地源熱泵系統(tǒng)介紹

地源熱泵的由來，隨著空調(diào)工業(yè)的發(fā)展，先井的中央空調(diào)系統(tǒng)不斷的出現(xiàn)，空調(diào)在現(xiàn)代建筑中扮演著越

來越重要的角色。

人們對空調(diào)的要求也不斷提高，節(jié)能、環(huán)保、靈活成為今后共同追求的目標。近年來，隨著國際經(jīng)濟技

術合作的不斷深入，地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)進入了我國，并通過在工程中的成功運用得到了空調(diào)界人士

的認可和推崇，成為了我國中央空調(diào)發(fā)展的趨勢，體現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保、靈活、舒適的新概念。美國環(huán)境

保護局已經(jīng)宣布，地源熱泵系統(tǒng)是目前可使用的對環(huán)境比較友好和比較有效的供熱、供冷系統(tǒng)。

地源熱泵空調(diào)機組是一種水冷式的供冷/供熱機組。機組由封閉式壓縮機、同軸套管式水/制冷劑熱交換

器、熱力膨脹閥（或毛細膨脹管）、四通換向閥、空氣側(cè)盤管、風機、空氣過慮器、安全控制等所組成

。機組本身帶有一套可逆的制冷/制熱裝置，是一種可直接用于供冷/供熱的熱泵空調(diào)機組。

原理

地源熱泵系統(tǒng)是一種由雙管路水系統(tǒng)連接起建筑物中的所有地源熱泵機組而構成的封閉環(huán)路的中央空調(diào)

系統(tǒng)。

在冬季，地源熱泵系統(tǒng)通過埋在地下的封閉管道（稱為環(huán)路）從大地收集自然界的熱量，而后由環(huán)路中

的循環(huán)水把熱量帶到室內(nèi)。再由裝在室內(nèi)的地源熱泵系統(tǒng)驅(qū)動的壓縮機和熱交換器把大地的能量集中，

并以較高的溫度釋放到室內(nèi)。

在夏季，此運行程序則相反，地源熱泵系統(tǒng)將從室內(nèi)抽出的多余熱量排入環(huán)路而為大地所吸收，使房屋

得到供冷。尤如電冰箱那樣，從冰箱內(nèi)部抽出熱量并將它排出箱外使箱內(nèi)保持低溫。

系統(tǒng)

系統(tǒng)是由下列部分所組成：模塊式地源熱泵機組、循環(huán)水泵、水管環(huán)路、水系統(tǒng)控制箱和室內(nèi)溫控器等

。

地源熱泵機組采用標準構件,需要時各部件的修配和更換很方便。因為設計簡單，并不需要高技術的操作

工程人員的服務。一個是需要經(jīng)常保養(yǎng)的是空氣過濾網(wǎng)和凝結(jié)水盤的清潔。

系統(tǒng)設計簡單，靈活、安裝快速。機組己在工廠組裝好并自帶溫度控制裝置，現(xiàn)場工作只是少量低壓風

管、電氣連接裝置和不需要保溫的水管的連接。管道可采用鋼管、銅管或塑料管。維修方便快捷，機組

結(jié)構堅固，壽命長久。熱泵機組的功率系數(shù)(COP)可達到4以上，即1千瓦電輸入，有4千瓦多冷量輸出的

穩(wěn)定率。

優(yōu)勢

1. 地源熱泵系統(tǒng)能充分利用蘊藏于土壤和湖泊中的巨大能量，循環(huán)再生，實現(xiàn)對建筑物的供暖和制冷。

因而運行費用較低。

2. 地源熱泵比風冷熱泵節(jié)能40％，比電采暖節(jié)能70％。比燃氣爐效率提高48％。所需電費制冷季比一般

熱泵空調(diào)減少50％。

3. 地源熱泵系統(tǒng)運動部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護，系統(tǒng)安裝在室內(nèi)，不暴露在風雨中，也可免

遭損壞，更加可靠，延長壽命。

4. 地源熱泵系統(tǒng)在運行中無需燃燒，因此不會產(chǎn)生有毒氣體，也不會發(fā)生爆炸。

5. 由于地源熱泵系統(tǒng)的供冷、供熱更為平穩(wěn)，降低了停、開機的頻率和空氣過熱和過冷的峰值。這種系

統(tǒng)更容易適合供冷、供熱負荷的分區(qū)。

6. 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50年。

7. 一年四季任何時間都可以隨時提供空調(diào)，可以隨意設定室內(nèi)溫度，達到五星級要求。

8. 提供新風，保證室內(nèi)空氣新鮮。

9. 設計簡單靈活，安裝快速。

應用

地源熱泵系統(tǒng)的能量來源于地下能源。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)”。被認為是目前可使用的對環(huán)境比較友好和比較有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無論嚴寒地區(qū)或熱帶地

區(qū)均可應用。可廣闊應用在辦公樓、賓館、學校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場、別墅、住宅等領域。

地源熱泵應用于別墅的經(jīng)濟性分析:

一、運行的環(huán)境條件

1.與鍋爐（電、燃料）供熱系統(tǒng)相比，鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70～90%的燃料內(nèi)能為熱量，供

用戶使用，地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量。

2.地源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10～25℃，其制冷、制熱系數(shù)可達3.5～4.4，與傳統(tǒng)的空

氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運行費用為普通中央空調(diào)的50～60%。

工程實例投資及經(jīng)濟性對比分析：

將地源熱泵應用于戶式中央空調(diào)中，有以下一些特點：

(1) 從經(jīng)濟性方面考慮，設備的初投資較大，但是，地源熱泵在夏季可以做空調(diào)冷源，冬季可以做供熱

的熱源，因此兼用制冷的熱泵系統(tǒng)與純采暖相比的年運行費要明顯降低。而且，地源熱泵系統(tǒng)能耗少，

機組性能系數(shù)高，節(jié)能效果明顯。

(2) 從環(huán)保的角度考慮，地源熱泵有不對使用地產(chǎn)生大氣污染、噪聲污染、熱污染等優(yōu)點，并且埋地換

熱器可布置在別墅區(qū)的花園、草坪或是建筑物周圍的地下，而不占地上建筑面積，對環(huán)境保護有利，是

一種“綠色空調(diào)”，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

(3) 從工程技術方面考慮，對于別墅區(qū)，建筑物周圍空間較大，鋪設埋管較容易，所以較適合使用地源

熱泵系統(tǒng)。

(4) 從操作運行角度來考慮，地源熱泵系統(tǒng)操作要比普通制冷機組簡單方便。

盡管地源熱泵的應用還存在諸如其區(qū)域性較強、初投資較高、缺少針對土壤熱特物性參數(shù)的研究成果、

缺少比較佳匹配參數(shù)、缺少動態(tài)特性研究等方面的不足，但是隨著科技的進步和工程技術人員的不懈努力

這些問題都將得到很好的解決。

前景展望

在我國夏熱冬冷地區(qū)及寒冷地區(qū)利用地源熱泵可實現(xiàn)夏冬兩季冷暖聯(lián)供，其中比較有利的地區(qū)是夏熱冬冷

地區(qū)。這個地區(qū)年平均溫度高，一般居住建筑均無集中供熱系統(tǒng)供暖，而其氣候特點是夏季炎熱，濕度

大；冬季陰冷潮濕，屬我國居住熱環(huán)境質(zhì)量比較差的地區(qū)之一。該地區(qū)夏季供冷冬季供暖天數(shù)相當，同一

地區(qū)地源熱泵系統(tǒng)進行空調(diào)可以充分發(fā)揮地下蓄能系統(tǒng)的作用。如果在這些地區(qū)大力發(fā)展地源熱泵空調(diào)

系統(tǒng)技術，必將大大改善當?shù)厝嗣竦木幼岘h(huán)境，為國家節(jié)約大量的建筑能耗。

如果按空調(diào)的制冷或制熱面積來計算空調(diào)的價格，戶式中央空調(diào)的價格應遠比中央空調(diào)的價格便宜，但

和普通空調(diào)比起來又略高一些，不過其價格又在人們的承受能力之內(nèi)，而且戶式中央空調(diào)的性能不遜于

中央空調(diào)，豪華舒適性也優(yōu)于普通家用空調(diào)，室外機只有一臺，可以選擇安裝在住房樓頂或者其它隱蔽

性的地方，絲毫不影響樓房的外觀。

總之，將地源熱泵技術應用于戶式中央空調(diào)的技術可以滿足于新世紀空調(diào)的發(fā)展需要，并且具有很強的

可行性，是一種需要大力發(fā)展的新型能源利用技術。隨著地源熱泵應用于戶式中央空調(diào)技術研究的進展

，必然會對我國能源的科學利用起到良好的促進作用。

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