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簡介

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10~25℃，其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3.5~4.4，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運行費用為普通*空調(diào)的50~60%。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，該項技術(shù)將會成為21世紀(jì)zui有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。地源熱泵是利用地球表面淺層水源(如地下水、河流和湖泊)和土壤源中吸收的太陽能和地?zé)崮埽⒉捎脽岜迷?，既可供熱又可制冷的?jié)能空調(diào)系統(tǒng)。主營地源熱泵技術(shù)方案、空氣源熱泵熱水工程地源熱泵技術(shù)方案安裝、學(xué)校熱水系統(tǒng)、地源熱泵技術(shù)方案調(diào)試及地源熱泵技術(shù)方案維護。地源熱泵技術(shù)方案熱泵熱水工程系統(tǒng)空氣源熱泵熱水系統(tǒng)是目前zui為安全、可靠、節(jié)能、環(huán)保的熱水系統(tǒng),太陽能熱水系統(tǒng)是傳統(tǒng)的、綠色的、運行費用低廉的熱水系統(tǒng).把兩者結(jié)合起來,揚長避短、優(yōu)勢互補,既達(dá)到節(jié)能減排,地源熱泵又能保證全年、連續(xù)供應(yīng)熱水,是近年來*熱水系統(tǒng)熱源設(shè)備發(fā)展的新動向熱水工程廣泛應(yīng)用于賓館、地源熱泵美容美發(fā)、酒店、別墅、公寓、工廠、學(xué)校、桑拿中心、地源熱泵休閑會所及企業(yè)事業(yè)單位，公司承接各單位熱水工程的規(guī)劃，設(shè)計，安裝和維修等熱水工程一條龍服務(wù)

節(jié)能原理：

地源熱泵機組利用土壤或水體溫度冬季為12-22℃，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18-32℃，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，機組效率大大提高，可以節(jié)約30--40%的供熱制冷空調(diào)的運行費用，1KW的電能可以得到4KW以上的熱量或5KW以上冷量。地?zé)崮芫哂衅渌茉?的優(yōu)點，它分布范圍廣泛，不受時間和氣候限制，可以隨時隨地取用。而熱泵是一種能利用高品位能(電能)使熱量從低位熱源流向高位熱源的節(jié)能裝置。這樣以可再生能源地?zé)崮茏鳛榈臀粺嵩?或熱匯)的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，即以土壤作為冷熱源的熱泵系統(tǒng)稱之為土壤源熱泵系統(tǒng)，也稱地下埋管換熱器地源熱泵系統(tǒng)。地源熱泵的主要優(yōu)點是：1)全年土壤溫度波動小。冬季土壤溫度比空氣溫度高，夏季比空氣溫度低，這種溫度特性使地源熱泵的制冷制熱系數(shù)可達(dá)到3.5~5.5，其能量利用效率要比空氣源熱泵高出40%以上。2)冬季運行不需要除霜，沒有結(jié)霜和除霜損失。3)地下土壤有較好的蓄能作用，在用地源熱泵做空調(diào)時可以在夏季將室內(nèi)熱量排到地下，到冬季時再取出熱量向室內(nèi)供暖。但是，地源熱泵也有缺點--初投資較高。地源熱泵的初投資不僅包括傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)所需的地面上管路和設(shè)備的投資，還包括埋地盤管投資、埋地盤管敷設(shè)投資以及購買敷設(shè)盤管所需土地的使用權(quán)或所有權(quán)的投資。

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)組成：地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)由室外換熱系統(tǒng)和室內(nèi)換熱系統(tǒng)兩大部分組成，每一部分都有多種不同的系統(tǒng)形式。室外換熱系統(tǒng)主要由地下?lián)Q熱器的組成地源熱泵系統(tǒng)的技術(shù)核心就是地下?lián)Q熱器。地下?lián)Q熱器的設(shè)置形式主要有水平埋管和豎直埋管兩種?，F(xiàn)場可用的地表面積是選擇地?zé)釗Q熱器形式的決定性因素。結(jié)合中國人口多土地少的國情，及考慮到建筑物周圍可利用的空地面積，一般采用豎直埋管的地?zé)釗Q熱器。地下?lián)Q熱器的換熱方式由埋設(shè)在地下或拋放在水中的PE管和循環(huán)水泵及相關(guān)附屬部件組成。由循環(huán)水泵驅(qū)動PE管路中的循環(huán)水，循環(huán)水作為熱量的載體將熱量在室內(nèi)房間與室外土壤或地表水中進行轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到系統(tǒng)的制熱工況和制冷工況。系統(tǒng)工程的埋管數(shù)量根據(jù)工程冷熱負(fù)荷計算確定，并根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件及土壤導(dǎo)熱系數(shù)計算確定鉆孔深度、間距及回填方式；規(guī)劃現(xiàn)場施工計劃，并同時考慮施工的難度和整體工程進度，制定詳細(xì)的施工組織計劃，場地的平整，鉆孔的定位，系統(tǒng)分區(qū)的規(guī)劃，然后確定鉆孔設(shè)備的種類和數(shù)量，鉆孔深度一般在50m~160m之間，鉆孔直徑一般在110mm~350mm之間，地埋管采用高密度聚乙烯管(PE管道)，耐壓等級：1.0MPa~1.6MPa，此材料在不被外界破壞的情況下可以保證在地下使用50年之久；水平連接管的鋪設(shè)和管道溝的開挖，管道溝的深度一般不得小于0.7米，管道溝寬度可根據(jù)水平管的數(shù)量和施工難度現(xiàn)場確定，一般不小于0.8米，水平連管的主要設(shè)備一般采用熱熔對接焊機、電熔焊機和承插式焊機，此系統(tǒng)由于常年埋于地下，系統(tǒng)連接的要求試壓四次，即下管前、下管后、系統(tǒng)連接前和系統(tǒng)連接后，并為了系統(tǒng)的正常使用我們做系統(tǒng)的通水試驗，保證能源的充分利用。地源熱泵是以巖土體、地下水或地表水為低溫?zé)嵩?，由水源熱泵機組、地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的既能制冷又能供熱的空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)，以及混合型地源熱泵系統(tǒng)。如今地下水是一種資源，地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)需要利用地下水，在大中城市受到一定的限制，因此我們主要做地埋管地源熱泵系統(tǒng)。水源熱泵的工作原理是從周圍環(huán)境中吸收熱量而傳遞給被加熱的對象，其工作原理與制冷機相同，按熱機的逆循環(huán)工作的，所不同的只是工作范圍不同，對于熱泵來說就是可逆的冷凍循環(huán)，正循環(huán)時由需要的制冷空間吸熱而將其熱排棄到空氣或水中，稱為制冷工況，逆循環(huán)時則向外界的空氣或水中吸熱而傳遞到需要采暖的房間稱為制熱工況。地源熱泵是輸出冷量的設(shè)備，它的作用是使經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā)，以吸收被冷卻物體的熱量，達(dá)到制冷的目的； 冷凝器(Condenser)：是輸出熱量的設(shè)備，從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機消耗功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走，達(dá)到制熱的目的；膨脹閥(Expansion Valve)或節(jié)流閥(Throttle)：對循環(huán)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用，并調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量。

地源熱泵空調(diào)的節(jié)能

對于夏季制冷的建筑來說，隨著空氣熱泵空調(diào)的普及，空調(diào)的實際使用效果正在逐年下降，這是因為空調(diào)裝機容量的增加，空調(diào)局部熱島效應(yīng)干擾的結(jié)果。天氣越炎熱，室外的溫度越高，空調(diào)負(fù)荷也越大，而此時空調(diào)機向室外散熱時，傳熱溫差越小，空調(diào)機的運轉(zhuǎn)效率就越低，設(shè)備也越費電。也就是說，除了燃煤供暖給環(huán)境造成污染之外，空調(diào)機同樣會造成大氣污染。

傳統(tǒng)的供暖空調(diào)方式是由兩套系統(tǒng)分別解決冬季供暖和夏季制冷系統(tǒng)投資大，運行費用高，而且占地面積大。地源熱泵機組制冷、供暖所需能量3/4左右來自地下，另外1/4左右來自電力輸入，從而減少一次性的礦物能源消耗；不向室外排冷、熱風(fēng)，減少城市熱島效應(yīng)。對環(huán)境非常友好。

地源熱泵原理地源熱泵制冷原理

在制冷狀態(tài)下，地源熱泵機組內(nèi)的壓縮機對冷媒做功，使其進行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將室內(nèi)空氣循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝，由水路循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收，zui終由水路循環(huán)轉(zhuǎn)移至地下水或土壤里。在室內(nèi)熱量不斷轉(zhuǎn)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(fēng)的形式為房供冷。

地源熱泵制熱原理

在制熱狀態(tài)下，地源熱泵機組內(nèi)的壓縮機對冷媒做功，并通過四通閥將冷媒流動方向換向。由地下的水路循環(huán)吸收地下水或土壤里的熱量，通過冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)，將水路循環(huán)中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝，由空氣循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過程中，以強制對流、自然對流或輻射的形式向室內(nèi)供暖。

地源熱泵的發(fā)展趨勢隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空調(diào)已經(jīng)成為普遍的要求。作為中國傳統(tǒng)供熱的燃煤鍋爐不僅能源利用率低，而且還會給大氣造成嚴(yán)重的污染，因此在一些城市中燃煤鍋爐在被逐步淘汰，而燃油、燃?xì)忮仩t則運行費用很高。地源熱泵就是一種在技術(shù)上和經(jīng)濟上都具有較大優(yōu)勢的解決供熱和空調(diào)的替代方式。在美國地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)占整個空調(diào)系統(tǒng)的40%，是美國政府極力推廣的節(jié)能、環(huán)保技術(shù)。1998年美國能源部頒布法規(guī)，要求在全國聯(lián)邦政府機構(gòu)的建筑中推廣應(yīng)用地埋管土壤換熱器地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。為了表示支持這種技術(shù)，美國總統(tǒng)*在他的得克薩斯州的別墅中也安裝了這種地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)?，F(xiàn)在，在中北歐的瑞士、瑞典、奧地利、丹麥等國家，地源熱泵(土壤換熱器)技術(shù)利用處于地位，地埋管土壤換熱器熱泵得到廣泛的應(yīng)用。地源熱泵根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機所消耗的功（電能）起到補償作用，使循環(huán)工質(zhì)不斷地從低溫環(huán)境中吸熱，并向高溫環(huán)境放熱，周而往復(fù)地進行循環(huán)。

地源熱泵是需要冷凝器的熱量，蒸發(fā)器則從環(huán)境中吸熱，此時從環(huán)境取熱的對象稱為熱源；相反制冷是需要蒸發(fā)器的冷量，冷凝器則向環(huán)境排熱，此時向環(huán)境排熱的對象稱為冷源。　　

蒸發(fā)器冷凝器根據(jù)循環(huán)工質(zhì)與環(huán)境換熱介質(zhì)的不同，主要分為空氣換熱和水換熱兩種形式。 熱泵根據(jù)與環(huán)境換熱介質(zhì)的不同，可分為：水—水式，水—空氣式，空氣—水式，和空氣—空氣式共四類。利用空氣作冷熱源的熱泵，稱之為空氣源熱泵?？諝庠礋岜糜兄凭玫臍v史，而且其安裝和使用都很方便，應(yīng)用較廣泛。但由于地區(qū)空氣溫度的差別，在我國典型應(yīng)用范圍是長江以南地區(qū)。

 (1)制冷工況：制冷時恒溫控制器啟動離心風(fēng)機，打開方向閥示制冷方向，此時低溫低壓的冷媒進入壓縮機壓縮成高壓氣體，再經(jīng)方向閥進入冷媒(水的散熱器)而冷凝成液體。冷媒通過毛細(xì)管而進入冷媒(空氣的蒸發(fā)器)，蒸發(fā)成為低溫氣體，該氣體吸收從風(fēng)機吹過盤管的空氣之熱而使溫度降低，循環(huán)不斷往復(fù)進行制冷。

 (2)采暖供熱工況：采暖供熱時，恒溫控制器啟動離心風(fēng)機打開反向閥使其朝向采暖供熱方向，此時低溫低壓冷媒進入壓縮機壓成高溫高壓氣體，再經(jīng)反向閥進入冷媒空氣葉片盤管的散熱器冷凝為液體，次冷媒液由風(fēng)機吹過盤管的空氣釋放熱能，使其溫度身高，冷媒液再經(jīng)過一個細(xì)管而進入冷媒蒸發(fā)器，吸收循環(huán)水熱能而蒸發(fā)為低溫氣體，低溫低壓的冷媒氣體經(jīng)過反向閥進入壓縮機入口成為下一循環(huán)的開始往復(fù)循環(huán)采暖供熱。

zui長的使用壽命

由于地溫恒定的特性，熱泵機組負(fù)荷低，其工況*處于"輕松"狀態(tài)，這大大延長了設(shè)備的使用壽命。歐美的使用情況證明，地下埋管可用50年以上，地上機組及配套設(shè)備的使用年限將大幅度延長，與傳統(tǒng)戶式*空調(diào)相比，使用壽命可成倍延長。

zui舒適宜人的空調(diào)

地源熱泵*空調(diào)的機組為水源熱泵，無論是水-水型，還是水-空氣型，其制冷供熱的"源"均為水。室內(nèi)末端系統(tǒng)提供的"冷"或"熱"是十分柔和的，特別舒適宜人。

zui節(jié)能省錢的空調(diào)

地源熱泵*空調(diào)的zui大優(yōu)勢和亮點是，節(jié)能。地源熱泵的能效比很高，夏季制冷時，每輸入1KW電能，可產(chǎn)生5KW左右的冷量；冬季制熱時，每輸入1KW電能，可產(chǎn)生4KW左右的熱量。如果方案優(yōu)化做的好，或者鉆孔埋管的數(shù)量和深度適當(dāng)增加，能效比還會進一步提高。美國環(huán)保署(EPA)評估，根據(jù)zui保守測算，地源熱泵系統(tǒng)平均至少可節(jié)約用戶40%左右的供熱制冷空調(diào)運行費用，部分用戶zui高可節(jié)省70%左右的運行費用。

zui清潔環(huán)保的空調(diào)

地源熱泵*空調(diào)摒棄了傳統(tǒng)大型*空調(diào)那種機組+鍋爐+冷卻塔的模式，不破壞和影響建筑物的外觀，無污染，無排煙，無廢棄物，無需燃料，無耗材廢料堆積場，無任何廢氣，廢水排放，加入的制冷劑只有傳統(tǒng)*空調(diào)的一半。

*實惠的空調(diào)

地源熱泵空調(diào)一機多用，既可制冷，又可供暖，還可提供生活用水，特別是為地暖地板提供循環(huán)熱水或冷水，更加安全、節(jié)能、環(huán)保，是地源熱泵的又一大亮點。

地源熱泵安裝使用的建筑物

根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗，地源熱泵系統(tǒng)的使用范圍十分廣泛，其中土壤源熱泵系統(tǒng)安裝使用的建筑物是：別墅、公寓住宅、會所、賓館、酒店、商場、超市、各類休閑中心，商務(wù)、寫字、辦公樓，機關(guān)、醫(yī)院、學(xué)校、科研院所，各類指揮、調(diào)度、監(jiān)控中心，廠房(特別是IT行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)廠房)。對于單體建筑面積不夠用于鉆孔埋管的，可采用混合式地源熱泵或水環(huán)熱泵系統(tǒng)。地源熱泵城市污水來源廣泛，匯流面積大，污水原水流量具有小時變化規(guī)律明確、日流量相對穩(wěn)定、隨著城市規(guī)模的擴大而呈逐年遞增的趨勢。

地源熱泵利用污水熱泵空調(diào)系統(tǒng)不僅可以使污水資源化，更是改善我國供暖以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀的有效途徑。城市污水有三種形式：原生污水、二級再生水和中水。

原生污水是指未經(jīng)過任何物理手段處理的污水。運用原生污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)相比于二級再生水和中水熱泵空調(diào)系統(tǒng)的初投資及運行費用低。地源熱泵城市污水溫度變化幅度較小，與環(huán)境溫度相比，表現(xiàn)為冬暖夏涼，污水溫度在冬季通常為13℃~17℃，在夏季為22℃~25℃與河水及空氣相比較，城市污水在溫度在冬季zui高、夏季zui低，全年波動zui小。污水的溫度在城市可以利用的熱能中是zui多的。而且在能量消費密度越高的城市中其蘊藏的熱量也越大。雖然污水的熱賦存量很大，卻不適用于產(chǎn)生動力，僅適用于50℃一下的低溫用戶。地源熱泵有開式和閉式兩種。開式系統(tǒng)：是直接利用水源進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。

地源熱泵

1、垂直埋管--深層土壤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50-150米深處，一組或多組管與熱泵機組相連，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，得到各個國家的政府部門大力支持。

2、水平埋管--大地表層　在地下2米深處水平放置塑料管，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、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。利用地表水的地源熱泵系統(tǒng)造價低，運行效率高，但受地理位置（如江河湖海）和國家政策（如取深井水）的限制。環(huán)境和經(jīng)濟效益顯著

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(huán)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(tǒng)比燃?xì)忮仩t的效率平均提高近50%，比燃?xì)忮仩t的效率高出了75%。

一機多用，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)，特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物。地源熱泵有著明顯的優(yōu)點。不僅節(jié)省了大量的能量，而且用一套設(shè)備可以同時滿足供熱、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)。

自動運行

地源熱泵機組由于工況穩(wěn)定，可以設(shè)計成簡單的系統(tǒng)，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。從水源熱泵的市場應(yīng)用看,我國南方的深圳,廣州到過渡地區(qū)的上海,南京直到北方采暖地區(qū)的北京,大連等城市的公共建筑(辦公樓,商住樓,商場等),而且住宅建筑上得到了廣泛的應(yīng)用. 北京村利用再生水水源熱泵空調(diào)系統(tǒng),不需要冷卻塔,鍋爐房,其能源消耗量是傳統(tǒng)電鍋爐的1/4,更重要的是,它不會排放任何污染物.

作為建設(shè)部*批(2006年)可再生能源建筑應(yīng)用示范項目,全國zui大規(guī)模的水源熱泵住宅區(qū),海信地產(chǎn)開發(fā)的麥島金岸投資4億元人民幣,采用了*的海水/污水源熱泵,節(jié)約了能源,減少了污染.建成后采暖每年可減少燃煤20206余噸,每年減少向大氣排放二氧化碳54050余噸.運用海水*空調(diào),比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運行效率高出40%,節(jié)省運行費用40%左右. 有業(yè)內(nèi)人士分析,水源熱泵技術(shù)目前除了被廣泛應(yīng)用于各類民用建筑,公用建筑,軍事建筑等所有需要供冷供暖供應(yīng)洗浴熱水的*空調(diào)系統(tǒng),還涉及到工業(yè)領(lǐng)域中冷凍,冷藏,冷卻的工藝系統(tǒng),成為節(jié)能減排的重要技術(shù)之一。