浅析地源热泵\太阳能热泵的发展及相关问题
摘要：根据热源形式的不同，热泵可分为空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵和太阳能热泵等。地热能受地表土壤、浅层水、设备投资等方面的影响较大，而太阳能受季节、气候、地理位置的影响较大。若节能的地源热泵与太阳能互辅互助,简化了太阳能空调系统的构成,增加了系统的可靠性。本文则概述地源热泵与太阳能热泵及其发展，浅析各自缺点以及思考。
关键词：环境地源热泵能源太阳能热泵发展
中图分类号：p754.1 文献标识码：a 文章编号：
一．地源热泵与太阳能热泵概述与发展
1.1地源热泵概述及发展
地源热泵的英文简称为gsh，它作为一个广义的专业术语，其运行原理主要为机械蒸汽压缩——制冷进行循环运行的系统。该系统最大的功效就是可以将热量从地表层排出或者是从地表层吸收热量，这主要是根据内外的温差进行控制的，这就可以有效地节省电的使用，也是非常智能的。地源热泵主要包括水平地埋管土壤地源热泵系统、垂直地埋管土壤地源热泵系统、地表水地源热泵系统、地下水地源热泵系统四种系统，这四种系统互相影响，互相作用，缺一不可。地源热泵在我国的发展可以分为三个阶段：
(1) 起步阶段（20 世纪80 年代～21 世纪初）从1978 年开始，中国制冷学会第二专业委员会连续主办全国余热制冷与热泵学术
会议。自20 世纪90 年代起，地源热泵概念开始进入我国科研工
作者的视野并逐步得到重视。2002年又于北京组织召开了世界第七次热泵大会。可以看出，我国对热泵技术的研究起步较早。1997年，从专业人员到政府管理部门都逐步认识并且接受了热泵这个高效
节能的产品，一些建设人员、专业设计人员开始主动学习了解地源热泵。
(2)推广阶段（21 世纪初~2004 年）进入21 世纪后，地源热泵在我国的应用越来越广泛，截至2004 年底，我国制造水源热泵机组的厂家和系统集成商有80 余家，地源热泵系统在我国各个省市地区均有应用。这个阶段相关科学研究也极其活跃。2000 -2003 年的4 年间，每年平均获得专利项目数71.75 项，为1989-1999 年每年平均获得专利项目数的4.9 倍，有关热泵的文献数量剧增，相关高校的硕士、博士论文也在不断增多，屡创新高。2001 年，由中国建筑科学研究院空调所徐伟等人翻译的《地源热泵工程技术指南》为我国广大地源热泵工作者所了解，相关工程技术的概念和标准化做法为我国地源热泵从业相关技术人员提供了参考。
(3).快速发展阶段（2005 年至今）
2005年后，随着我国对可再生能源应用与节能减排工作的不断加强，《可再生能源法》、《节约能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《民用建筑节能管理条例》等法律法规的相继颁布和修订，财政部、原建设部两部委对国家级可再生能源示范工程和国家级可再生能源示范城市的逐步推进，奠定了地源热泵在我国建筑节能与可再生能源利用中的重要地位，各省市陆续出台相关的地方政策，设
备制冷厂家不断增多，集成商规模不断扩大，新专利新技术不断涌现，从业人员不断增多，有影响力的大型工程不断出现，地源热泵系统应用进入了爆发式的快速发展阶段。
1.2 太阳能热泵概述
对于太阳能而言，太阳向地球辐射的能量十分巨大，太阳能地源热泵,包括地源热泵系统、太阳能电热联产组件、太阳能功率驱动器；太阳能功率驱动器主要由超级电容器、充放电控制及检测控制电路组成,其中超级电容器和充放电控制电路构成蓄电电路,该蓄电电路的充电端与太阳能电池组件的电池连接,输出端作为电源为地源热泵系统供电。一年四季太阳能所发电经由功率驱动器收集供地源热泵用,这样更能有效降低建筑能耗。
二．地源热泵与太阳能热泵发展中存在问题
2.1我国地源热泵发展中存在的问题
2.1.1政府政策支持与财政补贴稍显薄弱
地源热泵是一项节能环保的技术体系, 但目前来讲在房地产应用推广中投资还是相对较高, 开发商不愿意在自己的系统中使用这种技术, 政府在政策上的支持力度还是稍显单薄, 鼓励与补贴政策也还不很明确。建议应象国外机构一样对此类系统设立专项基金给予支持。地源热泵的市场需要政府从可持续发展的角度, 综合能源环保和资源等各个方面的考虑, 调整政策, 促使其健康有序的发展。
2.1.2 对地源热泵系统研发还不够深入
地源热泵作为一种新的科学技术, 目前在国家标准规范、宣传材料、系统图集方面还有所欠缺, 同时在科研上还有一些问题没有取得突破, 比如: 土壤源地源热泵系统的地下温度场的计算方法不统一; 海水源地源热泵系统海水取水口的设置; 地下水地源热泵的地下管井的设计与施工、水源的探测开采、供水过滤、水质防腐处理、取水回灌的成套技术等问题都还没有较好的解决方法; 对于已经完成并且运行的地源热泵系统, 对其能效性能缺乏正确的评估体系也是影响其正常发展的原因之一
2.1.3 国内地源热泵产品生产商的产品型号不全,可靠性不高。目前国内生产水一水热泵的厂家已经超过20个, 但是产品的性能和质量令人担忧。大部水一水热泵产品未进行正确、严格的设计计算, 也未经过权威机构的检测, 因此产品的性能与产品样本差异较大, 导致工程失败的例子屡见不鲜。国产水一水热泵的质量有待提高, 产品规格、型号、性能参数各异, 难以评价。且目前国内用于地源热泵系统的产品规格型号较少, 难以满足工程的需要。
2.1.4 缺乏必要的宣传推广活动。已经成熟的技术没有得到及时广泛的推广和普及, 也给此项技术的应用造成了一些障碍。地源热泵工程设计作为一项技术含量较高的技术, 目前仅掌握在少数科研单位手中, 各大设计院的设计人员还没有完全掌握。地源热泵的推广应用,目前缺乏各个专业、各个领域人们的共同配合, 缺少从政府政策、主机设计制造、系统的设计和运行管理等各个方面的共同参与。
2.2 我国太阳能热泵的发展存在着一些问题：
2.2.1投资经济性。
能源结构和燃料价格直接影响太阳能热泵的经济性，例如，我国西部地区以煤炭为主的能源结构以及较低的燃料价格必将影响太阳能热泵的市场竞争力。同时，太阳能热泵系统初投资偏高也是影响其经济性的重要因素之一。
2.2.2性能可升性。
各种类型的太阳能热泵性能有待提高，要使部件之间的匹配关系达到投资运行最佳效益，要将系统设计与建筑设计结合起来，既要考虑系统性能又要考虑建筑美观，要实行智能化控制，这需要各个专业、各个领域的人共同努力、相互配合。
2.2.3公众对这一技术缺乏足够的了解和认识。
目前，在我国制约太阳能热泵应用的主要障碍是系统初投资较高以及政府、建筑设计人员和公众对这一技术缺乏足够的了解和认识。通过政府部门、科研机构和工程技术人员的共同努力，借鉴国外的成功经验，我国太阳能热泵将得到较快的推广和发展。三．地源热泵与太阳能热泵发展问题的思考
3.1 太阳能与地源热泵联合运行方式的可靠性及运行比例问题，有待于通过实验来进行验证。
3.2 太阳能-地源热泵系统的研究缺乏必要的工具和手段，特别是对地下的动态的研究需要实际工程的检验。
3.3 太阳能作为地源热泵的辅助热源，用来提高蒸发器的蒸发温
