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地源熱泵技術的應用原理簡介 

衡水供暖的地源熱泵機組安裝新價，熱泵技術是在高位能的拖動下，將熱量從低位熱源流向高位熱源的技術。它可以把不能直接利用的低品位熱能(如空氣、土壤、水、太陽能、工業廢熱等)轉化為可利用的高位能，從而達到節約部分高位能(煤、石油、天然氣、電能等)的目的。利用低位能的熱泵技術可以節約燃料、合理利用能源、減輕環境污染，作為一條節能與環保并重的途徑。有研究表明，與區域鍋爐房的能耗比較，相同容量的熱泵站的能耗：用河水(5～6.6℃)作為低位熱源時，年節煤率為12.68～14.08%；用海水(12～13.6℃)作為低位熱源時，年節煤率為21.59～39.98%；用工業廢水(18～20℃)作為低位熱源時，年節煤率為39～39.98%。熱泵的效率與建筑物室內和室外環境的溫差有關，溫差越小，熱泵的效率越高。有研究表明，從熱泵機組冬季運行中除霜的角度來看，空氣源熱泵的使用不但與室外溫度有關，而且與室外大氣的相對濕度有密切關系，這大大限制了它的使用范圍。采用地源熱泵系統，由于土壤的溫度比室外空氣溫度更接近室內的溫度，若設計合理，地源熱泵可以比空氣源熱泵具有更高的效率和更好的可靠性。此外，因為相同體積流量水的熱容是空氣的3500倍，水與制冷劑的換熱效果遠好于空氣與制冷劑的對流換熱，因此地源熱泵的換熱

衡水供暖的地源熱泵機組安裝新價地源熱泵技術是利用淺層常溫土壤或地下水的能量作為能源的新型熱泵技術。該技術可以同時供暖和制冷，并且能夠提供生活熱水。利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源，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”熱泵是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱，經過電力做功，輸出可用的高品位熱能的設備，可以把消耗的高品位電能轉換為3倍甚至3倍以上的熱能，是一種高效供能技術。地下水源熱泵系統的熱源是從水井或廢棄的礦井中抽取的地下水。經過換熱的地下水可以排入地表水系統，但對于較大的應用項目通常要求通過回灌井把地下水回灌到原來的地下水層。zui近幾年地下水源熱泵系統在我國得到了迅速發展。但是，應用這種地下水熱泵系統也受到許多限制。首先，這種系統需要有豐富和穩定的地下水資源作為先決條件。因此在決定采用地下水熱泵系統之前，一定要做詳細的水文地質調查，并先打勘測井，以獲取地下溫度、地下水深度、水質和出水量等數據。地下水熱泵系統的經濟性與地下水層的深度有很大的關系。如果地下水位較低，不僅成井的費用增加，運行中水泵的耗電將大大降低系統的效率。此外，雖然理論上抽取的地下水將回灌到地下水層，但目前國內地下水回灌技術還不成熟，在很多地質條件下回灌的速度大大低于抽水的速度，從地下抽出來的水經過換熱器后很難再被全部回灌到含水層內，造成地下水資源的流失熱泵技術在盤管要比空氣源熱泵小得duo且地源熱泵系統的構件較少使其運行費用可以降低。地源熱泵工作原理  1 地源熱泵工作原理    地源熱泵則是利用水源熱泵的一種形式，它是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源，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”。地源熱泵供暖空調系統主要分三部分：室外地能換熱系統、水源熱泵機組和室內采暖空調末端系統。其中水源熱泵機主要有兩種形式：水—水式或水—空氣式。三個系統之間靠水或空氣換熱介質進行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質為水，與建筑物采暖空調末端換熱介質可以是水或空氣

高效節能
與鍋爐（電、燃料）供熱系統相比，土--氣/水型地源熱泵系統的轉換效率zui高可達4.7 。而鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70～90%的燃料內能轉換為熱量供用戶使用，因此它要比電鍋爐加熱節省2/3以上的電能，比燃料鍋爐節省1/2以上的能量，運行費用為各種采暖設備的30-70%。由于土壤的溫度全年穩定在10℃—20℃之間，其制冷、制熱系數可達3.5—4.7，與傳統的空氣源熱泵（家用窗式和分體式空調、*式風冷熱泵）相比，要高出40%以上，其運行費用僅為普通*空調的50—60%。夏季高溫差的散熱和冬季低溫差的取熱，使得土--氣型地源熱泵系統換熱效率很高。因此在產生同樣熱量或冷量時，只需小功率的壓縮機就可實現，從而達到節能的目的，其耗電量僅為普通*空調與鍋爐系統的40%—60%。

地源熱泵技術路線   

地源熱泵技術路線有以下兩種：土--氣型地源熱泵技術和水--水型地源熱泵技術    土--氣型地源熱泵技術以美國的技術為代表，水--水地源熱泵技術以北歐的技術為代表。二者的差別是：前者從淺層土壤或地下水中取熱或向其排熱，通過分散布置于各個房間的地源熱泵機組直接轉換成熱風或冷風為房間供暖或制冷。后者是從地下水中取熱或向其排熱，經過熱泵機組轉換成熱水或冷水，然后再經過布置在各個房間的風機盤管轉換成熱風或冷風給房間供暖或制冷。由于美國的土--氣型地源熱泵技術，可以不用地下水，采用埋設垂直管、水平管或向地表水拋設管路等duo種方式，直接從淺層土壤取效或向其排熱，不受地下水開采的限制，推廣的范圍更大、更靈活。地源分類   

地源按照室外換熱方式不同可分為三類：

(1)土壤埋管系統，

(2)地下水系統，

(3)地表水系統。  

根據循環水是否為密閉系統，地源又可分為閉環和開環系統。閉環系統如埋盤管方式 （垂直埋管或水平埋管），地表水安置換熱器方式。開環系統如抽取地下水或地表水方式。  此外，還有一種“直接膨脹式”，它不象上述系統那樣采用中間介質水來傳遞熱量，而是直接將熱泵的一個換熱器（蒸發器）埋入地下進行換熱。地源熱泵系統的形式   

土-氣型地源熱泵系統按照室外換熱方式不同分，

主要有三類形式： 

1、地耦管系統  

該方案只需在建筑物的周邊空地、道路或停車場打一些地耦管孔，室外水系統注滿水后形成一個封閉的水循環，利用水的循環和地下土壤換熱，將能量在空調室內和地下土壤之間進行轉換故該方案不需要直接抽取地下水，不會對本地區地下水的平衡和地下水的品質造成任何影響，不會受到國家地下水資源政策的限制。 

2、地下水系統   

項目附近如果有可利用的地表水，水溫、水質、水量符合使用要求，則可采用開式地表水（直接抽?。Q熱方式，即直接抽取地表水，將其通過板式換熱器與室內水循環進行隔離換熱，可以避免對地表水的污染。此種換熱方式可以節省打井的施工費用，室外工程造價較低。

3、地表水系統   

項目附近如果有可利用的地表水，水溫、水質、水量符合使用要求，則可采用拋放地耦管換熱方式，即將盤管放入河水（或湖水）中，盤管與室內循環水換熱系統形成閉式系統。該方案不會影響熱泵機組的正常使用；另一方面也保證了河水（湖水）的水質不受到任何影響，而且可以大大降低室外換熱系統的施工費用地源熱泵在回灌困難地區的應用  北京市是偉大祖國的首都，為改善空氣環境、減少大氣污染，市委市政府早在2000年就提出了大氣污染治理規劃。在城區內利用清潔能源取代燃煤鍋爐，禁止新建燃煤鍋爐。水源熱泵空調作為一種清潔、節能、環保新技術很快被人們認識和接受。但在水源熱泵系統的推廣應用中，如何合理地抽取和回灌地下水是困惑用戶的首要問題。在水文地質條件相對差的地區，回灌很難，出現了個別項目難以實現地下水的*回灌，系統運行不穩定。地源熱泵空調系統正好彌補了水源熱泵系統的不足，它通過密閉的PE換熱管與地層進行熱交換，為熱泵提供冷熱源，不再需要提取和回灌地下水。它的成功應用和示范，使在水文地質條件較差的地區也能使用地能資源。本文將對比水源熱泵和地源熱泵系統，以及它們所適用的地質條件和地區，并通過對朝陽區綠化局辦公樓地源熱泵空調系統的介紹，使大家對地源熱泵進一步了解。

地源熱交換泵也有一些不足之處：

1）初投資偏高；

2）對當地的地質條件及氣候條件依賴性強等。

3、工程使用剖析以某別墅工程為例?？偨ㄖ娣e639m2,室內溫度夏季線路盡量采用架空，不能架空也要采取保護措施。注意不要讓電線浸泡在水中或被物體碾壓，電線老化、表皮破損、用電器具和零件缺損等要及時更換和維護、維修，嚴禁使用拖線圓盤、多用插座等無防雨措施的電器具。

4、案例為了安全生產、文明生產，確保人民生命財產安全有切實的保障，在工程施工過程中只有不斷發現和有的放矢地解決建筑施工用電安全過程中的各種問題，以認真負責的態度將用電安全事故杜絕在萌芽狀態，從安全的點點滴滴抓起，明白安全無小事，才會有建筑施工行業生存與發展的希望和經濟效益、社會效益雙贏的可能。24℃~26℃，冬季26℃~28℃；相對濕度：45.5%~60.5%.

由此該別墅空調系統擬采用節能環保的地源熱交換泵空調系統。

4.1負荷計算結合上海氣象參數，系統在制冷工況時，冷凍機溫度為7℃~12℃，冷凝器溫度為40℃~45℃，計算得冷負荷79.2kW,熱交換負荷65kW.

由于冬季的吸熱交換量小于夏季的排熱交換量，因此地下換熱交換器的選取以夏季為基準選取。由此得到地下換熱交換器冷熱交換負荷分別為95kW,49.4kW.

4.2系統設計1）確定地下換熱交換器埋管形式及管路連接方式?？紤]該別墅建筑戶外小花園的面積情況，采用豎直單U形管的地下換熱交換器。對豎直埋管系統，并聯方式的初投資及運行費用均較經濟。由于地下埋管多環路難于設置調節閥或平衡閥，難于做到系統各環路的水力平衡，因此采用同程式。

2）管長估算。一般垂直單U形管埋管的換熱交換能力為50W/m~80W/m（井深），設計時可取換熱交換能力的下限值。

3）確定埋管間距。垂直地埋管換熱交換器計算的基礎是單個鉆孔的傳熱交換剖析3.14s,當埋管間距大于3.5m時，其大地熱交換阻的干擾影響已經很小。參考GB50366-2005地源熱交換泵系統技術規范規定埋管間距為3m~6m,按照不小于4m間距設計能保證土壤耦合器正常使用。

4）確定豎井數目及間距。由于上海地區的地質情況為0m~100m,多以黏土、砂為主。結合該地土壤情況及工程的實際使用情況和PE管的承壓能力，確保土壤換熱交換器使用的安全性，選取鉆孔深度為90m.計算可得鉆孔數量夏季為21個，冬季為18個，所以取21.綜上所述并考慮各種因素，該工程擬定的埋管方式為：單U形埋管，深度90m,間距4mX4m,設計鉆孔數量21個。

4.3經濟性剖析地源熱交換泵是一種高效的節能環保技術，但地源熱交換泵是否具有經濟競爭力將是地源熱交換泵能否實際使用的一個關鍵問題。由于涉及的因素多，不同地區，不同能源結構及價格等都將直接影響地源熱交換泵的經濟性。由電、天然氣、柴油三種常用能源基本情況可以看出，利用地源熱交換泵，降低了成本，大大提高了一次能源的利用率，因此具有高效節能的優點。

5、結語通過對地源熱交換泵系統與傳統空調系統的比較剖析，對既需要供暖又需要空調的場所，地源熱交換泵在目前能源價格下有較強的經濟競爭性。其性能系數比普通空調有較大的提高，且設備集中、性能良好，具有較好的可行性。地源熱泵技術特點：

地源熱泵環保特性：使用電力，沒有燃燒過程，對周圍環境無污染排放；不需使用冷卻塔，不向周圍環境排熱，沒有熱島效應，沒有噪音；不抽取地下水，不破壞地下水資源。

地源熱泵的一機三用：冬季供暖、夏季制冷以及全年提供生活熱水。

地源熱泵的使用壽命長：使用壽命20年以上，是分體式或窗式空調器的2-4倍。

地源熱泵的性能：全電腦控制，性能穩定，可以遙控，可以進行溫濕度控制和新風配送。地源熱泵的室內系統設計

地源熱泵室內系統設計，首先要核算建筑物的建筑面積和空調面積，而要計算空調面積，就要對建筑物進行空調分區，并根據每個分區的面積、結構、功能和用途，計算出每個分區的負荷。

地源熱泵系統可分為室外系統和室內系統兩部門，其中室內系統有兩種主要設計形式--中心式和分散式。地源熱泵而大型建筑群落可能采用混合式系統，即一部門建筑采用中心式系統，一部門采用分散式系統。

環境和經濟效益顯著

地源熱泵

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

地源熱泵系統可供暖、空調制冷，還可提供生活熱水，一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統，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點。不僅節省了大量的能量，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、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。

自動運行

地源熱泵機組由于工況穩定，可以設計成簡單的系統，部件較少，機組運行可靠，維護費用用低，自動控制程度高，使用壽命長。