地源熱泵系統介紹

地源熱泵的由來，隨著空調工業的發展，先井的中央空調系統不斷的出現，空調在現代建筑中扮演著越

來越重要的角色。

人們對空調的要求也不斷提高，節能、環保、靈活成為今后共同追求的目標。近年來，隨著國際經濟技

術合作的不斷深入，地源熱泵中央空調系統進入了我國，并通過在工程中的成功運用得到了空調界人士

的認可和推崇，成為了我國中央空調發展的趨勢，體現了節能、環保、靈活、舒適的新概念。美國環境

保護局已經宣布，地源熱泵系統是目前可使用的對環境比較友好和比較有效的供熱、供冷系統。

地源熱泵空調機組是一種水冷式的供冷/供熱機組。機組由封閉式壓縮機、同軸套管式水/制冷劑熱交換

器、熱力膨脹閥（或毛細膨脹管）、四通換向閥、空氣側盤管、風機、空氣過慮器、安全控制等所組成

。機組本身帶有一套可逆的制冷/制熱裝置，是一種可直接用于供冷/供熱的熱泵空調機組。

原理

地源熱泵系統是一種由雙管路水系統連接起建筑物中的所有地源熱泵機組而構成的封閉環路的中央空調

系統。

在冬季，地源熱泵系統通過埋在地下的封閉管道（稱為環路）從大地收集自然界的熱量，而后由環路中

的循環水把熱量帶到室內。再由裝在室內的地源熱泵系統驅動的壓縮機和熱交換器把大地的能量集中，

并以較高的溫度釋放到室內。

在夏季，此運行程序則相反，地源熱泵系統將從室內抽出的多余熱量排入環路而為大地所吸收，使房屋

得到供冷。尤如電冰箱那樣，從冰箱內部抽出熱量并將它排出箱外使箱內保持低溫。

系統

系統是由下列部分所組成：模塊式地源熱泵機組、循環水泵、水管環路、水系統控制箱和室內溫控器等

。

地源熱泵機組采用標準構件,需要時各部件的修配和更換很方便。因為設計簡單，并不需要高技術的操作

工程人員的服務。一個是需要經常保養的是空氣過濾網和凝結水盤的清潔。

系統設計簡單，靈活、安裝快速。機組己在工廠組裝好并自帶溫度控制裝置，現場工作只是少量低壓風

管、電氣連接裝置和不需要保溫的水管的連接。管道可采用鋼管、銅管或塑料管。維修方便快捷，機組

結構堅固，壽命長久。熱泵機組的功率系數(COP)可達到4以上，即1千瓦電輸入，有4千瓦多冷量輸出的

穩定率。

優勢

1. 地源熱泵系統能充分利用蘊藏于土壤和湖泊中的巨大能量，循環再生，實現對建筑物的供暖和制冷。

因而運行費用較低。

2. 地源熱泵比風冷熱泵節能40％，比電采暖節能70％。比燃氣爐效率提高48％。所需電費制冷季比一般

熱泵空調減少50％。

3. 地源熱泵系統運動部件要比常規系統少，因而減少維護，系統安裝在室內，不暴露在風雨中，也可免

遭損壞，更加可靠，延長壽命。

4. 地源熱泵系統在運行中無需燃燒，因此不會產生有毒氣體，也不會發生爆炸。

5. 由于地源熱泵系統的供冷、供熱更為平穩，降低了停、開機的頻率和空氣過熱和過冷的峰值。這種系

統更容易適合供冷、供熱負荷的分區。

6. 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。

7. 一年四季任何時間都可以隨時提供空調，可以隨意設定室內溫度，達到五星級要求。

8. 提供新風，保證室內空氣新鮮。

9. 設計簡單靈活，安裝快速。

應用

地源熱泵系統的能量來源于地下能源。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比較友好和比較有效的供熱、供冷系統。該系統無論嚴寒地區或熱帶地

區均可應用?？蓮V闊應用在辦公樓、賓館、學校、宿舍、醫院、飯店、商場、別墅、住宅等領域。

地源熱泵應用于別墅的經濟性分析:

一、運行的環境條件

1.與鍋爐（電、燃料）供熱系統相比，鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70～90%的燃料內能為熱量，供

用戶使用，地源熱泵要比電鍋爐加熱節省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節省二分之一以上的能量。

2.地源熱泵的熱源溫度全年較為穩定，一般為10～25℃，其制冷、制熱系數可達3.5～4.4，與傳統的空

氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運行費用為普通中央空調的50～60%。

工程實例投資及經濟性對比分析：

將地源熱泵應用于戶式中央空調中，有以下一些特點：

(1) 從經濟性方面考慮，設備的初投資較大，但是，地源熱泵在夏季可以做空調冷源，冬季可以做供熱

的熱源，因此兼用制冷的熱泵系統與純采暖相比的年運行費要明顯降低。而且，地源熱泵系統能耗少，

機組性能系數高，節能效果明顯。

(2) 從環保的角度考慮，地源熱泵有不對使用地產生大氣污染、噪聲污染、熱污染等優點，并且埋地換

熱器可布置在別墅區的花園、草坪或是建筑物周圍的地下，而不占地上建筑面積，對環境保護有利，是

一種“綠色空調”，符合可持續發展的要求。

(3) 從工程技術方面考慮，對于別墅區，建筑物周圍空間較大，鋪設埋管較容易，所以較適合使用地源

熱泵系統。

(4) 從操作運行角度來考慮，地源熱泵系統操作要比普通制冷機組簡單方便。

盡管地源熱泵的應用還存在諸如其區域性較強、初投資較高、缺少針對土壤熱特物性參數的研究成果、

缺少比較佳匹配參數、缺少動態特性研究等方面的不足，但是隨著科技的進步和工程技術人員的不懈努力

這些問題都將得到很好的解決。

前景展望

在我國夏熱冬冷地區及寒冷地區利用地源熱泵可實現夏冬兩季冷暖聯供，其中比較有利的地區是夏熱冬冷

地區。這個地區年平均溫度高，一般居住建筑均無集中供熱系統供暖，而其氣候特點是夏季炎熱，濕度

大；冬季陰冷潮濕，屬我國居住熱環境質量比較差的地區之一。該地區夏季供冷冬季供暖天數相當，同一

地區地源熱泵系統進行空調可以充分發揮地下蓄能系統的作用。如果在這些地區大力發展地源熱泵空調

系統技術，必將大大改善當地人民的居住熱環境，為國家節約大量的建筑能耗。

如果按空調的制冷或制熱面積來計算空調的價格，戶式中央空調的價格應遠比中央空調的價格便宜，但

和普通空調比起來又略高一些，不過其價格又在人們的承受能力之內，而且戶式中央空調的性能不遜于

中央空調，豪華舒適性也優于普通家用空調，室外機只有一臺，可以選擇安裝在住房樓頂或者其它隱蔽

性的地方，絲毫不影響樓房的外觀。

總之，將地源熱泵技術應用于戶式中央空調的技術可以滿足于新世紀空調的發展需要，并且具有很強的

可行性，是一種需要大力發展的新型能源利用技術。隨著地源熱泵應用于戶式中央空調技術研究的進展

，必然會對我國能源的科學利用起到良好的促進作用。

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