地源熱泵系統:供熱系統-中文百科頻道

原理

制冷模式

在制冷狀态下，地源熱泵機組内的壓縮機對冷媒做功，使其進行汽-液轉化的循環。通過冷媒/空氣熱交換器内冷媒的蒸發将室内空氣循環所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環的同時再通過冷媒/水熱交換器内冷媒的冷凝，由水路循環将冷媒所攜帶的熱量吸收，最終由水路循環轉移至地下水或土壤裡。在室内熱量不斷轉移至地下的過程中，通過冷媒-空氣熱交換器，以13℃以下的冷風的形式為房供冷。

制熱模式

在供暖狀态下，壓縮機對冷媒做功，并通過換向閥将冷媒流動方向換向。由地下的水路循環吸收地表水、地下水或土壤裡的熱量，通過冷凝器内冷媒的蒸發，将水路循環中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環的同時再通過蒸發器内冷媒的冷凝，由風機盤管循環将冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉移至室内的過程中，以35℃以上熱風的形式向室内供暖。

特點

地源熱泵優點

1、高效節能，穩定可靠

地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩定，土壤與空氣溫差一般為17度，冬季比環境空氣溫度高，夏季比環境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調冷源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統空調系統運行效率要高40%～60%，因此要節能和節省運行費用40%－50%左右。通常地源熱泵消耗1KW的能量，用戶可以得到5KW以上的熱量或4KW以上冷量，所以我們将其稱為節能型空調系統。

2、無環境污染

地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當于減少40%以上，與電供暖相比，相當于減少70%以上，真正的實現了節能減排。

3、一機多用

地源熱泵系統可供暖、制冷，還可供生活熱水，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。

4、維護費用低

地源熱泵系統運動部件要比常規系統少，因而減少維護，系統安裝在室内，不暴露在風雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長壽命。

5、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50年。

要比普通空調高35年使用壽命。

6、節省空間

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，産生附加經濟效益，并改善了環境外部形象。

地源熱泵系統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”。被認為是目前可使用的對環境最友好和最有效的供熱、供冷系統。該系統無論嚴寒地區或熱帶地區均可應用。可廣闊應用在辦公樓、賓館、學校、宿舍、醫院、飯店、商場、别墅、住宅等領域。

7、實現了水資源的循環利用

地源熱泵熱源的形式多樣化，無論是幹淨清澈的地下水，資源量大而無法高效利用的海水，還是生活和工業生産廢水，抑或者地表水，都可以高效的加以利用，實現太陽能量的轉移。提高了水資源的循環利用率，一度解決了我國污水處理困難和淡水資源匮乏難題。同時避免了可再生資源的消耗，實現可持續綠色環保的發展戰略。

曆史

地源一詞是從英文“groundsource”翻譯而來，漢語的内涵則十分廣泛，應包括所有地下資源的含義。但在空調業内，僅指地殼表層（小于400米）範圍内的低溫熱資源，它的熱源主要來自太陽能，極少能量來自地球内部的地熱能。

"地源熱泵"的概念，最早于1912年由瑞士的專家提出，而該技術的提出始于英、美兩國。

1946年美國在俄勒岡州的波蘭特市中心區建成第一個地源熱泵系統。但是這種能源的利用方式沒有引起當時社會各界的廣泛注意，無論是在技術、理論上都沒有太大的發展。

20世紀50年代，歐洲開始了研究地源熱泵的第一次高潮，但由于當時的能源價格低，這種系統并不經濟，因而未得到推廣。直到20世紀70年代初世界上出現了第一次能源危機，它才開始受到重視，許多公司開始了地源熱泵的研究、生産和安裝。這一時期，歐洲建立了很多水平埋管式土壤源熱泵，主要用于冬季供暖。雖然歐洲是世界上發展地源熱泵最成熟的地區，但是它也曾因為熱泵專家不懂安裝技術，安裝工人又不懂熱泵原理等因素，緻使地源熱泵的發展走了一段彎路。

随着科技的進步，關于能源消耗和環境污染的法律制訂越來越嚴格，地源熱泵的發展迎來了它的另一次高潮。歐洲國家以瑞士、瑞典和奧地利等國家為代表，大力推廣地源熱泵供暖和制冷技術。

政府采取了相應的補貼政策和保護政策，使得地源熱泵生産和使用範圍迅速擴大。上世紀80年代後期，地源熱泵技術已經趨于成熟，更多的科學家緻力于地下系統的研究，努力提高熱吸收和熱傳導效率，同時越來越重視環境的影響問題。地源熱泵生産呈現逐年上升趨勢，瑞士和瑞典的年遞增率超過10%。美國的地源熱泵生産和推廣速度很快，技術産生了飛速的發展，成為世界上地源熱泵生産和使用的頭号大國。

從地源熱泵應用情況來看，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展有着借鑒意義。