擴大。從三個推廣單位接到的想采用土--氣型地源熱泵技術的眾多項目看，其地域范圍北起黑龍江南到廣東，東起上海西到甘肅、青海。新疆，幾乎涵蓋了中國大部分區域。北京市計科能源新技術開發公司等三個單位正在建設和醞釀、籌劃建設的新土一氣地源熱泵項目，其總冷噸數，將超過三座示范工程的總冷噸數，這標志三座示范工程的示范作用已得到發揮，推廣工作正在穩步進行。
4.3國際合用將得到擴大，合資生產美國土--氣地源熱泵機組有可能提前實現，人員培訓、技術交流將廣泛展開
今年以來，美國能源部等國際上一批機構表示愿意繼續幫助和支持中國推廣這種具有明顯節能、環保效果的新的地源熱泵技術。中國科技部、國家經貿委、國家計委等機構和一些地方政府也表示將繼續支持推廣工作。人員培訓和技術交流活動正日益增多。北京市計科能源新技術開發公司成立了專門從事地源熱泵推廣工作的熱泵事業部，并派員赴美國進行了長時間的系統培訓，成為國際地熱泵協會會員和取得了該會注冊工程師資格；同美國地熱泵生產商、工程商和設計、技術開發、培訓部門建立了廣泛的聯系和合作關系。合資生產土--氣型地源熱泵機組的準備工作正在緊張進行，預計今年年底第一家合資生產廠將投入生產。這一切都預示，大規模推廣土--氣型地源熱泵技術的形勢將在幾年內形成。