美国地源热泵产业现状

业有更多、更好的条件实现快速增长。在 何提高系统性能。据来自中国的报告称， 到空气中，大大减小 BHEX 的规模。
联邦机构和公共服务促进计划的帮助下， 在 1999 年的 基 础 上 ，2000 年 ~ 2003 年
另一个能立即应用以降低成本的重
地源热泵产业逐渐发展起来；事实证明， 的地源热泵技术文献和专利数量平均增 要方法应该是将钻井市场动员并有序组
商用建筑市场上，机械承包商通常也 不具备安装环路的能力，况且当前绝大多 数项目需要进行钻井安装。经验丰富的地
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源热泵钻井工人相当缺乏，地源热泵产业 资金来源以维持他们的地源热泵计划。
的项目刚刚完成，另一个值得注意的是，
中的钻井部分没有得到有效组织，不改变 4.2 美国地源热泵技术现状
有观点认为，商用地源热泵产业已在 一定程度上成为一匹黑马，正促进垂直钻 井 地 源 热 泵 系 统 的 发 展 —— —因 为 强 大 的 商用设计工具尚不存在。地表资源包括土 壤、地表水、回收的中水、污水处理厂污水、 保护流域的雨水、雨水收集系统的雨水，地 下含水层，无论是单独使用或与室外空气
系统的混合配置，在设计过程中都值得我 们考虑。因此需要做大量的工作来开发一 个设计基础结构，能尽快为每一个项目找 到并设计最佳的地源热泵系统方案。
优秀的地源热泵钻井工，因为他们对地下 的商用组件，可获得 6~ 8 倍的能量，理论
主 流（特 别 是 在 商 业 应 用 中）的 地 源
水保护和当地地质情况再熟悉不过。当 值更可高达 14 倍。一些亚洲制造商正扎 热 泵 系 统 配 置 为 垂 直 井 孔 热 交 换 器
然，对他们进行培训将是必要的，因为钻 堆提出新的概念如：变速压缩机、变制冷 （BHEX）。在这些系统中，BHEX 价格占整
泵建设。
供 热 制
（未完待续
责编：万淑艳）
冷
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产业界最近也出资将改进的地下热交换
这种状况，地源热泵产业就难以迅速扩
地源热泵系统从地下提取供建筑使 器 和 地 源 热 泵 系 统 的 陈 述 纳 入 到
大。其实，一些地区的水井钻井工由于建 用的热能，是热泵能耗的 3~ 5 倍。如果有 e QUEST（一个建筑能耗分析算法，获得
筑业不景气而大量闲置，他们可以转化为 足够的动力，能在地源热泵中使用最先进 DOE- 2 认证，并且操作相当简单）。
量的培训项目已经存在，垂直系统的钻井
欧洲和亚洲的地源热泵市场规模已 替 BHEX 系统将会立即减少整体造价，且
和安装承包商可自愿认证。
经超过了美国，部分原因可能是：其他国 不会牺牲性能。混合系统通常会通过浅表
来自百度文库
与 1993 年相比，今天的地源热泵行 家更积极地寻求降低系统成本并研究如 水或液体冷却器将超出部分的热量排放
从政府资金中获得长达 35 年期的贷款， 水平环路，以及开发井孔热交换器质量测 得更有利的钻井条件。
进行地源热泵系统室外部分的建设，并通 试设备。
虽然有许多途径可降低成本、提高性
过用户的公共服务收费来回收投资并获
研究是降低成本、提高性能的常见策 能，但最重要的是不能脱离地源热泵产业
得节能差额回报。2007 年 12 月，美国国 略，美国的投入远低于世界其他国家。据 技术和工艺现状，这样才能给客户提供最
业内普遍认为，Clim ate m as te r （属于 LSB 工业集团）、佛罗里达热泵（FHP，属 于博世集团）、沃富国际公司（WFI）和特灵 （属于 Inge rs oll Rand）等少数几个制造商 占据了地源热泵机组产量的大部分，麦克 维尔国际（属于大金集团）、美意以及一些 地区制造商次之。另外，一些其他品牌如 （Carrie r） 通过其他的制造商提供 WSHP 机组进入 WLHP 和 GSHP 市场。
术。越来越多的州为地源热泵系统提供税 （ORNL）和产业界、大学合作进行。一个项 （舒适、分区控制、安静运行）、节能效果和
收抵免或其他形式的奖励。
目是开发集成地源热泵系统（GS- IHP）， 较长生命周期中的维修费用。在新建商用
支持组织的基础也比 1993 年的时候 在亚洲部分先进的组件基础上，将供热、 建筑中（如 K- 12 学校），地源热泵系统至
另一个需要重点关注的是安装基础， 关系着地源热泵产业能否快速扩张。目 前，安装经验丰富、有竞争力的安装基础 只存在于某些州的少数地区，主要在中西 部和东部。
在民用住宅市场，可以找到大量的空 调承包商并对他们进行培训，因为地源热 泵在许多方面都比空气源热泵简单，就是 缺乏环路专家。客户对地源热泵永远充满 激情，却苦于没有可接受的安装基础。空 调承包商通常没有能力自己安装环路，需 要他们做大量的工作并适应地源热泵安 装基础的多样化。水平挖沟是这样，垂直 或水平钻孔则更甚。
基础。美国地下水协会（NGWA）也更多地 当活跃的地源热泵技术研究，但由于缺乏 装业主。所有这些业主都必须拥有充足的
参与进来。国家实验室和大学的专业机构 也鼎力支持，尽管这些机构从来没有可靠
联邦和其他合作组织的支持，声势在近几 年已逐渐减弱。一个采用了混合系统设计
资金或使用自己的信贷系统来投资地源热
井的要求大不相同，许多方面都是全新 剂流量系统和多功能热泵 （包括供热、制 个地源热泵系统的大部分。如果一年中建
的，如：HDPE 管、下管，灌浆和通过热熔 冷和生活热水功能），以及使用二氧化碳 筑转移到地下的热量远大于从地下转移
接管道制作集水器。幸运的是，一些高质 作为制冷剂。
到建筑的热量需求，那么用混合系统来代
面对快速扩张的 GSHP 产业，WSHP
制造商完全有能力扩大产能满足其市场 需求。事实上，机组价格会随之更低，规模 经济效益也更可观。WSHP 制造商年订单 在 10 万台左右，而最大的空气源热泵 （ASHP）制造商则为 100 万台。10 倍的销 量 差 ，加 上 较 高 的 地 源 热 泵 销 售 、培 训 费 用，是地源热泵机组零售价格比同等容量 和质量的空气源热泵机组贵 50% ~100% 的主要原因（注：顶级的燃气炉空调组合 与地源热泵价格相当）。
年 10 月，针对家庭和企业业主投资地源 该是美国没有地源热泵的研究计划。其他 可以降低 BHEX 的安装成本。安装过程不
热泵系统的税收抵免期延长至 2016 年。 国家的研究主题包括：单井回灌系统、桩 仅包括钻井，还涉及下管、灌浆和管道熔
2007 年 以 来 ，RECs 能 通 过 USDA/RUS 基埋设地下热交换器、结合废气热交换的 接等，优化的钻井设备在 BHEX 安装中获
有一个强有力的论点是，地源热泵基 础设施应该纳入公共服务企业管理，其理 由是地下环路 （与其他公共服务设施类 似）的寿命要比其服务的建筑和热泵机组 长得多。地源热泵市场对此论点积极的影 响可以在短期内被测试出来— ——RECs 开 始 根 据 新 的 立 法 获 得 USDA/RUS 的 35 年期贷款，用政府的资金为用户安装地下 环路。RUS 预计其服务区域内的地源热泵 系统将对负荷现状产生积极的影响，能减 少用电高峰需求，从而降低所有消费者的 用电价格。
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美国地源热泵产业现状
主 编：Patrick J.Hughes，能源运输科学部 主管部门：美国能源部 EERE 地源热泵技术组 翻 译：夏崇清 国际地源热泵协会中国地区委员会
此文摘编自 DOE（美国能源部）EERE （能源效率与可再生能源办公室） 下的 GTP（地源热泵技术项目）报告。2009 年 10 月刊载了该报告的部分内容概要，本期继 续连载。 4.1.2 美国地源热泵产业现状
更加强大。代表了地源热泵行业各个环节 制冷和热水器、除湿机的功能集成到一个 少和某些常规系统的初投资相同，但常见
的国际地源热泵协会（IGSHPA），每年组 独立的机组中。另一个项目是开发、验证 的是更高的初投资。
织全国唯一的大型地源热泵技术研讨会 的设计工具和模型，用于在建筑挖掘过程
很明显，较高的初投资和较长的回收
系组织 。在 ASHRAE 技术委员会的 TC 的气候条件下保持很低的热负荷，这些所 地政府，K- 12 学校等）。在住宅市场，地源热
6.8（地热能源利用分会），已经为正确设 谓的基础热交换器也是地源热泵系统必 泵被限制在一小部分希望获得最佳系统的
计商用地源热泵系统制定了良好的技术 需的。ASHRAE 在 21 世纪初就发起了相 新建住宅业主和有长期居住计划的家庭改
会指示总务管理局（GSA）制定程序加速 作者所知，目前只有两个中等的联邦地源 好的价值目标。在新建 / 改造住宅或商业
更具成本效益的节能技术和设备在 GSA 热泵研究项目在运行，都由美国能源部建 建筑的改造中，地源热泵系统往往是成本
建筑的应用，并首推照明和地源热泵技 筑 技 术 计 划 出 资 ，橡 树 岭 国 家 实 验 室 最高的选择，所以必须证明其独特的优势
相对于地源热泵系统使用的典型单 一封装室内水源热泵，分离的空气源系统 同时需要室内室外单元，必须在热源和冷 源之间进行更高的温度提升，并需要除霜 和控制，防止室外换热器结霜。理论上讲， 相同的出货量水源热泵机组价格应低于 空气源热泵，因为它们需要的钣金、铜、铝 较少，压缩机也可以更小，而且大大减少 了电子控制。如果地源热泵能成为标准的 高容量系统的选择之一，地源热泵实际的 生产成本将被控制在适当的范围内，工程 技术人员和职业学校毕业生在销售 / 培训 环节的额外费用也将逐步减少，地源热泵 设计、安装人员将通过职业培训获得从业 所必需的基本能力，从而使得地源热泵相 对于空气源热泵的额外销售成本消失。
地源热泵产业由水源热泵（WSHPs） 制造商、高密度聚乙烯（HDPE）管材管件 制造商、循环泵和专业组件制造商，以及 设计基础、安装基础和各种贸易伙伴（尤 指电力公司）组成。以下是对地源热泵产 业的现状分析，侧重于地源热泵产业发展 的限制因素。
一些水源热泵制造商 50 年代末就在 佛罗里达州开拓民用建筑市场。60 年代 初其市场扩大到加利福尼亚州，并迅速蔓 延到全国各地，这就是人们所熟知的水环 热泵（WLHP）市场。在今天，水源热泵制 造商同时服务于水环热泵和地源热泵两 个市场，每年约有 23 万个水环热泵机组 应用于民用建筑市场，地源热泵应用占 6 万台。由于很早就进入市场，大部分厂家 发展稳定，有完善的供应链和市场渠道。
和展览，并开展有良好声誉的钻井工和安 中安装地下热交换器。我们已经能够建成 期限制了地源热泵的市场接受程度。在今
装师、设计师培训。GSHPC 已被改组为一 能源效率很高的建筑（高层建筑、密封外 天的商用市场，地源热泵系统主要集中在
个由地源热泵行业赞助的宣传及政府关 墙、GS- IHP，或其他高效设备），可在一定 关注生命周期的机构客户（如：联邦、州及当
这些帮助取消后，地源热泵产业仍然能够 长了 5 倍。2008 年国际能源署（IEA）热泵 织起来，通过改善钻机利用率和竞争方式
稳定地发展。地源热泵技术已经非常成 会议有 37 个“地 / 水源热泵系统”技术论 可以让价格显著降低。通过研究、开发优
熟，在全美已安装超过 60 万台机组。2008 文和讲演，美国作者只占 3 个，其原因应 化的钻机设备，促进安装过程的自动化，