1.1冬冷夏热地区地源热泵空调系统的研究背景、目的及意义

1.研究背景

随着国家住建部确定了近几年资源节约工作重点，即以提高资源利用效率为核心， 以节能，节地，节水，节材，发展循环经济，以及大力推进可再生资源建筑应用为重点。在空调领域，探索节能环保的空调装置已经成为当务之急，地源热泵具有节能、环保、清洁及可持续使用的特点。而我国夏热冬冷地区由于其独特的地质和气候条件，为地源热泵的推广和运用提供了良好的基础。南京市属于冬冷夏热地区，因此本设计研究采用地源热泵空调系统。

2.目的和意义

从气候条件讲，我国夏热冬冷地区由于其自身的气候特点，一般要求夏季制冷，冬季又要制热。这就要求空调系统既要制冷又要供热，而且两个时区空调使用时间基本相同，均为3#8212;5个月，不同于北方供暖时间长而南方制冷时间长的特点。这点使得夏热冬冷地区比北方和南方更有其应用的条件基础。因为地源热泵系统是要把夏天的热量转移到冬天取出来，如果两个空调使用时区相差过大，势必会给地层带来热不平衡的问题，时间一长，空调的使用效果就会越来越差，而夏热冬冷地区其自身特点刚好弥补了这个缺点。再从其地质结构讲，北方地区一般干土层较厚，岩石层较深，地下水资源不丰富，因此北方地源热泵打孔较深，基本在100米以上，而由于多打到岩石层，其成本也相对较高。而夏热冬冷地区大多属于软土地区，地下水资源相对丰富，相比北方打孔显得更经济，且由于其有一定的水流动性，使地下换热更高效和稳定。

1.2国内外地源热泵技术的研究现状及发展趋势

1.国外地源热泵的研究

”地源热泵”的概念，最早于1912年由瑞士的专家提出，而该技术的提出始于英、美两国。 1946年美国在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统。地源热泵大范围使用起源于石油危机之后。进入20世纪90年代后，很多应用地源热泵的国家都能保持每年10%以上的应用增长率。

从地源热泵应用情况来看，北欧国家主要偏重于冬季采暖，而美国则注重冬夏联供。由于美国的气候条件与中国很相似，因此研究美国的地源热泵应用情况，对我国地源热泵的发展有着借鉴意义。美国的地源热泵起源于地下水源热泵。由于土壤源热泵的初投资高、计算复杂以及金属管的腐蚀等问题，早期美国的地源热泵中土壤源占的比例比较小，主要以地下水源热泵为主。早在20世纪50年代，美国市场上就开始出现以地下水或者河湖水作为热源的地源热泵系统，并用它来实现采暖，但由于采用的是直接式系统，很多系统在投入使用10年后左右的时间由于腐蚀等问题失效了，地下水源热泵系统的可靠性受到了人们的质疑。

上世纪70年代末80年代初，在能源危机的促使下，人们又开始关注地下水源热泵。通过改进水源热泵机组扩大了进水温度范围，加上欧洲板式换热器的引进，闭式地下水源热泵逐渐得到广泛应用。与此同时，人们也开始关注土壤源热泵系统。