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全球地源热 泵技术发展现状及趋势
来源:   作者:  发布于:2013-1-26 13:43:11  点击量 :
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热泵技术作 为重要的节能减排技术,市场前景十 分广阔。越来越多的国家及政府企业意识到热泵可以带来的节能及环保效益,市场数据也 说明了未来发展趋势良好。而今,由于可再生 能源作为低位热源使热泵系统受其变化影响较大,根据各个国 家及地区的实际情况不同,采用复合热 泵技术可以实现更好的节能环保效果。也正因为如此,各个国家及 地区由于实际情况不同,关注的地源 热泵技术也不同,从换热器、 热泵机组到系统控制优化等各方面都有研究。值得一提的是,各种热泵形 式在不同建筑中应用及优化研究也是热泵技术应用研究重点之一。

在“2011全国热泵年 会暨技术创新与行业发展高层论坛”上,全国暖通空 调学会理事长徐伟先生为大家介绍了第十届IEA热泵会议的 情况,并就IEA会议进行了 分析和总结,以“国际热泵技 术发展”做了主题演 讲。

据介绍,IEA热泵会议是 世界顶级的热泵会议,会议以技术 交流为主,涵盖了行业 学术、企业、管理、工程等各方面内容。相关数据显示,第十届IEA热泵会议欧 洲及日本地区对热泵技术研究仍然较多。在文章收录方面,较上届会议 收录总数提高了16%,这无疑表明 了近年来热泵研究十分活跃。在谈及第十届IEA热泵会议的 文章收录情况时,徐伟指出,“国内论文在 技术方面主要涉及技术发展、地源热泵、热泵应用三个领域,收录文章篇 数位居第二,涉及最多的 是系统和器件,其次是地源 热泵,再次是空气源热泵    。可以说,我国近年来 的热泵研究工作不断展开,并呈上升趋 势。”

近年来,各国热泵装 机量均处于上升趋势。热泵销售及装机量的上升,是与当前各 国能源价格及温室气体的减排压力相关的。在数量提升的同时,各国对热泵 机组能效的提升研究也在不断加强。在此次年会上,徐伟就各国 热泵方面的政策和市场发展趋势进行了具体的分析,详细解读了 热泵技术及应用的情况。

徐伟在分析 中指出,加拿大这种 高纬度的寒冷地区,地源热泵占 了相当一部分比例。

因此,地源热泵技 术的研究就显得尤为重要了。通过对应用于独栋住宅中的地源热泵进行研究,结果表明,理论计算COP与实际测试 SCOP是存在差距 的,实测COP比理论计算 低15%左右。加拿 大还就多伦多地区的31个项目现场 进行了热响应实验,得到了整个 多伦多地区热物性的变化范围,同时还证明 了地下水可以提高换热系数并降低热阻。由此可见,无论是在技 术方面的发展还是市场方面的发展都取得了一定的成绩。

本次年会上 ,徐伟院长对 瑞典地源热泵行业的发展情况做出了分析。他指出,瑞典的热泵 技术更是处于北欧的领先水平。热泵委员会秘书处就挂在瑞典国家测试研究院。与我国不同的是,他们的热泵 分类方式,并非按空气 源和地源分类,而是跟热泵 机组的方式有关,且瑞典是不 做回填的。徐伟报告中还指出,技术研究方 面,瑞典针对垂 直地埋管换热器的数据及新型换热器、地源热泵系统的系统运行系数SPF、地源热泵 系统在不同类型建筑中的应用、新型制冷剂在热泵中的应用、热泵在低能耗建筑中的应用及热泵系统评价性能系数等方面开展了深入的研究。

徐伟在报告 中重点提到了作为2011年热泵会议 举办国的日本。在热泵技术上日本处于世界领先水平,技术研究上 也有着突出成果。据资料显示,RAC的收益值从 1997年的3.5到2010年的6.8,增长速度惊 人。徐伟就日本热泵技术方面也做了介绍,他说,日本针对地 源热泵系统与太阳能、空气源及蓄能罐联合运行进行了研究。在基于实际运行数据对桩基短期蓄能地源热泵系统进行的研究中,结果显示,日间供冷与 夜间供生活热水的运行模式可使地源热泵系统取得更好的效率。而对采用地下含水层蓄能的地下水源热泵进行研究,通过测试结 果对由于地源热泵系统运行以来的土壤温度场改变进行评估。多源热泵系统方面,将太阳能、 土壤能和空气源等多种方式连接起来作为热泵的低位热源,与传统热泵 相比可减少电力消耗夏季最大44%,冬季39%。在选择制 冷剂代替方案方面,发达国家及 发展中国家,要根据不同 地区和不同应用条件,选取不同的 制冷剂替代方案。在分析改变制冷剂流量热泵系统理论及实践应用研究问题时,徐伟表示,采用减少改 变制冷剂流量系统能耗的算法可以使系统具有较高COP。日本还在 垂直地埋管换热器的数据及新型换热器、复合热泵系统、新型制冷剂在热泵中应用、吸收式热泵、热泵在工业中的应用以及热泵系统评价性能系数几个方面的研究中取得了显著的成果。

徐伟分析我 国的发展情况时说,在不同的建 筑中运用地源热泵系统时,基于概率的 理论,对TRT测试结果进 行了统计分析,该方法提高 了结果的可靠性,可以提供更 有效的设计指导。模拟土壤导热系数、地下水渗流速度、垂直钻孔参数及运行策略对地源热泵换热量的影响。

通过研究得 出各因素与其之间线性及非线性关系,以简化设计 是很必要的。

谈及复合热 泵系统的研究,徐伟说,以北京地区 别墅建筑为例,模拟地源热 泵与太阳能复合系统,模拟结果显 示,当地埋管换 热器不足时,复合系统可 以明显改善系统性能。而后,徐伟还就江 水源热泵实测的研究做了分析,分析指出,在重庆地区 江水源热泵COP不低于3.0,输送能耗低 于39%,具有较好的 节能特性。热泵系统评价性能系数方面,他告诉大家 ,住宅中应用 热泵系统的长期运行和性能监测,目标是通过 长期测试得到热泵系统全生命周期内的可靠性、稳定性及SPF特性变化特 点。


 

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