地源熱泵

    地源熱泵是陸地淺層能源通過(guò)輸入少量的高品位能源（如電能等）實(shí)現(xiàn)由低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移的裝置。通常地源熱泵消耗1kwh的能量，用戶可以得到4kwh以上的熱量或冷量。

    地源熱泵是以巖土體、地層土壤、地下水或地表水為低溫?zé)嵩?，由水地源熱泵機(jī)組、地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的供熱中央空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。

    "地源熱泵"的概念，最早在1912 年由瑞士的專家提出，而這項(xiàng)技術(shù)的提出始于英、美兩國(guó)。北歐國(guó)家主要偏重于冬季采暖，而美國(guó)則注重冬夏聯(lián)供。由于美國(guó)的氣候條件與中國(guó)很相似，因此研究美國(guó)的地源熱泵應(yīng)用情況，對(duì)我國(guó)地源熱泵的發(fā)展有著借鑒意義

    （1）地源熱泵技術(shù)屬可再生能源利用技術(shù)。由于地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源（通常小于400米深）作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以稱之為地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽(yáng)能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。地表淺層是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，收集了47%的太陽(yáng)能量，比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無(wú)處不在。這種儲(chǔ)存于地表淺層近乎無(wú)限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。

（2）地源熱泵屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)。其地源熱泵的COP值達(dá)到了4以上，也就是說(shuō)消耗1KWh的能量，用戶可得到4KWh以上的熱量或冷量。 [1]

（3）地源熱泵環(huán)境效益顯著。其裝置的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒(méi)有燃燒，沒(méi)有排煙，也沒(méi)有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。

（4）地源熱泵一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣。地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)；可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑，更適合于別墅住宅的采暖。

（5）地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用低。地源熱泵的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安裝在室內(nèi)，從而避免了室外的惡劣氣候，機(jī)組緊湊、節(jié)省空間；自動(dòng)控制程度高，可無(wú)人值守。

由以上的特點(diǎn)可以看出，地源熱泵技術(shù)以后可得到廣泛的應(yīng)用。

    然而，地源熱泵要實(shí)現(xiàn)制冷制熱，則需要給它提供動(dòng)力來(lái)輸送制冷制熱管道中的循環(huán)水，傳統(tǒng)機(jī)房可提供動(dòng)力，但施工起來(lái)比較復(fù)雜，難度高，周期長(zhǎng)，采購(gòu)的材料種類多，需庫(kù)存，漏水隱患大等等問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題，市場(chǎng)上開(kāi)發(fā)了一款新型的動(dòng)力輸配系統(tǒng)設(shè)備-----節(jié)能空調(diào)機(jī)房。此機(jī)房系統(tǒng)是將傳統(tǒng)機(jī)房中的所有部件進(jìn)行集成模塊化，實(shí)行一體化安裝的模式。不僅在施工難度上大大降低了，而且無(wú)需庫(kù)存，漏水隱患大大降低了，還能與主機(jī)進(jìn)行無(wú)限聯(lián)動(dòng)等等，由此可以看出，節(jié)能空調(diào)機(jī)房實(shí)為一款為暖通行業(yè)提供一整套的解決方案。

    總而言之，節(jié)能空調(diào)機(jī)房、水力平衡分配器、多功能水箱與地源熱泵的結(jié)合為整個(gè)暖通系統(tǒng)增加亮點(diǎn)，同時(shí)在安裝上便捷了很多。施工時(shí)間、采購(gòu)周期都大大縮短了，人工成本也將低了等等。由此可見(jiàn)節(jié)能空調(diào)機(jī)房與地源熱泵的配合是未來(lái)暖通行業(yè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。

    環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益顯著

地源熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，不消耗水也不污染水，不需要鍋爐，不需要冷卻塔，也不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，環(huán)保效益顯著。地源熱泵機(jī)組的電力消耗，與空氣源熱泵相比也可以減少40%以上；與電供暖相比可以減少70%以上，它的制熱系統(tǒng)比燃?xì)忮仩t的效率平均提高近50%，比燃?xì)忮仩t的效率高出了75%。

一機(jī)多用，應(yīng)用廣泛

地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)制冷，還可提供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)，特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物。地源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量的能量，而且用一套設(shè)備可以同時(shí)滿足供熱、供冷、供生活用水的要求，減少了設(shè)備的初投資，地源熱泵可應(yīng)用于賓館、居住小區(qū)、公寓、廠房、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑，小型的地源熱泵更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。

維護(hù)費(fèi)用低并可無(wú)人值守

地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護(hù)，其系統(tǒng)不是埋在地下就是安裝在室內(nèi)，不暴露在風(fēng)雨中，機(jī)組緊湊、節(jié)省空間，也可免遭損壞，更加可靠，延長(zhǎng)壽命。自動(dòng)控制程度高，可無(wú)人值守、遠(yuǎn)程管理，無(wú)需雇傭人員看管。

地源熱泵遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

地源熱泵遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

污染小

地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少38%以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上，真正的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排節(jié)能減排是減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放更多。

維護(hù)簡(jiǎn)單

地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護(hù)，系統(tǒng)安裝在室內(nèi)，不暴露在風(fēng)雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長(zhǎng)壽命。

壽命長(zhǎng)

地源熱泵的地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管，壽命可達(dá)50年,要比普通空調(diào)高35年使用壽命。

維持生態(tài)環(huán)境平衡

地源熱泵夏天把室內(nèi)的熱量排到地下，冬天把地下的熱量取出來(lái)供室內(nèi)使用，相對(duì)來(lái)說(shuō)，向環(huán)境排放更少的能量，維持生態(tài)環(huán)境的平衡。

節(jié)省空間

沒(méi)有冷卻塔、鍋爐房和其它設(shè)備，省去了鍋爐房，冷卻塔占用的寶貴面積，產(chǎn)生附加經(jīng)濟(jì)效益，并改善了環(huán)境外部形象。

地源熱泵系統(tǒng)的能量來(lái)源于自然能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調(diào)”。被認(rèn)為是可使用的對(duì)環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無(wú)論嚴(yán)寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用?？蓮V闊應(yīng)用在辦公樓、賓館、學(xué)校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場(chǎng)、別墅、住宅等領(lǐng)域。

工作原理

在自然界中，水總是由高處流向低處，熱量也總是從高溫傳向低溫。人們可以用水泵把水從低處抽到高處，實(shí)現(xiàn)水由低處向高處流動(dòng)，熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。

所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，工作時(shí)它本身消耗很少一部分電能，卻能從環(huán)境介質(zhì)（水、空氣、土壤等）中提取4-7倍于電能的裝置，提升溫度進(jìn)行利用，這也是熱泵節(jié)能的原因。

地源熱泵是熱泵的一種，是以大地或水為冷熱源對(duì)建筑物進(jìn)行冬暖夏涼的空調(diào)技術(shù)，地源熱泵只是在大地和室內(nèi)之間“轉(zhuǎn)移”能量。利用極小的電力來(lái)維持室內(nèi)所需要的溫度。

在冬天，1千瓦的電力，將土壤或水源中4-5千瓦的熱量送入室內(nèi)。在夏天，過(guò)程相反，室內(nèi)的熱量被熱泵轉(zhuǎn)移到土壤或水中，使室內(nèi)得到?jīng)鏊目諝?。而地下獲得的能量將在冬季得到利用。如此周而復(fù)始，將建筑空間和大自然聯(lián)成一體。以最小的低價(jià)獲取了最舒適的生活環(huán)境。

熱泵原理

熱泵機(jī)組裝置主要有：壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥四部分組成，通過(guò)讓液態(tài)工質(zhì)(制冷劑或冷媒)不斷完成：蒸發(fā)（吸取環(huán)境中的熱量） →壓縮→冷凝（放出熱量）→節(jié)流→再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過(guò)程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中。 壓縮機(jī)(Compressor)：起著壓縮和輸送循環(huán)工質(zhì)從低溫低壓處到高溫高壓處的作用，是熱泵（制冷）系統(tǒng)的心臟； 蒸發(fā)器(Evaporator)：是輸出冷量的設(shè)備，它的作用是使經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā)，以吸收被冷卻物體的熱量，達(dá)到制冷的目的； 冷凝器(Condenser)：是輸出熱量的設(shè)備，從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)消耗功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走，達(dá)到制熱的目的； 膨脹閥(Expansion Valve)或節(jié)流閥(Throttle)：對(duì)循環(huán)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用，并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量。 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機(jī)所消耗的功（電能）起到補(bǔ)償作用，使循環(huán)工質(zhì)不斷地從低溫環(huán)境中吸熱，并向高溫環(huán)境放熱，周而往復(fù)地進(jìn)行循環(huán)。

熱泵分類

熱泵是需要冷凝器的熱量，蒸發(fā)器則從環(huán)境中吸熱，此時(shí)從環(huán)境取熱的對(duì)象稱為熱源；相反制冷是需要蒸發(fā)器的冷量，冷凝器則向環(huán)境排熱，此時(shí)向環(huán)境排熱的對(duì)象稱為冷源。

蒸發(fā)器冷凝器根據(jù)循環(huán)工質(zhì)與環(huán)境換熱介質(zhì)的不同，主要分為空氣換熱和水換熱兩種形式。 熱泵根據(jù)與環(huán)境換熱介質(zhì)的不同，可分為：水—水式，水—空氣式，空氣—水式，和空氣—空氣式共四類。 利用空氣作冷熱源的熱泵，稱之為空氣源熱泵?？諝庠礋岜糜兄凭玫臍v史，而且其安裝和使用都很方便，應(yīng)用較廣泛。但由于地區(qū)空氣溫度的差別，在我國(guó)典型應(yīng)用范圍是長(zhǎng)江以南地區(qū)。在華北地區(qū)，冬季平均氣溫低于零攝氏度，普通空氣源熱泵不僅運(yùn)行條件惡劣，穩(wěn)定性差，而且因?yàn)榇嬖诮Y(jié)霜問(wèn)題，效率低下、新出了一

款超低溫空氣源熱泵專門(mén)針對(duì)華北地區(qū)的，超低溫空氣源熱泵穩(wěn)定性好，效率高，具有高效除霜功能。 利用水或地?zé)嶙骼錈嵩吹臒岜?，稱之為地源熱泵。水和地?zé)崾且环N優(yōu)良的熱源，其熱容量大，傳熱性能好，一般地源熱泵的制冷供熱效率或能力高于空氣源熱泵，但地源熱泵的應(yīng)用常受到水源或地?zé)岬南拗啤?br/>
地源熱泵系統(tǒng)按其循環(huán)形式可分為：閉式循環(huán)系統(tǒng)、開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)和混合循環(huán)系統(tǒng)。對(duì)于閉式循環(huán)系統(tǒng)，大部分地下?lián)Q熱器是封閉循環(huán)，所用管道為高密度聚乙烯管。管道可以通過(guò)垂直井埋入地下150－200英尺深，或水平埋入地下4－6英尺處，也可以置池塘的底部。在冬天，管中的流體從地下抽取熱量，帶入建筑物中，而在夏天則是將建筑物內(nèi)的熱能通過(guò)管道送入地下儲(chǔ)存；¨對(duì)于開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)，其管道中的水來(lái)自湖泊、河流或者豎井之中的水源，在以與閉式循環(huán)相同的方式與建筑物交換熱量之后，水流回到原來(lái)的地方或者排放到其它的合適地點(diǎn)；對(duì)于混合循環(huán)系統(tǒng),地下?lián)Q熱器一般按熱負(fù)荷來(lái)計(jì)算，夏天所需的額外的冷負(fù)荷由常規(guī)的冷卻塔來(lái)提供。

工作原理

地源熱泵則是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進(jìn)行冷熱交換來(lái)作為地源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來(lái)，供給室內(nèi)采暖，此時(shí)地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來(lái)，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時(shí)地能為“冷源”。