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地源热泵技术的应用原理简介 

衡水供暖的地源热泵机组安装新价，热泵技术是在高位能的拖动下，将热量从低位热源流向高位热源的技术。它可以把不能直接利用的低品位热能(如空气、土壤、水、太阳能、工业废热等)转化为可利用的高位能，从而达到节约部分高位能(煤、石油、天然气、电能等)的目的。利用低位能的热泵技术可以节约燃料、合理利用能源、减轻环境污染，作为一条节能与环保并重的途径。有研究表明，与区域锅炉房的能耗比较，相同容量的热泵站的能耗：用河水(5～6.6℃)作为低位热源时，年节煤率为12.68～14.08%；用海水(12～13.6℃)作为低位热源时，年节煤率为21.59～39.98%；用工业废水(18～20℃)作为低位热源时，年节煤率为39～39.98%。热泵的效率与建筑物室内和室外环境的温差有关，温差越小，热泵的效率越高。有研究表明，从热泵机组冬季运行中除霜的角度来看，空气源热泵的使用不但与室外温度有关，而且与室外大气的相对湿度有密切关系，这大大限制了它的使用范围。采用地源热泵系统，由于土壤的温度比室外空气温度更接近室内的温度，若设计合理，地源热泵可以比空气源热泵具有更高的效率和更好的可靠性。此外，因为相同体积流量水的热容是空气的3500倍，水与制冷剂的换热效果远好于空气与制冷剂的对流换热，因此地源热泵的换热

衡水供暖的地源热泵机组安装新价地源热泵技术是利用浅层常温土壤或地下水的能量作为能源的新型热泵技术。该技术可以同时供暖和制冷，并且能够提供生活热水。利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出可用的高品位热能的设备，可以把消耗的高品位电能转换为3倍甚至3倍以上的热能，是一种高效供能技术。地下水源热泵系统的热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。经过换热的地下水可以排入地表水系统，但对于较大的应用项目通常要求通过回灌井把地下水回灌到原来的地下水层。zui近几年地下水源热泵系统在我国得到了迅速发展。但是，应用这种地下水热泵系统也受到许多限制。首先，这种系统需要有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。因此在决定采用地下水热泵系统之前，一定要做详细的水文地质调查，并先打勘测井，以获取地下温度、地下水深度、水质和出水量等数据。地下水热泵系统的经济性与地下水层的深度有很大的关系。如果地下水位较低，不仅成井的费用增加，运行中水泵的耗电将大大降低系统的效率。此外，虽然理论上抽取的地下水将回灌到地下水层，但目前国内地下水回灌技术还不成熟，在很多地质条件下回灌的速度大大低于抽水的速度，从地下抽出来的水经过换热器后很难再被全部回灌到含水层内，造成地下水资源的流失热泵技术在盘管要比空气源热泵小得duo且地源热泵系统的构件较少使其运行费用可以降低。地源热泵工作原理  1 地源热泵工作原理    地源热泵则是利用水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机主要有两种形式：水—水式或水—空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气

高效节能
与锅炉（电、燃料）供热系统相比，土--气/水型地源热泵系统的转换效率zui高可达4.7 。而锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能转换为热量供用户使用，因此它要比电锅炉加热节省2/3以上的电能，比燃料锅炉节省1/2以上的能量，运行费用为各种采暖设备的30-70%。由于土壤的温度全年稳定在10℃—20℃之间，其制冷、制热系数可达3.5—4.7，与传统的空气源热泵（家用窗式和分体式空调、*式风冷热泵）相比，要高出40%以上，其运行费用仅为普通*空调的50—60%。夏季高温差的散热和冬季低温差的取热，使得土--气型地源热泵系统换热效率很高。因此在产生同样热量或冷量时，只需小功率的压缩机就可实现，从而达到节能的目的，其耗电量仅为普通*空调与锅炉系统的40%—60%。

地源热泵技术路线   

地源热泵技术路线有以下两种：土--气型地源热泵技术和水--水型地源热泵技术    土--气型地源热泵技术以美国的技术为代表，水--水地源热泵技术以北欧的技术为代表。二者的差别是：前者从浅层土壤或地下水中取热或向其排热，通过分散布置于各个房间的地源热泵机组直接转换成热风或冷风为房间供暖或制冷。后者是从地下水中取热或向其排热，经过热泵机组转换成热水或冷水，然后再经过布置在各个房间的风机盘管转换成热风或冷风给房间供暖或制冷。由于美国的土--气型地源热泵技术，可以不用地下水，采用埋设垂直管、水平管或向地表水抛设管路等duo种方式，直接从浅层土壤取效或向其排热，不受地下水开采的限制，推广的范围更大、更灵活。地源分类   

地源按照室外换热方式不同可分为三类：

(1)土壤埋管系统，

(2)地下水系统，

(3)地表水系统。  

根据循环水是否为密闭系统，地源又可分为闭环和开环系统。闭环系统如埋盘管方式 （垂直埋管或水平埋管），地表水安置换热器方式。开环系统如抽取地下水或地表水方式。  此外，还有一种“直接膨胀式”，它不象上述系统那样采用中间介质水来传递热量，而是直接将热泵的一个换热器（蒸发器）埋入地下进行换热。地源热泵系统的形式   

土-气型地源热泵系统按照室外换热方式不同分，

主要有三类形式： 

1、地耦管系统  

该方案只需在建筑物的周边空地、道路或停车场打一些地耦管孔，室外水系统注满水后形成一个封闭的水循环，利用水的循环和地下土壤换热，将能量在空调室内和地下土壤之间进行转换故该方案不需要直接抽取地下水，不会对本地区地下水的平衡和地下水的品质造成任何影响，不会受到国家地下水资源政策的限制。 

2、地下水系统   

项目附近如果有可利用的地表水，水温、水质、水量符合使用要求，则可采用开式地表水（直接抽取）换热方式，即直接抽取地表水，将其通过板式换热器与室内水循环进行隔离换热，可以避免对地表水的污染。此种换热方式可以节省打井的施工费用，室外工程造价较低。

3、地表水系统   

项目附近如果有可利用的地表水，水温、水质、水量符合使用要求，则可采用抛放地耦管换热方式，即将盘管放入河水（或湖水）中，盘管与室内循环水换热系统形成闭式系统。该方案不会影响热泵机组的正常使用；另一方面也保证了河水（湖水）的水质不受到任何影响，而且可以大大降低室外换热系统的施工费用地源热泵在回灌困难地区的应用  北京市是伟大祖国的首都，为改善空气环境、减少大气污染，市委市政府早在2000年就提出了大气污染治理规划。在城区内利用清洁能源取代燃煤锅炉，禁止新建燃煤锅炉。水源热泵空调作为一种清洁、节能、环保新技术很快被人们认识和接受。但在水源热泵系统的推广应用中，如何合理地抽取和回灌地下水是困惑用户的首要问题。在水文地质条件相对差的地区，回灌很难，出现了个别项目难以实现地下水的*回灌，系统运行不稳定。地源热泵空调系统正好弥补了水源热泵系统的不足，它通过密闭的PE换热管与地层进行热交换，为热泵提供冷热源，不再需要提取和回灌地下水。它的成功应用和示范，使在水文地质条件较差的地区也能使用地能资源。本文将对比水源热泵和地源热泵系统，以及它们所适用的地质条件和地区，并通过对朝阳区绿化局办公楼地源热泵空调系统的介绍，使大家对地源热泵进一步了解。

地源热交换泵也有一些不足之处：

1）初投资偏高；

2）对当地的地质条件及气候条件依赖性强等。

3、工程使用剖析以某别墅工程为例。总建筑面积639m2,室内温度夏季线路尽量采用架空，不能架空也要采取保护措施。注意不要让电线浸泡在水中或被物体碾压，电线老化、表皮破损、用电器具和零件缺损等要及时更换和维护、维修，严禁使用拖线圆盘、多用插座等无防雨措施的电器具。

4、案例为了安全生产、文明生产，确保人民生命财产安全有切实的保障，在工程施工过程中只有不断发现和有的放矢地解决建筑施工用电安全过程中的各种问题，以认真负责的态度将用电安全事故杜绝在萌芽状态，从安全的点点滴滴抓起，明白安全无小事，才会有建筑施工行业生存与发展的希望和经济效益、社会效益双赢的可能。24℃~26℃，冬季26℃~28℃；相对湿度：45.5%~60.5%.

由此该别墅空调系统拟采用节能环保的地源热交换泵空调系统。

4.1负荷计算结合上海气象参数，系统在制冷工况时，冷冻机温度为7℃~12℃，冷凝器温度为40℃~45℃，计算得冷负荷79.2kW,热交换负荷65kW.

由于冬季的吸热交换量小于夏季的排热交换量，因此地下换热交换器的选取以夏季为基准选取。由此得到地下换热交换器冷热交换负荷分别为95kW,49.4kW.

4.2系统设计1）确定地下换热交换器埋管形式及管路连接方式。考虑该别墅建筑户外小花园的面积情况，采用竖直单U形管的地下换热交换器。对竖直埋管系统，并联方式的初投资及运行费用均较经济。由于地下埋管多环路难于设置调节阀或平衡阀，难于做到系统各环路的水力平衡，因此采用同程式。

2）管长估算。一般垂直单U形管埋管的换热交换能力为50W/m~80W/m（井深），设计时可取换热交换能力的下限值。

3）确定埋管间距。垂直地埋管换热交换器计算的基础是单个钻孔的传热交换剖析3.14s,当埋管间距大于3.5m时，其大地热交换阻的干扰影响已经很小。参考GB50366-2005地源热交换泵系统技术规范规定埋管间距为3m~6m,按照不小于4m间距设计能保证土壤耦合器正常使用。

4）确定竖井数目及间距。由于上海地区的地质情况为0m~100m,多以黏土、砂为主。结合该地土壤情况及工程的实际使用情况和PE管的承压能力，确保土壤换热交换器使用的安全性，选取钻孔深度为90m.计算可得钻孔数量夏季为21个，冬季为18个，所以取21.综上所述并考虑各种因素，该工程拟定的埋管方式为：单U形埋管，深度90m,间距4mX4m,设计钻孔数量21个。

4.3经济性剖析地源热交换泵是一种高效的节能环保技术，但地源热交换泵是否具有经济竞争力将是地源热交换泵能否实际使用的一个关键问题。由于涉及的因素多，不同地区，不同能源结构及价格等都将直接影响地源热交换泵的经济性。由电、天然气、柴油三种常用能源基本情况可以看出，利用地源热交换泵，降低了成本，大大提高了一次能源的利用率，因此具有高效节能的优点。

5、结语通过对地源热交换泵系统与传统空调系统的比较剖析，对既需要供暖又需要空调的场所，地源热交换泵在目前能源价格下有较强的经济竞争性。其性能系数比普通空调有较大的提高，且设备集中、性能良好，具有较好的可行性。地源热泵技术特点：

地源热泵环保特性：使用电力，没有燃烧过程，对周围环境无污染排放；不需使用冷却塔，不向周围环境排热，没有热岛效应，没有噪音；不抽取地下水，不破坏地下水资源。

地源热泵的一机三用：冬季供暖、夏季制冷以及全年提供生活热水。

地源热泵的使用寿命长：使用寿命20年以上，是分体式或窗式空调器的2-4倍。

地源热泵的性能：全电脑控制，性能稳定，可以遥控，可以进行温湿度控制和新风配送。地源热泵的室内系统设计

地源热泵室内系统设计，首先要核算建筑物的建筑面积和空调面积，而要计算空调面积，就要对建筑物进行空调分区，并根据每个分区的面积、结构、功能和用途，计算出每个分区的负荷。

地源热泵系统可分为室外系统和室内系统两部门，其中室内系统有两种主要设计形式--中心式和分散式。地源热泵而大型建筑群落可能采用混合式系统，即一部门建筑采用中心式系统，一部门采用分散式系统。

环境和经济效益显著

地源热泵

地源热泵机组运行时，不消耗水也不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。地源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比也可以减少40%以上；与电供暖相比可以减少70%以上，它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%，比燃气锅炉的效率高出了75%。

一机多用，应用广泛

地源热泵系统可供暖、空调制冷，还可提供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统，特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物。地源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量的能量，而且用一套设备可以同时满足供热、供冷、供生活用水的要求，减少了设备的初投资，地源热泵可应用于宾馆、居住小区、公寓、厂房、商场、办公楼、学校等建筑，小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。

自动运行

地源热泵机组由于工况稳定，可以设计成简单的系统，部件较少，机组运行可靠，维护费用用低，自动控制程度高，使用寿命长。