1、地源熱泵簡介地源熱泵概述地源熱泵是一種利用淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、土壤或地 表水等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)設(shè)備。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源 （如電能），實(shí)現(xiàn)由低溫位熱能向高 溫位熱能轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源，即 在冬季，把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室 內(nèi)的熱量取出來，釋放到地能中去。通常地源熱泵消耗1kWh1kWh 的能量，用戶可以得到 4kWh4kWh 以上的熱量或冷量。地源熱泵由來 地源熱泵 的概念，最早于 19121912 年由瑞士的專家提出，而該技術(shù) 的提出始于英、美兩國。北歐國家主要偏重于冬季采暖，

2、而美國則注重冬夏 聯(lián)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(yīng)用情 況，對我國地源熱泵的發(fā)展有著借鑒意義。編輯本段地源熱泵的熱源地源熱泵目前，地源熱泵已成功利用地下水、江河湖水、水庫水、海水、城市中水、工業(yè)尾水、坑道水等各類水資源以及土壤源作為地源熱泵的冷、熱源。編輯本段地源熱泵組成地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、地源熱泵機(jī)組和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。其中地源熱泵機(jī)主要有兩種形式：水一水式或水一空氣式。三個(gè)系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進(jìn)行 熱量的傳遞，地源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水，與建筑物采暖空調(diào)末端換 熱介質(zhì)可以是水或空氣。主要特點(diǎn)（1 1）地源熱泵技術(shù)屬

3、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 400400 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 的太陽能集熱器，收集了 47%47%的太陽能量，比人類每年利用能量的 500500 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 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COPCOP 值達(dá)到了 4 4 以上，也就是說消耗 1KWh

4、1KWh 的能量，用戶可得到 4KWh4KWh 以上的熱量或冷量。（3 3）地源熱泵環(huán)境效益顯著。其裝置的運(yùn)行沒有任何污染，可以建造在 居民區(qū)內(nèi)，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(yuǎn)距離輸送熱量。（4 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、辦公樓、學(xué)校等建筑，更適合于別墅住宅的 采暖、空調(diào)。然而實(shí)現(xiàn)地源熱泵主機(jī)系統(tǒng)的這一機(jī)多用，則需要一整套系統(tǒng) 解決方案，其有動力輸配系統(tǒng)-節(jié)能空調(diào)機(jī)房，室內(nèi)末端輸送設(shè)備采用地 暖分集水器，水力平衡分配器，生活熱

5、水采用多功能水箱。由此可體現(xiàn)出地 源熱泵主機(jī)的一機(jī)多用也代表著暖通系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行體系。水力平衡分配器（5 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；自動控制程度高，可無人值守。由以上的特點(diǎn)可以看出，地源熱泵的技術(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，則需要給它提供動力來輸送制冷制熱管 道中的循環(huán)水，目前傳統(tǒng)機(jī)房可提供動力，但施工起來比較復(fù)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，針對此，市場 上開發(fā)了一款新型的動力輸配系統(tǒng)設(shè)備-節(jié)能空調(diào)機(jī)房。此機(jī)房

6、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，而且無需庫存，漏水隱患大大降低 了，還能與主機(jī)進(jìn)行無限聯(lián)動等等，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. .地源熱泵主機(jī)可將空調(diào)、地暖、生活熱水三合為一。也就是地源熱泵的一 機(jī)多用，為暖通系統(tǒng)提供整套方案，由此可采用目前市場上出現(xiàn)的節(jié)能空調(diào) 機(jī)房，水力平衡分配器，儲能熱水水箱，這幾款設(shè)備能有效的解決以上問題， 首先節(jié)能空調(diào)機(jī)房與地源熱泵主機(jī)配套，為其提供輸送循環(huán)水的動力，而其 室內(nèi)末端使用水力平衡分配器，它能將末端的水力系統(tǒng)達(dá)到平衡，使其室內(nèi) 的每個(gè)房間同時(shí)達(dá)到平衡，而且它

7、無中間環(huán)節(jié)點(diǎn)，大大減少漏水隱患。生活 熱水可以采用儲能熱水水箱實(shí)現(xiàn)全年全天候使用，而且?guī)峄厥盏牡卦礋岜?主機(jī)或者通過節(jié)能空調(diào)機(jī)房給它提供熱源。可以得出，節(jié)能空調(diào)機(jī)房，水力 平衡分配器，儲能熱水水箱這一套設(shè)備為暖通空調(diào)和供熱采暖提供了完美的 解決方案，與此同時(shí)它也實(shí)現(xiàn)了將地源熱泵主機(jī)系統(tǒng)，地暖、空調(diào)、生活熱 水能實(shí)現(xiàn)一體化安裝。地源熱泵主機(jī)與節(jié)能空調(diào)機(jī)房的完美配合給整個(gè)暖通系統(tǒng)的供熱采暖提 供整套的解決方案！節(jié)能空調(diào)機(jī)房和地源熱泵配套使用，其節(jié)能空調(diào)機(jī)房可為 整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)提供動力，它的內(nèi)部主要構(gòu)造有兩個(gè)泵，一個(gè)為水源側(cè)的泵， 一個(gè)用戶側(cè)的泵。其水源側(cè)的泵是給地源熱泵的地埋側(cè)輸送循環(huán)水，而用戶

8、側(cè)的泵就是為室內(nèi)末端設(shè)備輸送循環(huán)水，從而達(dá)到制冷制熱的目的。在室內(nèi) 末端輸送時(shí)，采用水力平衡分配器大大減少漏水隱患，末端冷熱效果均衡。 在地源熱泵使用的同時(shí)，還可以回收制冷工作過程放出的熱量，用來制取生 活用水。在這一整套系統(tǒng)中，地源熱泵主機(jī)與節(jié)能空調(diào)機(jī)房、水力平衡分配 器，多功能水箱有機(jī)地結(jié)合在一起，為暖通空調(diào)和供熱采暖提供一整套解決 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(diào)機(jī)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。水源/ /地源

9、熱泵有開式和閉式兩種。開式系統(tǒng)：是直接利用水源進(jìn)行熱量傳遞的熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)需配備防 砂堵，防結(jié)垢、水質(zhì)凈化等裝置。閉式系統(tǒng)：是在深埋于地下的封閉塑料管內(nèi)，注入防凍液，通過換熱器 與水或土壤交換能量的封閉系統(tǒng)。閉式系統(tǒng)不受地下水位、水質(zhì)等因素影響。 1 1、垂直埋管-深層土壤11垂直埋管可獲取地下深層土壤的熱量。垂直埋管通常安裝在地下50-15050-150 米深處，一組或多組管與熱泵機(jī)組相連，封閉的塑料管內(nèi)的防凍液將熱能傳 送給熱泵，然后由熱泵轉(zhuǎn)化為建筑物所需的暖氣和熱水。垂直埋管是地源熱 泵系統(tǒng)的主要方式，得到各個(gè)國家的政府部門大力支持。2 2、水平埋管-大地表層 在地下 2 2 米深處水

10、平放置塑料管，塑料管內(nèi)注 滿防凍的液體，并與熱泵相連。水平埋管占地面積大，土方開挖量大，而且地下?lián)Q熱器受地表氣候變化的影響。3 3、 地表水江、河、湖、海的水以及深井水統(tǒng)稱地表水。地源熱泵可以從地表水中提取熱量或冷量，達(dá)到制熱或制冷的目的。利用地表水的熱 泵系統(tǒng)造價(jià)低，運(yùn)行效率高，但受地理位置（如江河湖海）和國家政策（如 取深井水）的限制。編輯本段可再生性地源熱泵是一種利用土壤所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng)，地源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。地表土壤和水體是一個(gè)巨大的太陽能 集熱器，收集了 47%47%的太陽輻射能量，比人類每年利用的 500500 倍還

11、多（地下 的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量）；它又是一個(gè)巨大的動態(tài)能量平 衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散相對的平衡，地源熱 泵技術(shù)的成功使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為現(xiàn)實(shí)。地源熱泵機(jī)組利用土壤或水體溫度冬季為12-2212-22C，溫度比環(huán)境空氣溫度高，熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高；土壤或水體溫度夏季為 18-3218-32C,溫度比環(huán)境空氣溫度低，制冷系統(tǒng)冷凝溫度降低，使得冷卻效果好 于風(fēng)冷式和冷卻塔式，機(jī)組效率大大提高，可以節(jié)約30-40%30-40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用，1KW1KW 的電能可以得到 4KW4KW 以上的熱量或 5KW5

12、KW 以上冷量。 與鍋爐（電、燃料）供熱系統(tǒng)相比，鍋爐供熱只能將 90%90%以上的電能或 707090%90%的燃料內(nèi)能為熱量，供用戶使用，因此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)省約二分之一的能量；由于地源熱泵的熱 源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為 10102525C,其制冷、制熱系數(shù)可達(dá) 3.53.54.44.4, 與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出 40%40%左右，其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的 505060%60%。因此，近十幾年來，尤其是近五年來，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美 如美國、加拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國家取得了較快的發(fā)展，中國的 地源熱泵市場也日趨活躍，可以預(yù)計(jì)

13、，該項(xiàng)技術(shù)將會成為2121 世紀(jì)最有效的供 熱和供冷空調(diào)技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)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%40%以上；與電供暖相比可以減少 70%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%50%,比燃?xì)忮仩t的效率高 出了 75%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)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)，特別是對于同時(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

14、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、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)。自動運(yùn)行地源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定，可以設(shè)計(jì)成簡單的系統(tǒng)，部件較少，機(jī)組 運(yùn)行可靠，維護(hù)費(fèi)用用低，自動控制程度高，使用壽命長。無環(huán)境污染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%38%以上，與 電供暖相比，相當(dāng)于減少 70%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)費(fèi)用低地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護(hù)，系統(tǒng)安裝在

15、室內(nèi)，不暴露在風(fēng)雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長壽命。使用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(dá)5050 年，要比普通空調(diào)高 3535 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供室內(nèi)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(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)為是目前可使用的對環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無論嚴(yán)寒地區(qū)或熱帶地區(qū)

16、均可應(yīng)用。可廣闊應(yīng)用在辦公樓、賓館、學(xué) 校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場、別墅、住宅等領(lǐng)域。編輯本段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，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4-74-7 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。利用極小的電力來維持室內(nèi)所需要的溫度。在冬天，

17、1 1 千瓦的電力，將土壤或水源中 4-54-5 千瓦的熱量送入室內(nèi)。在夏天， 過程相反，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目諝狻６叵芦@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。地源熱泵的局限性當(dāng)然， 象任何事物一樣，地源熱泵也不是十全十美的， 如其應(yīng)用會受到 不同地區(qū)、不同用戶、不同地質(zhì)及國家能源政策、燃料價(jià)格的影響；一次性 投資及運(yùn)行費(fèi)用會隨著用戶的不同而有所不同；并不是所有的建筑都適用于 地源熱泵系統(tǒng)，這需要實(shí)地考察經(jīng)過一定的實(shí)驗(yàn)及計(jì)算才能給出實(shí)際設(shè)計(jì)方 案，而且節(jié)能效果也是隨著不同的環(huán)境在變化，這都是需要實(shí)地考察才能得 出具體數(shù)據(jù)地源熱泵品牌介紹目前市場上地源熱泵品牌大多來自與歐美，如美國的特靈、美意、沃富, 英國帝思邁、意大利的克萊門特等等。在這些品牌中，知名度最高，用戶最 為信賴的當(dāng)屬美國的特靈、美意，特靈和美意地源熱泵都有著悠久的地源熱 泵生產(chǎn)歷史，無論是品牌還是產(chǎn)品本身二者都堪稱行業(yè)典范。僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.