一章、概述

1、概述

美国能源部（DOE），能源效率和可再生能源办公室（EERE），地热技术项目组指定我们考察了地热源（地源热泵），也称为地源热泵（地源热泵），以帮助评估新能源项目是否是适合进一步开发和市场应用的先井节能技术。 以下报告概述了该技术，描述了国际地源热泵市场状况，评估地源热泵在美国的节能潜力，解释了采用地源热泵技术的主要障碍，并提出了可能有助于加速地源热泵市场发展的一些举措。

1.1、背景

过去，地源热泵技术项目组已经注意到了地源热泵，但近年来主要集中在将高温地热能源转换为电力。 然而，提高能源使用效率的重要性日益增加，能源效率和可再生能源办公室针对零能源消耗住宅（NZEH）和零能源消耗商业建筑（NZEB），提出应重新评估地源热泵的使用效率，以确定能源部是否应该出台新的举措以助于目前较小的地源热泵市场得到有力的发展。

住宅，商业和机构建筑约占美国一次能源消耗和碳排放的40％，电力消费的72％，天然气消费的55％，以及美国东北部的石油消费量（DOE 2008）。 长远而言，建筑物预计将继续成为能源需求增加和碳排放主要来源的重要组成部分，主要是由于城市化，人口和GDP增长的持续趋势以及建筑寿命长股票。 然而，由于建筑设备和许多结构特征经常升级，提高现有建筑材料能源完整性的短期潜力是巨大的。

在过去几十年中，地源热泵系统逐渐完善，在供热，制冷和（在某些情况下）热水设备市场中占有一小部分，但在不断增长的政策重点和研究，以加快技术改进或提高可负担性。 然而，在个别项目层面上已经证明了大量节能，这表明即使是今天证明的地源热泵技术也许未得到充分利用。 在这样的地区

东北地区许多建筑业主依靠燃料油，高油价可能会对稳定率的加热和冷却解决方案（如地源热泵）产生前所未有的需求。 可能需要采取新的举措，以有效地解决继续阻碍在具有成本竞争力的应用中更多地采用地源热泵的障碍。

1.2、目标

这项工作的目标是：

•总结地源热泵技术的状况和针对地源热泵全球市场运用分析。

•估计地源热泵的节能效率

•确定并提出阻碍地源热泵在更广泛的市场运用的关键技术壁垒。

•推荐能够由能源部执行或促进市场推广的举措。

该项目采取了国家观点。 然而，调查特别关注东北市场，其中燃油油和丙烷是常见的燃料来源，这些材料近年来变得非常昂贵，这可能为地源热泵市场发展提供了机会。

这项调查旨在概述目前地源热泵中央空调的市场情况，并向能源部决策者提出改善市场发展和扩大地源热泵运用范围的建议。它是基于市场拓展和能源消耗的现成数据和信息，但不包括广泛，详细的新模型数据。

附录A包含完整的工作分析说明。

1.3、总体思路

图1-2总结了这项调查的整体方法。为了了解地源热泵与土壤耦合的优点，我们比较了地源热泵与空气源热泵（ASHP）的潜能。历史上，空气源热泵主要用于美国南部和西部等适中气候的加热和冷却，但在北方寒冷的气候条件下并不常见。东北部电力相对较高，加上在寒冷天气下需要昂贵且低效率的电阻加热，通常使得东北地区的热泵不吸引人。但是近年来，这一地区性已经开始发生变化，由于高温天然气价格和先井技术，避免了寒冷天气下电阻加热的需要，结合起来使得空气源热泵在较冷的气候条件下更有吸引力。事实上，一些制造商已经推出了适用于几乎任何气候的“冷气候”空气源热泵。这种技术有望继续推进，我们预计在寒冷气候中可以看到更多的空气源热泵运用。过去，地源热泵占美制空调设备销售的20-25％（图1-1）。然而，在过去五年中，地源热泵市场份额已经上升到约35％（AHRI，电器杂志）。

资料来源：AHRI 2005（1973-2005年数据），“家电杂志”2008年（2006-2007年的总出货数据）。

注：根据2001 - 2005年平均年增长率10％，国家统计局预测2006-2007年度的ASHP数据。

我们的项目首先比较了住宅和商业市场每种技术的基本经济学以及可能的国家影响。 与比较佳可行的空气源热泵相比，地源热泵通常能源效率更高，但国家政策也取决于每种备选方案的市场占有率。 我们还考虑到经济分析中没有反映的其他优势和障碍，包括从全球吸取的热泵行业经验教训。

1参见案例http://www.mrslim.com/UploadedFiles/Resource/H2i_brochure.pdf。 产品设计，低至室外-20°C，设备可100%效率工作。低至-25°C依然可达75%的工作效率，即使在这么低的温度下，COP依然大于1。 

通过地源热泵试验经验。 然后我们比较结果，可以得出结论并提出建议。

在收集调查资料时，我们与以下组织和公司进行访谈和讨论：

o          Advanced Hydronics, Inc. 

o          CDH Energy Corp.

o          Geothermal Heat Pump Consortium 

o          Geo‐Heat Center, Oregon Institute of Technology

o          Major Geothermal 

同时我们参见了以下会议结果：

o    北京第七届热泵会议2008年

o    2005年拉斯维加斯第八届IEA热泵会议

o    第9届IEA热泵会议，苏黎世2008年

o    世界地热大会2005

进行互联网搜索和调查涉及地源热泵开发或推广的几个组织的网站，包括：

o    国际能源署

o    橡树岭国家实验室

o    国家可再生能源实验室

o    地热热泵联盟

o    加州能源委员会消费能源中心

o    美国能源效率经济理事会

o    欧洲热泵协会

o    国际地源热泵协会

o    加拿大自然资源部

o    沃富新能源科技有限公司（http://www.guidongyuan.com）

1.4、报告调查组织

本报告的组织结构如表1-1所示。 这种结构与工作陈述一致。

表1-1：报告组织

更多内容请参见：——>青岛中央空调 

【作者注：该文为沃富新能源科技有限公司创作撰写，如需转载请注明出处。】