地源热泵的工作原理及技术经济性分析1353.docx

地源热泵泵的工作作原理及及技术经经济性分分析一、什么么是地源源热泵地源源热泵是是一种利利用地下下浅层地地热资源源（也称称地能，包包括地下下水、土土壤或地地表水等等）的既既可供热热又可制制冷的高高效节能能空调系系统。地地源热泵泵通过输输入少量量的高品品位能源源（如电电能），实实现低温温位热能能向高温温位转移移。地能能分别在在冬季作作为热泵泵供暖的的热源和和夏季空空调的冷冷源，即即在冬季季，把地地能中的的热量“取取”出来来，提高高温度后后，供给给室内采采暖；夏夏季，把把室内的的热量取取出来，释释放到地地能中去去。热泵泵机组的的能量流流动是利利用其所所消耗的的能量（如如电能）将将吸取的的全部热热能（即即电能+吸收的的热能）一一起排输输至高温温热源。而而其所耗耗能量的的作用是是使制冷冷剂氟里里昂压缩缩至高温温高压状状态，从从而达到到吸收低低温热源源中热能能的作用用。请参参见能流流图所示示。通常常地源热热泵消耗耗1kWW的能量量，用户户可以得得到5kkW以上上的热量量或4kkW以上上冷量，所所以我们们将其称称为节能能型空调调系统。与锅锅炉（电电、燃料料）供热热系统相相比，锅锅炉供热热只能将将90%以上的的电能或或7090%的燃料料内能为为热量，供供用户使使用，因因此地源源热泵要要比电锅锅炉加热热节省三三分之二二以上的的电能，比比燃料锅锅炉节省省二分之之一以上上的能量量；由于于地源热热泵的热热源温度度全年较较为稳定定，一般般为100255，其其制冷、制制热系数数可达33.54.44，与传传统的空空气源热热泵相比比，要高高出400%左右右，其运运行费用用为普通通中央空空调的550660% 。因此此，近十十几年来来，尤其其是近五五年来，地地源热泵泵空调系系统在北北美如美美国、加加拿大及及法国、瑞瑞士、瑞瑞典等国国家取得得了较快快的发展展，中国国的地源源热泵市市场也日日趋活跃跃，可以以预计，该该项技术术将会成成为211世纪最最有效的的供热和和供冷空空调技术术。二、地源源热泵国国内外发发展近况况 地源源热泵的的历史可可以追朔朔到19912年年瑞士的的一个专专利，欧欧洲第一一台热泵泵机组是是在19938年年间制造造的。它它以河水水低温热热源，向向市政厅厅供热，输输出的热热水温度度可达660oC。在在冬季采采用热泵泵作为采采暖需要要，在夏夏季也能能用来制制冷。119733年能源源危机的的推动，使使热泵的的发展形形成了一一个高潮潮。目前前，欧洲洲的热泵泵理论与与技术均均已高度度发达，这这种“一一举两得得”并且且环保的的设备在在法、德德、日、美美等发达达国家业业已广泛泛使用。如如美国，截截止19985年年全国共共有144,0000台地地源热泵泵，而119977年就安安装了445，0000台台，到目目前为止止已安装装了4000，0000台台，而且且每年以以10%的速度度稳步增增长。119988年美国国商业建建筑中地地源热泵泵系统已已占空调调总保有有量的119%，其其中有新新建筑中中占300%。美美国地源源热泵工工业已经经成立了了由美国国能源部部、环保保署、爱爱迪逊电电力研究究所及众众多地源源热泵厂厂家组成成的美国国地源热热泵协会会，该协协会在近近年中将将投入一一亿美元元从事开开发、研研究和推推广工作作。美国国计划到到20001年达达到每年年安装440万台台地源热热泵的目目标，届届时将降降低温室室气体排排放1百百万吨，相相当于减减少500万辆汽汽车的污污染物排排放或种种植树11百万英英亩，年年节约能能源费用用达4.2亿美美元，此此后，每每年节约约能源费费用再增增加1.7亿美美元。 与美美国的地地源热泵泵发展有有所不同同，中、北北欧如瑞瑞典、瑞瑞士、奥奥地利、德德国等国国家主要要利用浅浅层地热热资源，地地下土壤壤埋盘管管（埋深深<4000米深深）的地地源热泵泵，用于于室内地地板辐射射供暖及及提供生生活热水水。据119999年的统统计，为为家用的的供热装装置中，地地源热泵泵所占比比例，瑞瑞士为996%，奥奥地利为为38%，丹麦麦为277%。 我国国的地源源热泵事事业近几几年已开开始起步步，而且且发展势势头看好好。天津津大学、清清华大学学分别与与有关企企业结成成产学研研联合体体开发出出中国品品牌的地地源热泵泵系统，已已建成数数个示范范工程，越越来越多多的中国国用户开开始熟悉悉地源热热泵，并并对其应应用产生生了浓厚厚的兴趣趣，可以以预计中中国的地地源热泵泵市场前前景广阔阔。之所所以对中中国的地地源热泵泵市场发发展前景景持乐观观态度，一一方面是是要节约约常规能能源、充充分利用用可再生生能源的的国内外外大趋势势；另一一方面，我我国具有有较好的的热泵科科研与应应用的基基础，早早在500年代，天天津大学学热能研研究所吕吕灿仁教教授就开开展了我我国热泵泵的最早早研究，119655年研制制成功国国内第一一台水冷冷式热泵泵空调机机。重庆庆建筑大大学、天天津商学学院等单单位对地地下埋盘盘管的地地源热泵泵也进行行了多年年的研究究。在中中国科学学院广州州能源研研究所等等单位还还多次召召开全国国性的有有关热泵泵技术发发展与应应用的专专题研讨讨会。三、地源源热泵特特点 1.属可可再生能能源利用用技术 地源源热泵是是利用了了地球表表面浅层层地热资资源（通通常小于于4000米深）作作为冷热热源，进进行能量量转换的的供暖空空调系统统。地表表浅层地地热资源源可以称称之为地地能（EEartth EEnerrgy），是是指地表表土壤、地地下水或或河流、湖湖泊中吸吸收太阳阳能、地地热能而而蕴藏的的低温位位热能。地地表浅层层是一个个巨大的的太阳能能集热器器，收集集了477%的太太阳能量量，比人人类每年年利用能能量的5500倍倍还多。它它不受地地域、资资源等限限制，真真正是量量大面广广、无处处不在。这这种储存存于地表表浅层近近乎无限限的可再再生能源源，使得得地能也也成为清清洁的可可再生能能源一种种形式。2.属经经济有效效的节能能技术 地能能或地表表浅层地地热资源源的温度度一年四四季相对对稳定，冬冬季比环环境空气气温度高高，夏季季比环境境空气温温度低，是是很好的的热泵热热源和空空调冷源源，这种种温度特特性使得得地源热热泵比传传统空调调系统运运行效率率要高440%，因因此要节节能和节节省运行行费用440%左左右。另另外，地地能温度度较恒定定的特性性，使得得热泵机机组运行行更可靠靠、稳定定，也保保证了系系统的高高效性和和经济性性。据美美国环保保署EPPA估计计，设计计安装良良好的地地源热泵泵，平均均来说可可以节约约用户330440%的的供热制制冷空调调的运行行费用。3.环境境效益显显著地源源热泵的的污染物物排放，与与空气源源热泵相相比，相相当于减减少400%以上上，与电电供暖相相比，相相当于减减少700%以上上，如果果结合其其它节能能措施节节能减排排会更明明显。虽虽然也采采用制冷冷剂，但但比常规规空调装装置减少少25%的充灌灌量；属属自含式式系统，即即该装置置能在工工厂车间间内事先先整装密密封好，因因此，制制冷剂泄泄漏机率率大为减减少。该该装置的的运行没没有任何何污染，可可以建造造在居民民区内，没没有燃烧烧，没有有排烟，也也没有废废弃物，不不需要堆堆放燃料料废物的的场地，且且不用远远距离输输送热量量。4.一机机多用，应应用范围围广地源源热泵系系统可供供暖、空空调，还还可供生生活热水水，一机机多用，一一套系统统可以替替换原来来的锅炉炉加空调调的两套套装置或或系统；可应用用于宾馆馆、商场场、办公公楼、学学校等建建筑，更更适合于于别墅住住宅的采采暖、空空调。此外外，机组组使用寿寿命长，均均在155年以上上；机组组紧凑、节节省空间间；维护护费用低低；自动动控制程程度高，可可无人值值守。当然然，象任任何事物物一样，地地源热泵泵也不是是十全十十美的，如如其应用用会受到到不同地地区、不不同用户户及国家家能源政政策、燃燃料价格格的影响响；一次次性投资资及运行行费用会会随着用用户的不不同而有有所不同同；采用用地下水水的利用用方式，会会受到当当地地下下水资源源的制约约，实际际上地源源热泵并并不需要要开采地地下水，所所使用的的地下水水可全部部回灌，不不会对水水质产生生污染。四、工作作原理与与分类 热泵工作作原理 作为为自然界界的现象象，正如如水由高高处流向向低处那那样，热热量也总总是从高高温流向向低温。但但人们可可以创造造机器，如如同把水水从低处处提升到到高处而而采用水水泵那样样，采用用热泵可可以把热热量从低低温抽吸吸到高温温。所以以热泵实实质上是是一种热热量提升升装置，它它本身消消耗一部部分能量量，把环环境介质质中贮存存的能量量加以挖挖掘，提提高温位位进行利利用，而而整个热热泵装置置所消耗耗的功仅仅为供热热量的三三分之一一或更低低，这也也是热泵泵的节能能特点。 热泵泵与制冷冷的原理理和系统统设备组组成及功功能是一一样的，对对蒸汽压压缩式热热泵（制制冷）系系统主要要由压缩缩机、蒸蒸发器、冷冷凝器和和节流阀阀组成：压缩缩机起着着压缩和和输送循循环工质质从低温温低压处处到高温温高压处处的作用用，是热热泵（制制冷）系系统的心心脏； 蒸发发器是输输出冷量量的设备备，它的的作用是是使经节节流阀流流入的制制冷剂液液体蒸发发，以吸吸收被冷冷却物体体的热量量，达到到制冷的的目的； 冷凝凝器是输输出热量量的设备备，从蒸蒸发器中中吸收的的热量连连同压缩缩机消耗耗功所转转化的热热量在冷冷凝器中中被冷却却介质带带走，达达到制热热的目的的； 膨胀胀阀或节节流阀对对循环工工质起到到节流降降压作用用，并调调节进入入蒸发器器的循环环工质流流量。 根据据热力学学第二定定律，压压缩机所所消耗的的功（电电能）起起到补偿偿作用，使使循环工工质不断断地从低低温环境境中吸热热，并向向高温环环境放热热，周而而往复地地进行循循环。热泵分类类热泵泵是需要要冷凝器器的热量量，蒸发发器则从从环境中中取热，此此时从环环境取热热的对象象称为热热源；相相反制冷冷是需要要蒸发器器的冷量量，冷凝凝器则向向环境排排热，此此时向环环境排热热的对象象称为冷冷源。蒸发发器冷凝凝器根据据循环工工质与环环境换热热介质的的不同，主主要分为为空气换换热和水水换热两两种形式式。这样样热泵或或制冷机机根据与与环境换换热介质质的不同同，可分分为水水式，水水空气气式，空空气水水式，和和空气空气式式共四类类。利用用空气作作冷热源源的热泵泵，称之之为空气气源热泵泵。空气气源热泵泵有着悠悠久的历历史，而而且其安安装和使使用都很很方便，应应用较广广泛。但但由于地地区空气气温度的的差别，在在我国典典型应用用范围是是长江以以南地区区。在华华北地区区，冬季季平均气气温低于于零摄氏氏度，空空气源热热泵不仅仅运行条条件恶劣劣，稳定定性差，而而且因为为存在结结霜问题题，效率率低下。 利用用水作冷冷热源的的热泵，称称之为水水源热泵泵。水是是一种优优良的热热源，其其热容量量大，传传热性能能好，一一般水源源热泵的的制冷供供热效率率或能力力高于空空气源热热泵，但但由于受受水源的的限制，水水源热泵泵的应用用远不及及空气源源热泵。 地源热泵泵工作原原理及分分类 地源源热泵则则是利用用水源热热泵的一一种形式式，它是是利用水水与地能能（地下下水、土土壤或地地表水）进进行冷热热交换来来作为水水源热泵泵的冷热热源，冬冬季把地地能中的的热量“取取”出来来，供给给室内采采暖，此此时地能能为“热热源”；夏季把把室内热热量取出出来，释释放到地地下水、土土壤或地地表水中中，此时时地能为为“冷源源”。地源源热泵供供暖空调调系统主主要分三三部分：室外地地能换热热系统、水水源热泵泵机组和和室内采采暖空调调末端系系统。其其中水源源热泵机机主要有有两种形形式：水水水式式或水空气式式。三个个系统之之间靠水水或空气气换热介介质进行行热量的的传递，水水源热泵泵与地能能之间换换热介质质为水，与与建筑物物采暖空空调末端端换热介介质可以以是水或或空气。地源源热泵同同空气源源热泵相相比，有有许多优优点：（11）全年年温度波波动小。冬冬季温度度比空气气温度高高，夏季季比空气气温度低低，因此此地源热热泵的制制热、制制冷系数数要高于于空气源源热泵，一一般可高高于400%，因因此可节节能和节节省费用用40%左右。（22）冬季季运行不不需要除除霜，减减少了结结霜和除除霜的损损失。（33）地源源有较好好的蓄能能作用。 地源分类类 地源源按照室室外换热热方式不不同可分分为三类类：1.土壤埋埋盘管系系统，22.地下下水系统统，3.地表水水系统。根据据循环水水是否为为密闭系系统，地地源又可可分为闭闭环和开开环系统统。 闭环系统统如埋埋盘管方方式 （垂垂直埋管管或 水水平埋管管），地地表水安安置换热热器方式式。 开环环系统如如抽取地地下水或或地表水水方式。此外外，还有有一种“直直接膨胀胀式”，它它不象上上述系统统那样采采用中间间介质水水来传递递热量，而而是直接接将热泵泵的一个个换热器器（蒸发发器）埋埋入地下下进行换换热。五、地源源热泵应应用方式式 地源源热泵的的应用方方式从应应用的建建筑物对对象可分分为家用用和商用用两大类类，从输输送冷热热量方式式可分为为集中系系统、分分散系统统和混合合系统。家用系统统 用户户使用自自己的热热泵、地地源和水水路或风风管输送送系统进进行冷热热供应，多多用于小小型住宅宅，别墅墅等户式式空调。集中系统统 热泵泵布置在在机房内内，冷热热量集中中通过风风道或水水路分配配系统送送到各房房间。 分散系统统用中中央水泵泵，采用用水环路路方式将将水送到到各用户户作为冷冷热源，用用户单独独使用自自己的热热泵机组组调节空空气。一一般用于于办公楼楼、学校校、商用用建筑等等，此系系统可将将用户使使用的冷冷热量完完全反应应在用电电上，便便于计量量，适用用于目前前的独立立热计量量要求。 混合系统统将地地源和冷冷却塔或或加热锅锅炉联合合使用作作为冷热热源的系系统，混混合系统统与分散散系统非非常类似似，只是是冷热源源系统增增加了冷冷却塔或或锅炉。 南方方地区，冷冷负荷大大，热负负荷低，夏夏季适合合联合使使用地源源和冷却却塔，冬冬季只使使用地源源。北方方地区，热热负荷大大，冷负负荷低，冬冬季适合合联合使使用地源源和锅炉炉，夏季季只使用用地源。这这样可减减少地源源的容量量和尺寸寸，节省省投资。分散散系统或或混合系系统实质质上是一一种水环环路热泵泵空调系系统形式式。水环路热热泵空调调系统水环环路热泵泵（Waaterr-Looop Heaat PPumpp，简称称WLHHP）空空调系统统，它由由许多台台水源热热泵空调调机（WWSHPP）组成成。这些些机组由由一个闭闭式的循循环水管管路连在在一起，该该水管路路既作空空调工况况下的冷冷源，又又作供暖暖工况下下热泵热热源。水水环路的的冷热源源可以是是地源，或或锅炉、冷冷却塔联联合方式式。夏季季运行：全部或或大多数数机组为为供冷，热热量水环环路排至至室外的的冷源，如如地源或或冷却塔塔。春季季/秋季季运行：对有内内区与周周边区的的建筑物物，会出出现内区区需要供供冷而周周边区需需要供热热，内区区的热量量就可被被周边区区所利用用，即内内区空调调的排热热与周边边区热泵泵供热所所需热量量接近平平衡时，室室外的冷冷热源可可以停运运。这种种制冷供供热同时时进行，能能量在建建筑物内内部转移移，运行行费用最最少，节节能效果果明显。冬季季运行：全部或或大多数数机组为为供热，供供热源（地地源或加加热源）把把热量补补充到水水环路。水水环路热热泵空调调系统除除具有显显著节能能特点外外，还具具有以下下特点：1 节省占占地：不不设大的的冷冻机机房，没没有冷却却塔系统统。2 能源费费用单独独计量：由各部部门、住住户或单单位独立立承担，能能源费用用计量简简单且公公平，符符合当前前的能源源费用独独立计量量方法。3 调节灵灵活：每每台热泵泵空调机机在任何何时间可可以选择择供冷或或供热。4 灵活应应用：能能灵活充充份地满满足建筑筑物各个个区的需需要，并并随时可可以更改改用途。六、技术术经济性性地源源热泵既既能供暖暖又能空空调，既既环保又又节能，但但地源热热泵是否否具有经经济竞争争性仍然然是一个个非常关关键的问问题。由由于涉及及的因素素很多，不不同地区区，不同同能源结结构及价价格等都都将直接接影响地地源热泵泵的经济济性，这这里仅通通过对地地源热泵泵与传统统的供暖暖空调方方式进行行比较，探探讨其经经济性。地源源热泵供供暖经济济性可以以和传统统燃煤、燃燃油和天天然气锅锅炉进行行比较，地地源热泵泵空调经经济性可可以和单单冷空调调进行比比较，及及其供暖暖空调综综合经济济性的比比较。评评价的主主要指标标有：初初投资、成成本，及及现金流流量表相相关经济济参数的的评价。经济参数数1 初投资资：指供供暖空调调系统各各部分投投资之和和，包括括有：土土建费、设设备购置置费、安安装费及及其它费费用（包包括设计计费、监监理费和和不可预预见费）。2 年总成本：指系统各部分的运行费，如水费、电费、燃料费；排污费；管理人员工资、管理费；设备折旧费和设备维修、大修费等。3 年经营成本：指年总成本中扣除设备折旧费。4 单位面积经营成本：用年经营成本除以供暖或空调面积来计算。5 单位热（冷）量经营成本：用年经营成本除以供暖累积热负荷或空调累积冷负荷来计算。6 现金流量表：采用现金流量表方法计算投资项目的有关经济性指标，如财务内部收益率，财务净现值（NPV）及投资回收期（Pt）。 对对一投资资项目，如如财务内内部收益益率大于于基准收收益率，财财务净现现值NPPV>00，表明明项目盈盈利能力力满足了了行业最最低要求求，项目目在财务务上是可可以接受受的；如如NPVV<0，则则表示未未能达到到预定的的收益，表表示可以以不考虑虑此项目目。 投资资回收期期评价方方法：如如项目的的全部投投资回收收期小于于行业基基准投资资回收期期，表明明项目投投资能按按时收回回，投资资回收期期越小，表表明经济济性越优优。计算条件件 1 选取天天津地区区住宅楼楼为计算算对象，供供暖热指指标取550w/m2，空调调冷指标标取800w/mm2。2 地源热热泵冬季季供暖制制热系数数4.000，夏夏季空调调制冷系系数4.50，单单冷空调调制冷系系数取33.200。指标燃料(*)热值(KKcall/*)效率单价(元/*)煤 (kkg)500000.7000.255油 (kkg)1030000.8552.655天然气 (m33)850000.9001.8003 经济参参数有：地下水水资源费费（0.04元元/吨），电电价（00.5元元/度），各各种燃料料的热值值及价格格（见右右表），软软化水费费，排污污费，工工人工资资，利率率，设备备使用年年限等。4 供暖空空调收费费标准，国国内北方方地区有有供暖收收费标准准，如天天津地区区为188.5元元/m22，但空空调没有有收费标标准。将将来供暖暖空调要要改为“计计量收费费”，以以热（冷冷）量为为收费单单位，如如南方某某地出台台以0.28元元/kww.h冷冷量为收收费标准准。 分析比较较1 初投资资比较，初初投资中中包括了了从冷热热源到管管网到室室内终端端的所有有投资项项。见图图1，热热泵的初初投资高高于锅炉炉，但从从总初投投资看，由由于地源源热泵可可供暖供供冷，一一机两用用，一次次投资全全年使用用，节省省了冬季季供暖的的投资，因因此地源源热泵的的初投资资要低于于锅炉加加空调系系统的总总投资。2 供暖成成本比较较，见图图2，煤煤锅炉供供暖成本本最低，其其次是地地源热泵泵、天然然气锅炉炉，油锅锅炉最高高。以地地源热泵泵为基准准比较各各方案供供暖成本本，煤锅锅炉比地地源热泵泵低300%左右右，而天天然气锅锅炉要高高40%左右，油油锅炉要要高700%左右右。3 空调成成本比较较，地源源热泵的的空调运运行成本本要低于于单冷空空调，低低约300%左右右。4 从净现现值看，收收费标准准0.228元/kw.h时（图图3），各各供暖空空调方案案的净现现值均小小于0，只只有煤锅锅炉当供供暖面积积大于一一定值时时净现值值才大于于0，说说明按00.288元/kkw.hh的收费费标准，只只有燃煤煤锅炉具具有一定定经济效效益。如如果加大大收费标标准，如如定为00.4元元/kww.h，重重新计算算各方案案的净现现值（图图4）、收收益率（图图5）和和投资回回收期（图图6），可可以得到到燃煤锅锅炉和地地源热泵泵供暖的的净现值值均大于于0，内内部收益益率大于于基准收收益率88%，以以及投资资回收期期小于110年，此此时燃煤煤锅炉和和地源热热泵供暖暖经济上上是可行行的。相相比之下下，由于于单冷空空调经济济性明显显低于地地源热泵泵空调，所所以燃煤煤锅炉供供暖加单单冷空调调方案的的经济性性要低于于地源热热泵供暖暖空调，说说明了地地源热泵泵一机两两用，既既供暖又又空调的的经济优优势。对地地源热泵泵方案与与燃煤、燃燃油和燃燃气锅炉炉加单冷冷空调各各方案的的综合经经济性（净净现值均均，收益益率，投投资回收收期）进进行比较较，地源源热泵为为最优方方案，其其次依次次是燃煤煤、天然然气和油油锅炉加加单冷空空调系统统。以上上是“单单位热（冷冷）量收收费标准准”的计计算结果果，对经经营者来来说，供供应的热热（冷）量量越多，所所收取的的费用将将越多，并并且供暖暖空调的的成本相相对越低低，因此此其经济济效益将将越高，这这类似于于电力的的供应，电电厂供应应的电力力越多，效效益将越越高。因因此不同同建筑物物，不同同的供热热（冷）量量，经营营者的经经济效益益将不同同，不能能照搬本本文的计计算结果果。应针针对具体体的建筑筑物类型型、用途途，当地地的气象象资料，当当地的各各种能源源价格及及供暖空空调的收收费标准准来进行行可行性性研究，以以确定何何种供暖暖空调方方式为最最经济方方案。对传传统的“单单位面积积收费标标准”，由由于供应应的建筑筑物面积积是确定定的，向向用户收收取的采采暖空调调费用是是固定的的，因此此对经营营者来说说，供应应的热（冷冷）量越越少，其其效益就就越高。这这与“计计量收费费”的效效果正相相反，但但采用“计计量收费费”是有有利于用用户和有有利于节节能的。 七、工质质替代作为为空调和和热泵的的主导工工质HCCFC222淘汰汰在即，因因难以找找到HCCFC222 性性能相当当的单一一替代物物质，采采用混合合工质替替代方案案已成共共识。国国际上迄迄今提出出的HCCFC222替代代物主要要为R4410AA和R4407CC，它们们的ODDP均为为0，已已经在不不少场合合获得应应用。然然而它们们不仅在在热力性性能上与与HCFFC222有明显显差距而而且还因因具有较较大的温温室效应应势GWWP而受受限于京京都协议议。从温温室效应应的角度度出发，人人们又将将研究目目光放在在了来源源于自然然又可回回归自然然的自然然工质上上。自然然工质包包括碳氢氢化合物物、氨、CCO2、空空气等，它它们的OODP为为零、GGWP在在与COO2相同同量级的的水平上上。有研研究认为为，氨及及碳氢化化合物是是最有前前途的CCFC、HHCFCC和HFFC的替替代物。但但也有观观点认为为，那些些所谓的的天然制制冷剂，由由于不稳稳定性和和存在爆爆炸的危危险，使使得它们们在空调调工业中中被限制制使用。另另外，国国内外也也已经开开始对CCO2跨（超超）临界界循环进进行新一一轮的研研究。ASSHRAAE给出出了一些些可长期期替代RR22的的混合工工质，见见表1。AARI也也推荐了了一些替替代R222的单单工质和和混合工工质，见见表2。 表1 AASHRRAE推推荐的RR22替替代工质质 ASHRRAE命命名混合物组组成质量浓度度R4044AR1255/R1143aa/R1334a44/552/44R4077CR32/R1225/RR1344a23/225/552R4100AR32/R122550/550R4100BR32/R122545/555表2 AARI推推荐的RR22替替代工质质 替代工质质质量浓度度R2900-R1344a-R7177-R32/R1334a30/770R32/R2227eaa35/665八、常见见问题讨讨论 1.为什什么地源源热泵在在美国、欧欧洲以及及中国，尤尤其是近近些年来来为越来来越多的的用户所所认识，市市场日趋趋活跃呢呢？ 一方方面是由由于全世世界范围围内比以以往更加加关注能能源、环环境与可可持续发发展的问问题，对对于中国国由于以以燃煤为为主的能能源结构构已经造造成了极极为严重重的大气气污染，因因此，要要实现经经济的可可持续发发展，必必须尽可可能多地地利用清清洁的可可再生能能源，必必须加大大节能的的力度，而而既能在在冬季供供暖、又又能在夏夏季制冷冷空调的的地源热热泵系统统是很好好的一个个选择；另一方方面是地地源热泵泵系统经经过多年年的研究究，在技技术上已已经非常常成熟，而而且经过过多年的的示范与与实践，确确认了地地源热泵泵系统的的很多优优点：节节约能源源、舒适适、安全全、性能能稳定、清清洁、使使用灵活活等。 2.水环环路热泵泵（WLLHP）系系统与地地源热泵泵（GSSHP）系系统有什什么异同同？适用用于什么么场合？ 两者者都可通通过水源源热泵如如水空空气热泵泵或水水热泵泵系统为为建筑物物提供热热量或冷冷量，区区别是WWLHPP系统通通常是指指利用冷冷却水塔塔和锅炉炉保持全全年冬夏夏两季节节的供水水温度稳稳定的系系统，而而GSHHP系统统则通常常是指通通过利用用地下水水、地下下换热系系统、地地表水或或者地下下换热系系统与冷冷却塔、锅锅炉相结结合等形形式维持持供水温温度稳定定的系统统；此外外，WLLHP一一般为分分散式系系统，而而GSHHP既可可为分散散式系统统也可为为集中式式系统。 对于于WLHHP系统统适用于于什么场场合，有有研究认认为，单单纯的供供冷或单单纯的供供热选用用水环路路热泵是是不合理理的；对对同时具具有制冷冷和制热热需要的的空调建建筑，当当其内部部余热量量较小或或较大时时，使用用WLHHP系统统节能效效果不明明显，只只有当机机组排出出的热量量与部分分水源热热泵机组组吸收的的热量相相近时，才才具有明明显的节节能优势势。对于于某一特特定建筑筑，设计计者需根根据建筑筑物的冷冷热负荷荷曲线、使使用特点点、功能能，所处处环境等等诸多因因素综合合评价使使用WLLHP系系统是否否节能、合合适。一一般地说说，以下下几种情情况可考考虑使用用WLHHP：有低品品位稳定定可靠的的废热可可以利用用；建建筑物内内同时有有制冷和和供热的的需要；制冷量量不大，且且又要求求独立计计量电费费，使用用时间不不一，个个别房间间或区域域经常需需在夜间间或节假假日独立立使用的的建筑。 地源源热泵系系统的适适用场合合，对于于分散式式系统，类类似于上上述水环环路热泵泵系统的的情况；而对于于集中式式系统，即即集中为为建筑物物各房间间提供冷冷水或热热水的情情况，则则适用范范围较广广，尤其其适用于于办公楼楼、学校校及别墅墅等。 3.对几几种地源源热泵系系统在工工程应用用中的评评述 1）直直接利用用地下井井水的地地源热泵泵系统：其最大大优点是是非常经经济，占占地面积积小，但但要注意意必须符符合下列列条件：水质良良好；水水量丰富富；符合合标准。 2）地地下埋管管的地源源热泵系系统：对对于垂直直式埋管管系统，其其优点有有：较小小的土地地占用，管管路及水水泵用电电少，其其缺点是是钻井费费用较高高；对于于水平式式埋管系系统，其其优点有有：安装装费用比比垂直式式埋管系系统低，应应用广泛泛，使用用者易于于掌握，其其缺点有有：占地地面积大大，受地地面温度度影响大大，水泵泵耗电量量大。 3）地地表水式式热泵：其优点点有：在在10米米或更深深的湖中中，可提提供100的直直接制冷冷，比地地下埋管管系统投投资要小小，水泵泵能耗较较低，高高可靠性性，低维维修要求求、低运运行费用用，在温温暖地区区，湖水水可做热热源，其其缺点有有：在浅浅水湖中中，盘管管容易被被破坏，由由于水温温变化较较大，会会降低机机组的效效率。 4）锅锅炉/冷冷却塔与与地下埋埋管相结结合的混混合型地地源热泵泵系统：适用于于空间小小，不能能单独采采用地下下埋管换换热系统统的建筑筑，冷却却塔和闭闭环式系系统相结结合制冷冷，节省省成本；事实证证明该系系统是高高效率、低低费用的的。 4.地源源热泵的的运行费费用怎样样？经济济性如何何？ 这是是用户最最关心，也也是大家家最容易易提出的的一个问问题，然然而，也也是目前前最难回回答的一一个问题题。因为为影响地地源热泵泵使用经经济性的的因素有有很多，如如电价、用用户或居居民行为为、气候候条件以以及例如如非正常常的炎热热或寒冷冷季节等等其它因因素。尤尤其是在在中国的的应用时时间还不不长，实实际运行行经济性性的总结结工作还还有待完完成，目目前，尚尚难于给给出较准准确的答答案。由由于美国国等发达达国家在在地源热热泵的工工程应用用方面已已至少有有十余年年的历史史，不妨妨先借鉴鉴其经验验。据世世界环境境保护组组织EPPA的一一份有关关空调未未来的报报告所得得出的结结论：地地源热泵泵技术在在为家庭庭居民带带来舒适适、可靠靠和高效效节能的的同时，将将成为降降低国家家能源消消耗和环环境污染染的一个个主要力力量。据据EPAA估计，设设计安装装良好的的地源热热泵，平平均来说说，可以以节约用用户300400的供供热制冷冷空调的的运行费费用。