恒有源科技發(fā)展集團(tuán)（微信號：HYYESSTD）專注于淺層地能作為建筑物供熱的替代能源的科研、開發(fā)和推廣。致力于原創(chuàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)為建筑物無燃燒供熱，大力發(fā)展地能熱冷一體化新興產(chǎn)業(yè)。
地源熱泵設(shè)備的現(xiàn)狀與未來
水源熱泵系統(tǒng)是包含水文地質(zhì)設(shè)備、熱泵空調(diào)機(jī)組設(shè)備、電氣自動(dòng)化設(shè)備等的綜合系統(tǒng)，所包括的內(nèi)容很多，僅就其中幾個(gè)問題做一總結(jié)。
水源熱泵的設(shè)備主要是用于抽水的潛水泵和回灌用的地面水泵，由于地下水未經(jīng)處理，含較高濃度的酸堿離子及泥沙等，需要抽水和回灌的水泵具有良好的耐腐蝕耐磨性質(zhì)。開發(fā)耐磨耐腐蝕泵軸受力均衡的熱泵潛水泵仍是一項(xiàng)重要課題。由于用戶的供熱量、供冷量的需求經(jīng)常發(fā)生變化及地下土壤或含水層的溫度場發(fā)生變化，致使換熱器流量發(fā)生變化，因此需要對地源熱泵系統(tǒng)水泵的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥門開度、增加旁通管等方法效率較低，國內(nèi)已成功開發(fā)了可編程控制器和變頻調(diào)速控制器，由換熱器所需流量信號傳遞給水泵進(jìn)行閉環(huán)控制，對于降低電能消耗延長水泵壽命具有重要意義，未來開發(fā)更加智能化的控制器仍是該領(lǐng)域的主要方向。
高溫水源熱泵一般是指可以直接回收利用20~55℃的低品位熱資源，制出65~95℃熱水的熱泵機(jī)組，它能夠滿足高溫水用戶對出水溫度的需求。發(fā)達(dá)國家早在1980年代就研制成功出水溫度80℃以上的高溫水源熱泵，近幾年我國也由中國科學(xué)院廣州能源所等少數(shù)單位研制成功。未來研制出水溫度流量不同、溫度不同，滿足不同用戶的高效節(jié)能的高溫水源熱泵仍是國內(nèi)外工程界面臨的一個(gè)重要課題。鑒于我國具有中低焓淺層地?zé)豳Y源豐富，工業(yè)余熱及中低溫江河分布較廣，生產(chǎn)研制具有更先進(jìn)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高溫水源熱泵對于我國這樣一個(gè)能源消耗大國，正在全面建設(shè)小康社會(huì)的國家來說更是具有特殊意義。
地源熱泵的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件少并且耐用，地下部分可保證50年因而維護(hù)成本低投資回收快。地源熱泵系統(tǒng)所使用的制冷劑在工廠里注入密封，在使用過程中無泄漏，用戶在使用時(shí)無需添加制冷劑，減輕了制冷劑對環(huán)境的破壞。我國熱泵機(jī)組的研制起步雖然較晚，但隨著近年來地源熱泵的大規(guī)模推廣，地源熱泵機(jī)組的技術(shù)水平與國外先進(jìn)水平已逐步縮小，有些已達(dá)到國際先進(jìn)水平。
地源熱泵機(jī)組具有多種用途，同一個(gè)系統(tǒng)可以供暖、制冷、供應(yīng)熱水。地源熱泵機(jī)組與普通熱泵機(jī)組相比差別不大，除蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)外，增加了一個(gè)四通轉(zhuǎn)換閥用于制冷與制熱時(shí)管路方向的轉(zhuǎn)換。研制適合我國不同地域特點(diǎn)，不同水溫條件，不同土壤溫度條件，不同使用時(shí)間和范圍的空調(diào)設(shè)備也是當(dāng)前及今后面臨的重要課題。自動(dòng)控制系統(tǒng)在地源熱泵系統(tǒng)中的地位非常重要，尤其是現(xiàn)代控制理論對于解決像地源熱泵系統(tǒng)這樣復(fù)雜的被控對象比傳統(tǒng)技術(shù)具有明顯優(yōu)越性，它在地源熱泵系統(tǒng)的成功應(yīng)用必將展現(xiàn)廣闊的發(fā)展前景。
地源熱泵設(shè)備的研制應(yīng)注重生產(chǎn)中出現(xiàn)的實(shí)際問題的解決，包括水源熱泵回灌困難，地源熱泵使用時(shí)間達(dá)不到設(shè)計(jì)預(yù)期，地層中出現(xiàn)熱積累，熱泵機(jī)組與地源側(cè)匹配不好等?？傊卦礋岜孟到y(tǒng)各部分具有自身的特點(diǎn)，機(jī)組設(shè)備對于不同的地下土壤、水溫、室外氣象條件、室內(nèi)舒適度等都要有很好的適應(yīng)性。地源熱泵系統(tǒng)與現(xiàn)代機(jī)械、熱能、水文地質(zhì)、現(xiàn)代控制理論等各學(xué)科緊密相連，今后隨著相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地源熱泵設(shè)備的研制與利用必將達(dá)到更高水平。
結(jié)語
（1）在能源需求劇增、生態(tài)環(huán)境問題加劇、二氧化碳減排量壓力加大的背景下，地源熱泵的研究和應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，地源熱泵具有廣闊的發(fā)展前景。近年來我國地源熱泵技術(shù)水平發(fā)展很快，一些方面已達(dá)到甚至超過國際先進(jìn)水平，未來一定會(huì)在該領(lǐng)域做出更大貢獻(xiàn)。
（2）我國在地源熱泵軟件開發(fā)方面主要是僅針對埋地?fù)Q熱器或地下抽回水側(cè)進(jìn)行了研究開發(fā)，對包括機(jī)組、用戶、室外環(huán)境在內(nèi)的整體模擬計(jì)算和優(yōu)化研究開發(fā)還很少，這也是今后應(yīng)該需要發(fā)展的方向。
（3）我國相對于發(fā)達(dá)國家，無論基礎(chǔ)理論還是設(shè)備研制，地源熱泵軟件開發(fā)，系統(tǒng)的自動(dòng)控制水平，使用規(guī)模等都方面都存在較大差距，必須積極消化吸收引進(jìn)先進(jìn)理論先進(jìn)設(shè)備，力爭早日達(dá)到先進(jìn)水平。
（4）地源熱泵目前尚存在地下水回灌困難，地下水污染，熱貫通，地下熱積累，地下溫度場改變，熱泵的環(huán)境影響，初投資較高等許多問題未來都亟需解決。這些問題的解決必將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益。（作者：中國礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院 孫海洲，武強(qiáng)，曾一凡，曹彬）
選自_《中國地能》
