詳細介紹

    地源熱泵是陸地淺層能源通過輸入少量的高品位能源（如電能等）實現由低品位熱能向高品位熱能轉移的裝置。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熱源，由水地源熱泵機組、地熱能交換系統(tǒng)、建筑物內系統(tǒng)組成的供熱中央空調系統(tǒng)。根據地熱能交換系統(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，而這項技術的提出始于英、美兩國。北歐國家主要偏重于冬季采暖，而美國則注重冬夏聯供。由于美國的氣候條件與中國很相似，因此研究美國的地源熱泵應用情況，對我國地源熱泵的發(fā)展有著借鑒意義

    （1）地源熱泵技術屬可再生能源利用技術。由于地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源（通常小于400米深）作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統(tǒng)。地表淺層地熱資源可以稱之為地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能量，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、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。

（2）地源熱泵屬經濟有效的節(jié)能技術。其地源熱泵的COP值達到了4以上，也就是說消耗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。其裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。

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

（5）地源熱泵空調系統(tǒng)維護費用低。地源熱泵的機械運動部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安裝在室內，從而避免了室外的惡劣氣候，機組緊湊、節(jié)省空間；自動控制程度高，可無人值守。

由以上的特點可以看出，地源熱泵技術以后可得到廣泛的應用。

    然而，地源熱泵要實現制冷制熱，則需要給它提供動力來輸送制冷制熱管道中的循環(huán)水，傳統(tǒng)機房可提供動力，但施工起來比較復雜，難度高，周期長，采購的材料種類多，需庫存，漏水隱患大等等問題，針對這些問題，市場上開發(fā)了一款新型的動力輸配系統(tǒng)設備-----節(jié)能空調機房。此機房系統(tǒng)是將傳統(tǒng)機房中的所有部件進行集成模塊化，實行一體化安裝的模式。不僅在施工難度上大大降低了，而且無需庫存，漏水隱患大大降低了，還能與主機進行無限聯動等等，由此可以看出，節(jié)能空調機房實為一款為暖通行業(yè)提供一整套的解決方案。

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

    環(huán)境和經濟效益顯著

地源熱泵機組運行時，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地，環(huán)保效益顯著。地源熱泵機組的電力消耗，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)比燃氣鍋爐的效率平均提高近50%，比燃氣鍋爐的效率高出了75%。

一機多用，應用廣泛

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

維護費用低并可無人值守

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，其系統(tǒng)不是埋在地下就是安裝在室內，不暴露在風雨中，機組緊湊、節(jié)省空間，也可免遭損壞，更加可靠，延長壽命。自動控制程度高，可無人值守、遠程管理，無需雇傭人員看管。

地源熱泵遠程監(jiān)控系統(tǒng)

地源熱泵遠程監(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，相當于減少38%以上，與電供暖相比，相當于減少70%以上，真正的實現了節(jié)能減排節(jié)能減排是減少能源浪費和降低廢氣排放更多。

維護簡單

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，不暴露在風雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長壽命。

壽命長

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,要比普通空調高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的熱量排到地下，冬天把地下的熱量取出來供室內使用，相對來說，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

沒有冷卻塔、鍋爐房和其它設備，省去了鍋爐房，冷卻塔占用的寶貴面積，產生附加經濟效益，并改善了環(huán)境外部形象。

地源熱泵系統(tǒng)的能量來源于自然能源。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”。被認為是可使用的對環(huán)境最友好和最有效的供熱、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?？蓮V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。

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，實現水由低處向高處流動，熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。

所以熱泵實質上是一種熱量提升裝置，工作時它本身消耗很少一部分電能，卻能從環(huán)境介質（水、空氣、土壤等）中提取4-7倍于電能的裝置，提升溫度進行利用，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建筑物進行冬暖夏涼的空調技術，地源熱泵只是在大地和室內之間“轉移”能量。利用極小的電力來維持室內所需要的溫度。

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。在夏天，過程相反，室內的熱量被熱泵轉移到土壤或水中，使室內得到涼爽的空氣。而地下獲得的能量將在冬季得到利用。如此周而復始，將建筑空間和大自然聯成一體。以最小的低價獲取了最舒適的生活環(huán)境。

熱泵原理

熱泵機組裝置主要有：壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥四部分組成，通過讓液態(tài)工質(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)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉移到水中。 壓縮機(Compressor)：起著壓縮和輸送循環(huán)工質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)：是輸出冷量的設備，它的作用是使經節(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，達到制冷的目的； 冷凝器(Condenser)：是輸出熱量的設備，從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機消耗功所轉化的熱量在冷凝器中被冷卻介質帶走，達到制熱的目的； 膨脹閥(Expansion Valve)或節(jié)流閥(Throttle)：對循環(huán)工質起到節(jié)流降壓作用，并調節(jié)進入蒸發(fā)器的循環(huán)工質流量。 根據熱力學第二定律，壓縮機所消耗的功（電能）起到補償作用，使循環(huán)工質不斷地從低溫環(huán)境中吸熱，并向高溫環(huán)境放熱，周而往復地進行循環(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，此時從環(huán)境取熱的對象稱為熱源；相反制冷是需要蒸發(fā)器的冷量，冷凝器則向環(huán)境排熱，此時向環(huán)境排熱的對象稱為冷源。

蒸發(fā)器冷凝器根據循環(huán)工質與環(huán)境換熱介質的不同，主要分為空氣換熱和水換熱兩種形式。 熱泵根據與環(huán)境換熱介質的不同，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，應用較廣泛。但由于地區(qū)空氣溫度的差別，在我國典型應用范圍是長江以南地區(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行條件惡劣，穩(wěn)定性差，而且因為存在結霜問題，效率低下、新出了一

款超低溫空氣源熱泵專門針對華北地區(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。 利用水或地熱作冷熱源的熱泵，稱之為地源熱泵。水和地熱是一種優(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，但地源熱泵的應用常受到水源或地熱的限制。

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)、開式循環(huán)系統(tǒng)和混合循環(huán)系統(tǒng)。對于閉式循環(huán)系統(tǒng)，大部分地下換熱器是封閉循環(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的熱能通過管道送入地下儲存；¨對于開式循環(huán)系統(tǒng)，其管道中的水來自湖泊、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，水流回到原來的地方或者排放到其它的合適地點；對于混合循環(huán)系統(tǒng),地下換熱器一般按熱負荷來計算，夏天所需的額外的冷負荷由常規(guī)的冷卻塔來提供。

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）進行冷熱交換來作為地源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。

左圖為開式地源熱泵系統(tǒng)。右圖為冬季地源熱泵供暖原理圖。