日本地源热泵技术发展现状

海外传真”＾ｖｗｄｉａｎｑｌｚａｚｈｌｃｏｒｎ高速发展的日本及欧洲热泵市场，／卜为一种能够减少全球升温压力的技Ｉ广术，热泵系统近几年来在全球备受青睐。

热泵系统的应用不仅局限于空调。

在欧盟很多国家，热泵系统开始取代燃气锅炉和燃油锅炉，减少矿物燃料的使用，成为降低ＣＯ，排放最有效的方法之一。

与前几年不同，２００８年的日本空调市场竞争从２００７年冬季来临之际就已经开始了。

大部分空调厂商都提前推出了它们的新产品，并一致将重点放在热泵（Ｈ／Ｐ）功能上，目的是抓住市场机遇。

根据日本制冷和空调业协会（ＪＲＡＩＡ）１０月份的统计数据，日本房间空调器（ＲＡＣ）的销售量比上年增长了１８．５％。

越来越多的消费者适应了热泵产品所带来的方便性，销售量的增长也鼓励厂商开发出更多的新产品。

就像一家空调厂商广告说的那样：“这个冬季不再需要燃烧来采暖了。

”由此可见，不用煤油加热器和锅炉来过冬的日子已经离我们不远了。

日本——技术进步刺激市场根据ＪＡＲＮ的统计数据，世界上售出的空调中７１％是热泵型号的。

在日本，９８．５％的房间空调器和９３％的箱式空调器是热泵型号。

根据ＪＲＡＩＡ最近公布的数据，到２０１０年日本将售出１００万台ＣＯ，热泵热水机组和５２０万台ＥＣＯＣｕｒＥ系统。

几家顶尖的空调厂商和东京大学等高校加强了对热泵技术的研究。

空调厂商计划改进直流电机和变频技术，提高性能系数（ＣＯＰ）。

根据一家空调厂商的研究，以４．０７２电器２００８／３许玫译自。

ＪＡＲＮ”ｋＷ带ｌＪ冷能力的空调为例，１０年内ＣＯＰ的增长超过了两倍。

为了满足寒冷地区客户的需求，很多公司开发的热泵系统能够在室外温度达．２５＂Ｃ的条件下运行良好。

很多日本公司如大金、日立、松下电子、东芝开利和三洋也开发出适应寒冷气候的ＶＲＦ系统。

大金利用两阶段压缩技术，即利用两台连续排列的压缩机分步骤压缩的过程，极大地改进了在户外极低温度使用时的ＣＯＰ数值。

Ｍｅｌｃｏ开发了寒冷季节使用的“ＺｕｂａｄａｎＭｕｌｔｉＹ”系列箱式空调器，即便在室外温度降到一１５℃时也能保持较高的加热能力。

地源热泵行业发展状况简介地源热泵行业介绍1 什么是地源热泵地源热泵作为一种利用可再生能源（浅层地热能）的暖通空调新技术，是建筑节能领域国际上广泛采用的高效节能技术，在我国已经有了10余年的发展历史。

1.1地源热泵的工作原理地源热泵通过输入少量的高品位能源（电能），将热能实现由低品位向高品位转移。

土壤（或地下水、地表水、污水等，下同）分别在冬季作为地源热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把土壤中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到土壤中去。

在供暖、制冷的同时可以将土壤或室内的热量提高温度后，用来制备、供应生活热水，特别是在夏季，热水的制备几乎是免费的。

通常地源热泵消耗1kWh的能量，用户可以得到4kWh以上的热量或冷量，节能效果显著。

1.2地源热泵的分类及其各自特点地源热泵根据利用浅层地热能的种类和方式不同，可以分为以下三类：土壤源热泵（GCHP），地下水热泵（GWHP），地表水热泵（SWHP）。

1. 土壤源热泵土壤源热泵以大地作为热源和热汇，热泵的换热器埋于地下，与大地进行冷热交换。

根据地下热交换器的布置形式，主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三类。

2. 地下水热泵系统在土壤源热泵得到发展以前，欧美国家最常用的地源热泵系统是地下水热泵系统。

地下水热泵系统的优势是造价要比土壤源热泵系统低；其劣势在于：有些地方法规禁止抽取或回灌地下水；可供使用的地下水有限；如水质不好或打井不合格要进行水处理；如泵选择过大、控制不良或水井与建筑偏远，泵耗能就会过大。

3. 地表水热泵系统地表水热泵系统主要有开路和闭路系统，包括使用江、河、湖中的地表水，也包括使用市政污水、厂矿废水、冷却水等。

地表水热泵系统具有相对造价低廉、泵耗能低、维修率低以及运行费用少等优点，但是，要有足够的水量及水体深度，否则水体的温度会随着室外气候发生较大的变化，可能造成热泵效率降低，制冷或供热能力降低的后果。

地源热泵国内外发展状况对比鲍旭明【摘要】介绍了地源热泵的类型及其特点,分析对比了地源热泵系统在国内外的发展方向和走势,并针对地源热泵在国内外发展中存在的问题,提出了解决措施,指出中国的地源热泵市场虽然起步晚,但发展迅猛,具有极大的上升空间.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)020【总页数】3页(P126-128)【关键词】地源热泵;地埋管;水源;节能环保【作者】鲍旭明【作者单位】宁波大学岩土工程研究所,浙江宁波315211【正文语种】中文【中图分类】TU832地源热泵技术利用浅层地热能，大幅降低了电能的消耗，具有节能、清洁、可再生等优点，因而在近年来受到广泛的推广。

该技术在地下埋设换热器，通过冷凝液循环完成换热。

在冬季时，地热能被提取出来实现室内制热；在夏季时，热量被注入地下实现室内制冷。

通常，地源热泵空调产生一个单位热量所消耗的电能仅为普通空调的1/4。

正因为地源热泵技术的优势所在，国内学者对其技术的优缺点和适用性等开展了大量研究。

姜波等[1]大体归纳了地源热泵技术整体的优缺点和我国发展地源热泵的现状及问题。

袁继康等[2]对地源热泵系统的各项分类和经济性进行了分析，总结了地源热泵系统存在的主要问题。

黄吉永等[3]针对地源热泵管埋设技术提出了基于静钻根植桩的地埋管方案。

热泵根据与环境换热介质的不同可以分为空气源热泵，水源热泵以及土壤源热泵。

其中水源热泵和土壤源热泵合称为地源热泵。

土壤源热泵根据布管方式不同，可分为垂直埋管式和水平埋管式。

垂直埋管占地面积小、埋管深、稳定性好，是目前广泛采用的形式；而水平埋管施工简便，造价低廉，适用于场地面积足够大的情况。

水源热泵根据热源不同可分为地下水源热泵系统和地表水源热泵系统。

地下水源热泵系统简单经济，适合拥有丰富地下水且允许开采的地区；地表水源热泵最经济，包括污水源热泵系统、海水源热泵系统以及淡水源热泵系统，在地表水资源丰富的地区应用前景广阔(见表1)。

国内外地源热泵发展现状及趋势一、国内地源热泵发展现状1. 地源热泵技术的应用日益普及。

随着科技的发展，地源热泵技术的应用不断得到改进，迅速普及到全国各地，在冬季供暖、冷却和室外热水供应等方面表现出色，日益受到居民的好评。

2. 我国地源热泵集中采用水源抽水系统。

水源抽水系统是我国地源热泵技术最主流的应用，它可以高效率、低能耗地利用深层地下水热量，来满足居民的住宅及企业用户的供暖、冷却及室外热水供应的效需求。

3. 一些地区采用了地源热泵新技术的应用。

近年来，一些地区采用了地源热泵新技术，比如空气源热泵系统，这种系统可以利用外部空气中的热能，以更有效率、更低能耗地确保居民家庭适宜的供暖温度。

二、国外地源热泵发展现状1. 国外地源热泵技术先进。

欧美国家，特别是澳大利亚、日本以及德国等国家，在地源热泵技术的发展方面，远远超过我国。

他们用先进且实用的技术，将地源热泵的应用运用在了住宅、商业、娱乐等各种场所，成效显著。

2. 国外地源热泵优势多。

国外应用地源热泵的场景更为多元，不仅限定在冬季供暖。

比如在比较温和的气候下，还可以替代空调，节约能量。

此外，大型项目运用地源热泵系统并不仅仅限于建筑物里面，比如锅炉系统、空调、游泳池等，都可以是地源热泵系统的重要应用场景。

三、地源热泵发展趋势1. 技术更趋完善。

未来地源热泵技术将越来越完善，使其成本低廉、安装简单，各种匹配设备更具有完善性，使系统运行更加可靠。

2. 应用场景更加广阔。

随着技术的发展，地源热泵将会运用到更多的场景，比如实现居家净水及热水供应，以及实现大规模全空调等。

3. 节能型更加强大。

以往的地源热泵系统，只有在冬季供暖时更加经济环保，但是现在地源热泵系统在各种温度环境下，都可以实现低能耗节能的环境取暖和冷却。

地源热泵的技术在全球发展迅速2022年世界地热大会在印度尼西亚巴厘岛刚刚结束，这是国际地热协会主办的五年一次地热盛会，今年大会的主题是“地热：转变世界的能源”。

2022年的大会有85个国家的2500名与会者，达到了历史最大规模。

同时，世界地热利用，尤其是地源热泵的利用，也达到了历史最大规模。

世界地热大会从各国提交的国家报告中，统计、总结了世界地热进展的总况，这是五年一次最精确的权威统计数字。

一、世界地热利用概貌地热发电在27个国家，总装机容量达到了10751MWe，年发电利用67246GWh，平均利用系数为72%（一年中有72%的时间在工作）。

近五年内增长最大的是美国530MWe、印尼400MWe、冰岛373MWe、新西兰193MWe。

地热发电装机容量和发电量的世界排名前十位的是：美国、菲律宾、印尼、墨西哥、意大利、冰岛、新西兰、日本、萨尔瓦多、肯尼亚。

印尼近5年的快速进展使其排名从2022年的第四位升为第三位，与墨西哥对换了位置。

地热直接利用在78个国家，总设备容量达到了50583MWt，年利用热能121696GWh，平均利用系数0.27。

利用热能量的世界排名前十位的是：中国、美国、瑞典、土耳其、日本、挪威、冰岛、法国、德国和荷兰。

在2022年世界地热大会统计中，瑞典因大力进展地源热泵，从2000年的第十位一下跃升至其次位；这五年其热泵进展减缓，与美国对换了位置，美国升为其次名。

二、世界地热直接利用数据的分析2022年世界地热直接利用的总设备容量50583MWt，比2022年世界地热大会的数据（统计截止至2022年）增长了78.9%。

这五年的平均年增长率是12.33%。

地热直接利用总设备容量的最大份额是地源热泵占69.7%，其次是洗浴游泳占13.2%，再次是常规地热供暖占10.7%，其余温室、水产、工业、融雪等所占比例很小。

2022年世界地热直接利用的能量是438071TJ（121696GWh），比2022年世界地热大会的数据（2022年）增长了60.2%。

地源热泵在欧美日发达国家发展状况及经验总结2012年6月目录1北美地源热泵发展 (3)1.1美国地源热泵的发展概况 (4)1.1.1应用及市场情况简介 (4)1.1.2相关配套措施 (5)1.1.3中美之间在地源热泵领域的交流 (8)1.2加拿大地源热泵的发展 (10)1.2.1应用及市场情况简介 (10)1.2.2相关配套措施 (13)2欧洲地源热泵发展 (16)2.1总体发展情况 (16)2.1.1欧洲地源热泵市场发展概况 (16)2.1.2欧洲热泵相关组织 (18)2.2瑞典 (19)2.2.1气候和地质状况 (19)2.2.2热泵市场发展概况 (21)2.2.3政策措施 (22)2.3德国 (23)2.3.1气候和地质状况 (23)2.3.2热泵市场的发展 (23)2.3.3相关配套措施 (25)2.4奥地利 (27)2.4.1气候和地质状况 (27)2.4.2热泵市场的发展 (27)2.4.3政策措施 (28)2.5芬兰 (29)2.5.1气候和地质状况 (29)2.5.2热泵市场的发展 (30)2.5.3相关配套措施 (32)2.6荷兰 (33)2.6.1气候和地质状况 (33)2.6.2热泵市场的发展 (33)2.6.3政策措施 (34)3日本地源热泵系统发展情况 (35)3.1气候和地质状况 (35)3.2发展历史 (36)3.3应用现状 (37)3.4最新研究进展 (40)3.5存在的问题和相关对策 (41)4小结 (42)地源热泵起源于欧洲，石油危机致化石能源价格大幅上涨推动了地源热泵的大范围应用。

由于其高效利用可再生能源的环保特性，应用国家逐年增加，从2000年的26个国家增至2015年的48个。

很多应用地源热泵的国家都能保持每年10%的应用增长率。

世界范围内，截至2015年底，开发利用浅层地热能的地源热泵装机容量约为5万MW，地源热泵安装台数与2010年相比增长了51%。

地源热泵技术现状及注意问题摘要：本文分析了我国地源热泵技术发展的背景，给出了地源热泵系统的分类及特点，并能够对目前我国地源热泵的发展状况进行调查，得出了地源热泵技术在未来发展中存在的问题。

关键词：地源热泵问题中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：一、前言发展地源热泵系统是我国建筑节能发展的需要。

目前，建筑用能已占全国总能耗的20%。

因此抓紧建筑节能以较少的能源投入实现经济增长目标，对于我国经济社会的可持续发展，是一项十分迫切的任务。

地源热泵系统和常规的供热空调系统相比大约节能50%，是一种利用可再生能源的高效节能可供暖又可制冷的新型空调系统。

地源热泵供暖空调系统通过吸收大地的能量，再由热泵机组向建筑物供冷热，可广泛应用于商业楼宇、公共建筑、住宅公寓、学校、医院等建筑物，是可再生能源在建筑中应用的重要组成部分。

二、地源热泵系统的分类及特点2.1 地源热泵的定义《地源热泵系统工程技术规范》（GB50366-2005）规定地源热泵系统以岩土体、地下水或地表水为低温热源，同水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。

根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。

2.2地埋管地源热泵系统包括一个土壤耦合地热交换器，它垂直或是水平地安装在地沟中或是以U形管状垂直安装在竖井之中。

不同的管沟或竖井中的热交换器并联连接，再通过不同的集管进入建筑中与建筑物内的水环路相连接，它通过循环液或以水为主要成分的防冻液在封闭地下埋管中的流动，实现系统与大地之间的传热。

其优点是系统不受地下水量的影响，对地下水没有破坏或污染作用，系统运行具有高度的可靠性和稳定性。

它的主要缺点是由于管壁传热温差的存在，机组冬季地源侧水温低于地下水式系统5-10度，机组夏季地源侧水温高于地下水式系统10-15度，机组运行条件相对较差，降低了运行效率埋地换热器受土壤性质影响较大连续运行时，热泵的冷凝温度或蒸发温度受土壤温度变化的影响而发生波动。

日本地热技术世界第一
据说当今世界利用地热能源最多的是美国，但是其地热技术则是日本排第一。

如果将日本现有地热资源转化为电力，有561万千瓦的潜力。

目前，日本有18个地热发电站，总发电能力约为50万千瓦。

日本地热发电技术名列世界前茅。

据说世界最大地热发电站美国盖瑟尔斯地热发电站，采用的就是日本的电机系统。

另外，印度尼西亚计划建一座世界最大地热发电站。

日本正以借款、提供技术设备等方式，以期获得合作资格。

日本全国的总发电量中，地热发电量超不过0.2%。

18座地热发电站的总发电量不及日本福岛第一核电站1个反应堆的发电量。

日本有270多座火山，很多地热资源还没有被很好的利用。

因为很多日本民众反对在国立温泉公园等地方建地热发电站，认为发电站会对公园生态、温泉质量等有所影响，并且还会破坏景观。

不过，日本大地震使得拥有世界第一技术的日本地热发电迎来契机。

现在日本政府正酝酿通过“废除核电”的议案，计划未来把日本国内陆热资源利用率提高到50%以上。

日本地热发电有喜有忧作者：暂无来源：《环境与生活》 2013年第8期本刊驻日特约记者谢德良（发自北海道）日本地震、火山活动频繁，灾害不断。

但是，火山、地下熔浆在给人类带来灾害的同时，也带来了丰富的地热能源。

2011年的“3.11”大地震导致福岛核电站发生核泄漏，日本国内弃核、发展地热能的呼声也随之高涨。

日本地热的潜在发电能力巨大，但开发进展缓慢，他们遇到了什么难题呢？全球七成地热发电设备日本产日本被称为火山列岛，拥有火山119座，作为日本象征的富士山，就是典型的层状火山。

正因为拥有这些火山，日本的地表下蕴藏着大量熔浆。

据权威统计，日本地热资源的蕴藏量排名世界第三，达2347万千瓦。

世界70%的地热发电设备由日本的富士电机、东芝、三菱重工公司提供。

日本如今有18处地热发电站，地热发电能力只有53万千瓦。

庞大的地热能源深眠着，等待人们去开发。

随着民众反核呼声渐高，日本电力企业纷纷将目光转向地热发电，但地热发电的总量过小，地热发电仅占日本发电总量的0.2%，对日本能源的贡献有限。

所谓地热发电，通常是指利用从地下2000至3000米处涌出的热水、蒸汽进行发电的方式。

日本很多地方的地下蕴含着高达200摄氏度的高温高压热水，这些热水顺着泉水管道上升、喷出大量水蒸气。

一般来说，这些蒸汽进入发电厂的涡轮，带动扇叶转动、通过连接的发电机，将该过程产生的机械能转化为电能。

发完电后，蒸汽基本还原为温水，通过冷却塔进一步冷却后，返流到地下。

日本利用地热发电近百年日本最初利用地热发电的时间可追溯到1919年。

当时，身为日本帝国海军中将、男爵的山内万寿治，对国家的能源安全表现出浓厚的兴趣，并在冲绳的大分县成功挖掘出地热喷气孔。

此后，在山内万寿治的研发基础上，东京电灯研究所所长太刀川平治成功实现发电1.12千瓦，这是日本利用地热发电的第一个范例。

可惜的是，地热发电此后再无大进展。

一直到1966年10月8日，岩手县八幡平市的松川地热发电站（日本重化学工业株式会社）才开始发电运营。

地热能:日本地热发电财富近况及家制作政策日本约有100座活火山，地热资本储量排在印尼、美国之后居全国第3位，换算成发电手段超越2000万千瓦，相称于15座原子能发电站。

目前日本地热发电量约为风力发电的2倍，太阳能发电的3倍。

网易摸索11月18日报道地热发电是行使地下热水和蒸汽等发生发火动力发电，即通过暗中2000米支配的岩浆，发作摄氏200350度的蒸汽动员锅炉发电。

地热能储量丰厚十分洁净，且地热发电不受风力等季候与征兆前提限度，但暗地堪测等前期开拓投入较大。

目前全球地热发电总量约8000兆瓦，个中美国2800兆瓦。

地热发电根蒂上不出产生CO？2，征求发电设备及建设送电设施在内，CO？2？排放量仅相当于火力发电的几十分之一，原子能发电的一半支配。

因为燃料不寄予国外供应，不具备汇率与燃料价格变更风险。

出于未来国际政治与经济发展深远战略需求，日本时隔20年再度突起地热发电热。

一、日本地热发电大概情况日本约有100座活火山，地热老本储量排在印尼、美国之后居全国第3位，换算成发电手法超过2000万千瓦，相等于15座原子能发电站。

目前日本地热发电量约为风力发电的2倍，太阳能发电的3倍。

正在运营的地热发电站唯一18所，首要会集在东北与九州地域，总功率50万千瓦，约占海外总发电量的0.2％。

东北地域首要地本地热发电站：大沼発電所、澄川発電所、松川発電所、葛根田発電所、上之岱発電所、柳津西山発電所、鬼首発電所。

九州周边主边陲热发电站：大岳発電所、八丁原発電所、山水発電所、大霧発電所、滝上発電所。

第一次火油危急后，日外国际曾掀起一股地热发电热。

但跟着原子能发电的普及和煤炭价格的回落，功率远小于火电站的地热电站逐步受到疏弃。

由九州电力与出光興産大分地热两家公司共同出资成立，功率1万千瓦以上的大型地热发电站滝上地热发电站，在运营96年后曾经一度被强迫停运。

二、日本再兴地热发电热为实现削减温室气体排放方针，构建环保节能的天下形象，成立低碳经济长远竞争力，日本时隔20年再次启动地热发电站建设项目。

日本抽水蓄能机组技术发展近况戴庆忠文摘日本是世界上抽水蓄能机组技术水平最高的国家。

本文介绍日本三大抽水蓄能机组制造公司（东芝、日立三菱）1990年以来的制造业绩，分析了日本三大公司水泵水轮机和发电电动机的发展动向，介绍了水泵水轮机、发电电动机在设计技术、可靠性技术等方面的技术特点，分析了日本公司在抽水蓄能机组研制方面领先世界的原因。

关键词日本水泵水轮机发电电动机发展动向技术特点1前言日本是世界上抽水蓄能机组技术水平最高的国家。

从20世纪70年代以来，日本在抽水蓄能机组最大容量、最高水头等方面居世界最高水平，在抽水蓄能机组技术方面一直引领世界发展潮流。

本文介绍日本三大抽水蓄能机组制造公司（东芝、日立、三菱）1990年以来的发展动向及技术特色。

日本1990年以来制造的抽水蓄能机组的技术数据见表1。

表1 1990年以来日本抽水蓄能机组的制造业绩“发电电动机”栏“/”，分子为发电机，分母为电动机，即“发电机/电动机”。

2.日本抽水蓄能机组发展动向2.1高水头化趋势从表1可以看出，除出口机组外，1990年以来，日本制造的单级混流式水泵水轮机的最高水头多在500m以上，葛野川电站水泵水轮机的最高扬程达到779m。

日本三大公司（东芝、日立、三菱）均声称已掌握800m以下大型单级混流式水泵水轮机的设计制造技术。

日本制造的抽水蓄能机组的扬程增高曲线见图1。

图1日本制造水泵水轮机的扬程增高曲线2.2大容量化趋势日本制造的抽水蓄能机组的单机功率增大曲线见图2。

从图2和表1可以看出，除个别出口机组外，1990年以来日本制造的抽水蓄能机组的单机功率多在300MW以上。

1999年投运的葛野川电站412MW/438MW机组，不但一举使抽水蓄能机组单机功率突破400MW,而且更加巩固了日本抽水蓄能机组在世界上的领先地位。

2005年12月，日本又投运了单机功率达470MW/464MW的神流川电站抽水蓄能机组，其发电电动机的容量达到525MV A/464MW，首次突破500MV A，再创世界奇迹。