综合能源系统发展前景

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综合能源系统发展前景范文第1篇

【关键词】煤焦油 加氢技术 发展前景

煤焦油是煤炭在燃烧过程产生的物质，是一种重要的轻质原料油。由于我国经济发展初期更为关注石油能源，对煤焦油的加工利用程度不够，造成大量能源的浪费。我国是煤炭消耗大国，而煤焦油处理利用技术的欠缺造成了大量能源的浪费和成本的消耗，不利于企业的长远发展和国家相关技术的进步。随着石油进口总量的增加、加大对煤炭焦油的处理，减轻石油石油压力成为国家针对缓解能源压力提出的重要的建设方针。煤炭燃烧、干馏产生的煤焦油的杂质较多，影响其利用效率，因而加强煤焦油的提纯是重要工作，加氢技术对煤焦油提纯作用明显，新时期强化煤焦油加氢技术是煤炭企业发展的重要环节。

一、我国煤焦油利用现状

我国是煤炭消耗大国，每年的煤焦油量非常可观，仅生产焦炭时便会附产850万吨左右的煤焦油，更何况还有干馏等方式会产生更多的煤焦油。煤焦油的产量如此之大，但其利用率不足50%，造成极大的能源浪费。

煤焦油的利用过程中也会存在因提纯程度低，导致各种杂质的混杂，在煤焦油燃烧过程中会产生大量的二氧化硫、二氧化氮等有毒有害的物质，对空气的污染严重。众所周知，二氧化硫是一种对大气污染严重的气体，煤焦油的不充分燃烧会产生大量的二氧化硫，二氧化硫与空气中的水分等物质作用会引起酸雨等危及动植物生命健康的有害物质；且煤焦油的不充分利用及回收利用低，会致使大量的粉尘等固体废弃物漂浮到空气中，容易形成雾霾天气，对人们的身体健康造成极大的伤害。

二、煤焦油加氢技术的优势

煤焦油加氢技术是人们为降低煤焦油中各种有毒有害物质的含量、强化煤焦油的纯度而逐渐提出并完善的技术，通过该项技术处理的煤焦油的利用效率大大提高，值得大规模的推广。

首先，煤焦油经过加氢技术的处理，有效的清除了硫和氮等物质，避免煤焦油燃烧后产生的二氧化硫、二氧化氮等有毒有害物质对大气的危害。其次，煤焦油加氢技术对降低煤焦油中的不饱和度有突出的意义，芳烃和烯烃类等类型的化合物质的饱和促使煤焦油成为一种清洁的原料油产品，对企业生态化发展的影响巨大。第三，煤焦油加氢技术为工业企业发展提供了另一种能源，对缓解石油、煤炭需求压力的作用突出，有利于巩固我国的能源战略地位，对我国经济发展影响巨大。

三、煤焦油加氢技术的发展前景

煤焦油由干馏过程中的温度的不同可具体的分为高温煤焦油加氢技术和中低温煤焦油加氢技术，高温煤焦油加氢技术主要采取切尾馏分加氢与全馏分加氢技术两种工艺，而中低温煤焦油加氢技术主要固体载热体热解加全馏分加氢、煤气化焦油加宽馏分加氢及块煤干馏加延迟焦化加煤油加氢等三大工艺。随着煤焦油加氢技术的逐步完善，该项技术的发展前景巨大。

（一）炼焦产业实现规模化、系统化的发展

当前由于各行业对煤焦油的重视程度有限，加之煤焦油生产中产量较低，对煤焦油的综合提炼和利用的程度不足。新时期下由于煤焦油加氢技术的不断完善与发展，国家和各级政府对煤炭企业的煤焦油的提炼和利用的重视程度逐渐加强，因而煤焦油提炼工序会逐渐实现系统化发展。随着工业企业发展过程中对煤焦油这种轻质原料油能源的利用率的提升，煤焦油的提炼会逐渐向规模化发展。炼油产业在规模化的发展过程中会逐渐形成完善的产业链条，有助于其节能化的发展。

（二）煤焦油加氢技术实现集聚化发展

目前各种项目的产业园区化发展迅速，随着煤焦油加氢技术的不断完善，高清洁度的煤焦油产量会大大提升。煤化工项目建设在未来会逐渐强化对煤焦油加氢技术的完善与管理，各地方政府结合煤炭等相关企业可以选择合适的地理位置成立专业化的产业园区，以规模化的形式提高煤焦油的集聚生产。未来工业、化工等领域实现大规模的集聚效应是我国三大产业逐渐实现产业结构优化升级、推进各企业经济性发展的必然趋势。

（三）煤焦油成为缓解我国能源危机的生力军

当前我国各工业性质的企业发展过程中以消耗煤炭和石油为主，企业的发展对此类能源的依赖程度过高，致使我国石油和煤炭的储备量急速降低，而需求的进口量随之增大，不利于我国经济整体发展。煤焦油加氢技术的不断完善，为相关企业提供了一种节能性的清洁能源，大大缓解了对石油、煤炭等能源的消耗量，因而其有可能成为我国能源危机的生力军。

（四）煤焦油加氢技术研讨平台构建的完善推进制度化发展

随着各煤炭企业对煤焦油加氢技术利用度的加深，该项技术会逐步趋于完善，为促使该项技术的进一步发展，相关的技术研讨平台便会应运而生。煤焦油加氢技术使煤焦油成为一种新型的清洁能源，有利于国家生态化的发展，因而国家会引导相关的院校加强与煤炭企业的联系，实现校企合作将科学技术转变成一种重要的生产力。相关技术研究平台的重要的科研成果为国家就煤焦油方面制定完善化的制度规范提供数据支持，进一步强化了煤焦油加氢技术的制度化、完善化发展。

煤焦油加氢技术以科学技术为支撑，对煤焦油的杂质的提炼、提高油质的纯度做出了巨大的贡献。未来煤焦油有可能成为行业发展的重要的清洁型能源，有利于推进工业的可持续发展。本文从煤焦油的发展现状和煤焦油加氢技术的优势综合预测煤焦油加氢技术的发展前景，以此呼吁更多的企业和研究人员加强对煤焦油加氢技术的利用和研究，推进能源企业的节能化、生态化发展。

参考文献：

[1]王锦程.中低温煤焦油加氢技术的生产现状与产业发展研究[J].化工管理，2014，（01）.

综合能源系统发展前景范文第2篇

关键词：分布式光伏发电；关键技术；发展前景

中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

随着能源短缺与能源需求的矛盾日益突出，能源价格会不断升高，严重阻碍了社会发展的步伐，寻找可再生能源，走可持续发展道路迫在眉睫。太阳能作为一种最常见的可再生能源，不仅分布广，无污染，而且可再生，被国际上认为是最好的化石能源替代品[1]。

太阳能光伏产业作为可再生能源产业，引起了各国政府的重视和大力支持。很多国家正积极研究光伏发电技术，并出台分布式光伏发电的财政补贴等政策，以促进光伏产业的快速发展，来应对能源短缺现象[2]。

光伏发电技术是一项优化未来能源构成的高新发电技术，分布式光伏电站的快速发展将加速远程监控系统的开发和推进相关技术的市场需求。随着计算机网络技术和通信技术的快速发展，远程监控系统将成为一种重要的手段。

一、分布式光伏电站简介

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。

二、分布式光伏发电特点

分布式光伏发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近使用，就近转换，就近并网的原则，以满足特定用户的需求，可以有效提高同等规模光伏电站的发电量，还可以降低电力在升压及长途运输中的损耗。具有以下特点：

一是输出功率相对较小，一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量控制在数千瓦以内但小型光伏系统相比大型的投资收益率并不会降低；

二是污染相对很小，没有噪声，也不会对空气和水产生污染，环保效益突出；

三是可以在一定程度上改善当地的用电状况，但是分布式光伏发电的能量密度相对较低，并不能从根本上解决用电紧张问题，而且具有间歇性；

此外，还有安全可靠性高，抗灾能力强，非常适合于远离大电网的边远农村、牧区、山区供电，不需要远距离输送电力，成本低、效率高[3]。

三、分布式光伏电站监控体系结构

分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池阵列、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，分布式光伏发电系统的太阳能电池阵列组件将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。

四、分布式光伏电站监控系统技术

分布式光伏发电倡导尽可能就地消纳，通过配电网接入电力系统，配电自动化系统需要对光伏发电进行监控和管理，以保证电网的安全可靠运行。分布式光伏发电一般在农村、牧区、山区，发展中的大、中、小城市或商业区附近建造，通常建在工业厂房、公共建筑以及居民屋顶上。这给分布式光伏电站的监控和管理都带来了挑战，我们可以通过远程监控来解决这一难题。

（一）通讯技术。分布式光伏发电系统的通信方式有多种类型。主要取决于城市中心、市区、郊区、农电等不同的地理位置。通信介质也分多种，包括：光纤、电力线载波、无线等方式。光纤通信具有容量大、传输距离远、抗电磁干扰、无辐射等特点，是市区配电网自动化首选的一种通信方式。随着光纤通信技术的不断普及和发展，其性价比也比较适中。无线方式通信实施比较方便，而且布置灵活，但容易受干扰。电力线载波通信方式比较适合农电及远距离线路，价格也相对便宜。

（二）监测系统的构成。由数据采集系统、数据传输系统、数据中心组成。数据采集系统应至少包括环境监测设备，电参数监测设备等。

1.数据采集。数据采集是指从传感器和其它待测设备等被测单元中采集需要的数据，送到上位机中进行分析、处理的行为。电压传感器用于采集光伏阵列的输出电压、蓄电池电压、逆变器输入电压、直流负载的输入电压。电流传感器用于采集光伏阵列的输出电流、蓄电池电流、逆变器输入电流、直流负载的输入电流。智能传感器用于采集逆变器的输出电压、电流、功率、功率因数。温度传感器和调理板用于采集室外、光伏组件和蓄电池的温度。辐照仪用于测量水平面的太阳总辐照度和光伏阵列表面的辐照度。

2.数据传输系统。电站数据监测系统中监测装置与数据采集装置之间、数据采集装置与数据中心之间的数据传输。根据分布式光伏电站、电力部门的不同情况选择相应的通讯方式进行数据传输，并确保数据传输的方便和安全。

3.数据中心。通过实现统一的数据定义与命名规范，集中多个光伏电站数据的环境。软件部分是整个监测系统的核心，从传感器采集得到的信息量将全部送至该部分进行数据处理和显示。提供了强大的图形界面，显示画面生动，一目了然。

五、我国分布式光伏电站发展现状与前景

中国光伏产业的发展曾过度依赖国外市场，尤其是欧洲市场，受欧债危机、欧盟及美国“双反”等事件的影响，国外市场持续低迷，中国光伏产业的持续发展也因此呼吁国内光伏市场的快速启动。

目前分布式光伏发电已被广泛应用在家庭供电、道路照明、景观照明、交通监控、大型广告牌、发电站，市场规模逐步扩大，呈现出广阔的市场前景。2012年12月19日，国务院召开常务会议提出要着力推进分布式光伏发电，鼓励单位、社区和家庭安装和使用分布式光伏发电系统。在《关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》文件中，将在每个省建设500MW分布式光伏的规模化应用示范区[4]，这是国内启动的至今最大的光伏项目，这些政策极大鼓舞了国内分布式光伏产业的发展，我国分布式光伏产业迎来了重大的挑战和机遇。

参考文献：

[1]陈晨，陈明明.太阳能光伏发电现状分析及发展方向[J].动力与电气工程，2013.

[2]王斯珍.我国已成为全球主要太阳能电池生产国[J].四川水利发电.2008（124）：14-15.

综合能源系统发展前景范文第3篇

关键词：煤矿开采；应用现状；发展前景

众所周知，对于煤矿生产的安全性以及煤矿生产的经济效益来讲，煤矿开采方法和技术是非常重要的一个方面。一个煤矿，要想不断的扩大生产经营效益，除了要改善自然条件，提高管理水平之外，还需要不断的革新技术，采用先进的开采方法。近些年来，我国的煤矿开采技术得到了大力的发展，已经日趋成熟；但是通过调查发现，在实际的应用当中，还存在着诸多的问题，需要引起人们的足够重视。

1 我国煤矿开采技术的应用现状

煤炭业具有多层次生产技术结构：在通常情况下，可以将我国的煤矿分为几个层次，分别是国有重点煤矿、地方国有煤矿和乡镇煤矿，这种划分的依据是现有的所有制。在生产技术水平上，这些不同层次的煤矿也存在着较大的差异，有些煤矿完全是手工劳动，有些煤矿的劳动已经完全实现了机械化；其中大部分煤矿采用的采煤方式还是半机械半自动化的综合采煤。众所周知，我国有着十分辽阔的土地，蕴藏着十分丰富的煤炭资源，不同的地区在经济发展水平方面也存在着差异，这种情况是短时间无法解决的，那么说明在未来一段时期内，我国依然会延续这种多层次的生产技术结构。

煤矿开采技术越来越高：随着科学技术的不断发展以及计算机技术应用范围的扩大，我国的煤矿开采技术越来越高，取得了一系列的成绩。很多的传统煤矿开采技术都已经得到了完善和改进，选用的设备也达到了国际先进水平，并且还自主设计研发了一系列的支架和系统，比如低拉大插板新型支架、快速移架系统等等，在很多个方面也提出了相应的应对措施等等。此外，我国还研发出了先进的放顶煤液压支架，以此来对顶煤破碎规律以及支架围岩关系等方面进行了深入的研究，这样对于煤矿生产从理论上给予了指导。

绿色环保的煤矿开采技术越来越完善：随着城市化进程的逐步加快，能源资源紧张以及环境破坏问题日益严重；越来越多的人们开始对地质生态问题产生关注，并且将其提上了议事日程。针对这个问题，在煤矿开采技术中，也研发出了绿色环保的煤矿开采技术。对于缓解环境问题，保护环境有着重要的意义。

2 我国煤炭开采技术的发展前景

开采工艺的多元化：在采矿学科方面，长期不变的主题就是对采煤方法和采煤工艺进行完善。随着时代的发展，在对现代化的采煤工艺进行发展时，需要将多样化和多层次作为采煤工艺发展的重点，构建一个符合我国具体国情的采煤工艺体系。目前，在我国的应用当中，长壁采煤方法已经非常成熟，并且在大力的发展放顶煤采煤技术，通过实践研究表明，在很大程度上提高了它的深度和广度。对于那些难采煤层，比如不太稳定、倾斜度较高以及有着较为复杂的地质构造等等，还有着广阔的空间来大力发展采煤方法和采煤工艺，不断的对作业条件进行改善，在提高机械化水平的基础上，提高工作效率。

采场围岩的控制技术：相关的技术研究人员需要充分结合煤矿采场的具体情况，比如地质围岩结构压力等等，来对采场围岩控制方面的理论进行完善。对那些难采煤层进行针对性的分析，比如不太稳定、倾斜度较高以及有着较为复杂的地质构造等等，研究在比较恶劣的环境中，支架围岩同放顶煤开采岩层之间的作用机理，对支护质量技术以及顶板动态监测技术进行研发和完善，同时还需要研发其他的一些岩层控制技术，比如如何有效的预测和防治冲击地压等等，提高煤矿开采的效率，保证煤矿开采的质量。

深矿井的开采技术发展前景：防治冲击矿压、控制煤层开采的矿压控制、井巷布置以及瓦斯和热害处理等是深矿井中进行煤炭开采的几方面关键性技术；针对目前深矿井开采的现状，主要有这些方面是需要大力研究和发展的，如何应对深矿井作业环境的变化；深井围岩状态以及应力场分布状态；深井冲击矿压的监测监控技术以及防治技术和深井的高产高效开采的相关配套技术等等。

三下采煤技术的发展前景：具体来讲，三下采煤技术的发展前景包括这些方面的内容，一是对数值模拟计算和相似材料模拟的技术进行大力发展，对开采上覆岩层的运动规律以及地表沉陷规律进行深入研究，同时对开采系统与优化参数进行研究，以此来满足地表、建筑物以及地下水资源保护的具体需求。二是对沉降控制理论和关键技术进行大力发展，包括在跨落法工作面采空区充填地表废料等技术，对各种充填技术以及组合充填技术进行大力研究和应用。三是对近水体开采的开采设计进行大力研究，优化工艺参数，提高设备质量，开发一整套的关键技术，以此来实现煤矿开采和煤矿城市的和谐统一；比如开采沉陷控制、土地复垦和矿井水资源化等等。

对巷道布置进行优化，减少矸石排放的开采技术：为了实现开采效益的最大化，就需要对现有采煤方法和开采布置等进行改进和完善。对煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统等进行研发和发展，保证在开采方法和开采布置方面可以有效的匹配于煤层地质条件。通过对神华集团大柳塔矿实行的全煤巷单一煤层开采方法进行总结和推广，发现基本上不将矸石运出地面，可以在很大程度上简化生产系统，同步发展综采和综掘，这样就可以在很大程度上提高生产效率。同时，还对高产高效矿井开拓部署以及巷道布置系统的优化进行了研究，对巷道布置进行简化，对采区以及工作面参数进行优化，在单一煤层应用集中开拓、集中准备以及集中回采的关键技术，这样岩巷掘进率就得到了大幅度的降低。

3 结束语

众所周知，我国有着十分丰富的煤炭资源，总量很大，但是煤炭的人均占有量却很低；如果煤矿开采技术不够先进，就会造成严重的浪费，甚至还会导致一些安全事故的发生，严重影响到人们的生命财产安全和社会经济的和谐发展。目前，我国在煤矿开采技术方面取得了不小的成绩，但是，依然需要清晰的认识到，和西方发达国家相比，还存在着不小的差距，需要相关的研究工作人员继续努力，创新煤矿开采技术，提高开采效率。

参考文献

[1]周来挺.探究煤矿开采技术的应用现状及发展前景[J].城市建设理论研究，2012，2（23）：123-125.

[2]刘大龙.试论煤矿开采技术的现状与发展趋势[J].中国科技博览，2013，2（28）：87-88.

综合能源系统发展前景范文第4篇

关键词：绿色建筑，可持续发展

中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：

0.引言

我国是世界上目前最大建筑市场之一，自改革开放以来，人们经济水平得到发展，就期望对生活条件加以改善，城市化水平稳步上升也就成为人们首当其冲的需求，所以近年来，建筑业便自然地成为国民经济产业，并把城市建筑由单一的功能性逐步开始向与城市环境相结合的环保型发展，同时为贯彻科学发展观中可持续发展的国家战略规划，“绿色建筑”就作为建筑业发展的新向标而登上舞台。

1.绿色建筑的概述

1.1绿色建筑定义

所谓“绿色建筑”的“绿色”，并不是指一般意义的立体绿化、屋顶绿色建筑花园，而是代表一种概念或象征，指建筑对环境无害，能充分利用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑，又可称为可持续发展建筑、生态建筑、节能环保建筑等。

1.2绿色建筑特色

绿色建筑分公共、住宅、工业建筑三方向，但本质都着重以人为本、可持续发展、保护生态。

1.2.1绿色公共建筑特色

1.提供安全、快捷的优质服务和舒适的环境，体现以人为本：随着人们对环境要求的逐步提高，如何改善人们生活工作环境、提高人们的生命质量成为绿色公共建筑主要发展方向。

2.与生态环境协调融合共存，充分利用自然资源、能源，本着低碳、节能和降低人工成本的宗旨：贯彻科学发展观中可持续发展的国家战略规划。

3.实施先进和科学的综合管理机制，提供人性化服务。

1.2.2绿色住宅建筑特色

1.对环境影响最小的民用建筑，应最大限度地体现节能环保和节约的原则。

2.具有生态性：与大自然相互作用而联系起来的统一体，在它的内部以及其与外部的联系上，都具有自我调节的功能。

3.提供健康的人居环境：绿色建筑健康性的一个重要特征，也是衡量其建设成果的重要标志。

4.体现可持续发展：利用高新创新技术来最大限度地重复利用材料、可循环利用材料和再生材料。

5.不以牺牲人们生活品质为代价：提供的节能环保，并不是以人们的舒适度和生活品质为代价。

6.与智能化住宅密切相关：创造一个舒适的空间环境，同时又要保护好周围的大环境，符合“安全、舒适、方便、节能、环保”。

1.2.3绿色工业建筑特色

1.注重可持续发展，尊重自然，保护生态，节约自然资源和能源，最大限度地提高建筑资源和能源的利用率，尽可能减少人工环境对自然生态平衡的负面影响。

2.保证良好的生产环境。

3.空间和使用功能适应企业发展变化，要求建筑空间具有包容性，功能具有综合性，使用具有灵活性、适应性和可扩展性。

4.在工业建筑的全寿命期中实现高效率地利用率地利用资源。

5.注重智能化技术的应用：采用成熟、实用、可靠及先进的技术和产品，并具有开放、可扩展、可升级及兼容性。

综合以上所述，绿色建筑的特色为：节能能源，节约资源，回归自然。

2.绿色建筑发展前景

绿色建筑在国内尚是存在着一些问题，但其必然的发展前景还是有的，因为我国建筑是耗能高、能源利用率低，单位建筑能耗比同等气候条件下国家高出2-3倍。在我国400多亿平方米的既有建筑中，城市建筑总面积约为138亿平方米左右，普遍存在着围护结构保温隔热性和气密性差，供热空调系统效率低等问题。由此看来，发展节能型建筑的潜力是很大的，前景也是很好的。

3.绿色建筑与一般建筑的比较

通过对苏州园区档案综合大厦的实地考察，我们可以很明显的发现这些区别。园区档案综合大厦运用了太阳能光电一体化，所产生的电力提供地下室采光和绿化循环泵耗功，年节约电耗20000KWh。同时，它还采用了地源热泵节能系统：冬季完全由土壤换热器系统提供热量，夏季不足部分由冷却塔系统辅助制冷，承担夏季制冷时土壤换热器提供冷量不足的部分，并经过相应的系统设计，采用冷却塔来进行相应的冷热负荷平衡，而且小规模的冷却塔还节省用地，改善了档案馆周边小区微气候，效率更高。所运用的自然通风系统提高室内舒适度，降低建筑能耗，起到在过渡季节部分或全部代替空调的作用，因此，我们在档案综合大厦里面和外面都没有看到空调的踪影。

4.结论

通过以上的介绍，可以了解到这些技术在目前经济水平下，科技含量极高的绿色技术依旧需要极大的成本，推广使用上有极大的难度。而类如地源热泵节能系统，由于造价相对低廉，使用效果又不错，极具发展推广的前景。

但各项技术还在试行阶段，那些最终能够经得起开发推广的技术势必会在今后得到普及推广。

而我们科研调查与研究的目的也是希望在未来的建筑业中，绿色建筑能在探索中不断朝着更加节能、节水、节材、室内环境和运营管理的系统化、综合化的绿色建筑方向发展，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。

参考文献：

【1】白润波 孙勇 马向前 徐宗美编.绿色建筑节能技术与实例【M】.北京：化学工业出版社，2012.2

综合能源系统发展前景范文第5篇

关键词：地源热泵，节能本质，节能应用

1 引言

人们为追求舒适的生存环境，无节制地利用能源，使得建筑耗能不断增加，导致进入21世纪后我国的建筑能耗增速逐年提高。若不对此加之制止和防范，必将会导致我国能源短缺局面的加速到来。因此，如何合理利用不同形式的能源，满足日益增长的建筑能耗需求，已成为摆在我们面前亟待解决的关键课题。当前，获得可再生、清洁、廉价和普遍存在的能源不仅是全世界的理想，更是人类共同追求的一个目标。随着地源热泵技术的出现及其进一步发展与完善，使得这一梦想成为了可能。作为一种利用可再生清洁能源的新技术，地源热泵技术理所当然值得给予特别的关注，并且应因地制宜地大力推广。

2 地源热泵技术的节能原理

2.1 工作原理

地源热泵技术是指利用可再生的浅层地热能和地表热能，实现建筑夏季空调、冬季采暖及全年热水供应的新型节能技术。为便于理解其工作原理，并与其他方案形成鲜明对比，以房屋采暖需要10kWh的热量作为比较基础。

通常来说，电动压缩式热泵是消耗电能，得到热能。其供热效率用性能系数COP表示，即为热泵机组提供的热量与机组耗电量的比值。一般地源热泵系数大于3.0，即消耗1kWh的电能，可以得到3kWh以上的供热用热能。然而，大多数燃煤火力发电站的效率只有35%左右，加上输配电过程中会存在一定的损失，所以会导致供电效率更低。

考查不同供热方案的能量利用效率可以用一次能源利用率(PER)作为指标，即所得热能与消耗的一次能源之比。对于热泵方案，PER等于COP与供电效率的乘积。除此之外，还可用季节性能系数SPF来评价地源热泵系统的性能。SPF是指整个供热季节内，性能系数COP的平均值。由于在地热和热分配系统中不可避免地存在着热损失和动力消耗，因此在进行计算和比较热泵效率指标时，应区分其是对整个系统而言，还是指热泵机组本身。

2.2 节能本质

能量和质量的评价，将从能量转换的更深层面上去理解地源热泵的工作原理，进而明确节能的真正意义。热力学认为，衡量能量品味的最佳方法即能量可否转化为功。热力学第二定律中指出，在任何能量的转换中，有用能被认为是能量的最好状态，但其实际上总是在不断减少。有用能不仅与自身的温度有关，还受周围环境温度的影响。只有当周围环境温度高于热流的温度时，有用能才能体现出较大价值。热力学第二定律为能源系统的设计提供了一个重要依据，即必须承认能量是有价值的。因为人们需要的是能够提供纯粹有用能的燃料，而且有用能必须能得到最大限度的利用。因此，节约能量真正意义上是节约有质量的能量。

3 地源热泵技术应用实例

对于中高温热泵这种广义或特殊的地源热泵技术，由于可以直接回收利用低温地热水、地热尾水、油田含油污水和其他各种温度(30-60℃)的中低品味工业余热，用于普通工业加热和建筑采暖，从根本上解决了此类余热资源不能被热泵机组直接回收利用的现状。为此，本文选取工程实例――某生态小区办公楼，对其的实际应用进行详细概述。

(1) 工程建筑特点。该生态小区综合办公楼是小区管理人员日常工作的场所，楼内的大多数房间都是会议室和办公室，一楼设置有机房。总占地面积约2291m2，建筑面积3715 m2，工程结构为钢筋混凝土框架形式，主体四层。该办公楼是按照我国建筑节能工作的第二阶段(节能50%的目标)进行设计的，在建筑物围护结构的保温隔热性能、窗户的隔热、保温和密封性及建筑结构合理性、朝向等方面注重了优化设计，如墙体采用国墙塑合中空内模水泥板体系；墙体保温层使用加厚聚苯乙烯保温板材料，隔热和保温效果高于二步节能的要求；窗采用多功能开启方式，可根据不同通风要求选择开启形式；窗体玻璃采用中空玻璃，隔热、隔声效果好。

(2) 地源系统特征。地埋管换热器采用桩埋管、垂直竖井地埋管与水平地埋管相结合的方式，组成两套地源热泵系统，以分别满足日常与节假日办公楼的采暖、空调需求。冬季井埋管的进水温度为8.2℃，流量为28.7m3/h；桩埋管的进水温度为8.23℃，流量为23.8 m3/h；取热量128.6kW；夏季进埋管的进水温度为29.7℃，流量为41.1m3/h；桩埋管的进水温度为28.3℃，流量为23.1m3/h；排热量为253.3kW。针对该系统设计水源热泵机组，系统考虑了压缩机与两个换热器的匹配、多项安全保护措施、全自动运行控制等，并配有自动数据采集和计算机监控系统。

(3) 运行维护和系统经济性。该系统自建成到现在一直处于良好的工作状态。从采集到的温度来看，各种地源参数均符合运行设计要求，未出现需要维修的迹象。

地源热泵系统的初投资高于锅炉，但由于地源热泵可实现一机两用，夏可空调、冬可供热，因而总的初投资要低于“锅炉+单冷空调”两套系统的投资。其中水平埋管式系统的总初投资低于锅炉加空调系统的初投资，而垂直埋管式系统的初投资则比锅炉加空调系统的初投资略高或大体持平。

实际计算得出的综合办公楼地源热泵采暖空调系统的运行费用为：夏季13.35元/m2，冬季14.29元/m2。对既需要采暖又需要空调的场所，在我国现有能源价格条件下，综合考虑净现值、收益率和投资回收周期等因素，与燃烧锅炉或天然气加单冷空调方案相比，地源热泵方案具有较强的经济竞争力。

4 地源热泵技术的发展前景展望