第四章 地源热泵制冷空调的简介及原理特点

1、第四章 地源热泵制冷空调的简介及原理特点第一节 我国地源热泵应用发展概况及趋势我国高度重视可持续发展问题、环境问题、能源问题，并把能源问题、环境问题、资源问题放在我们建设小康社会、建设和谐社会的首要任务之上。 我国的科学技术规划、中长期经济社会发展规划纲要以及能源规划中，都把能源、资源的问题摆在了非常重要的位置，而且提出要建设“资源节约型、环境友好型”的社会。因为，现在的能源问题不仅影响到我国目前的经济社会的发展，关系到我们国家的安全，同时也关系到未来的可持续发展。因此，在这样的形势下，国家把可再生能源的发展放在了更加重要的位置。 随着我们全面落实科学发展观，随着可持续发展成为我国重要的发展战

2、略，尤其进入新的世纪以来，能源、环境等等受到了更加严峻的挑战，在这样的形式下，可再生能源已经成为我国能源发展战略的一个重要组成部分。目前我国提出了十大节能工程，以及重点节能领域。在建筑节能当中，尤其要加强对可再生能源的利用，其中不但包括太阳能技术的利用，也包括地热中的浅层地热资源的利用。 我国地源热泵的开发利用起步较晚，虽然早在20世纪50年代，就曾在上海、天津等地尝试采用夏取冬灌的方式抽取地下水制冷，也是在20世纪50年代天津大学热能研究所吕灿仁教授就开展了我国热泵的最早研究，1 965年研制成功国内第一台水冷式热泵空调机，但开始推广和研究地源热泵系统是在20世纪90年代。1997年，科技部

3、与美国能源部签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，其中一项就是地源热泵的发展战略，以推广运用这种“绿色技术”，缓解中国对煤炭和石油的依赖程度，从而达到能源资源多元化的目的。 1998年，中美两国确定在我国北京（代表北部寒冷地带）、宁波（代表中部夏热冬冷地带）、广州（代表南部亚热带），合作建立三个地源热泵的示范工程。北部汞范工程是北京食品发酵研究所综合办公楼及专家楼，中部示范工程是宁波雅戈尔工业城，南部示范工程视广州松田职业技术学院。在这三个示范工程项目中，两个为地下水源热泵系统，一个为复合式地下水源热泵系统。通过和美国政府、有关公司大力合作，在北京、广东等地安排的三个示范试点项目， 三个示

4、范项目都取得了成功。因此，无论在北方地区还是在南方地区，都证明这项技术是行之有效的节能技术，而且很适合中国的国情。科技部委托的中国企业将美国的地源热泵技术及设备引进中国市场，以促进我国地源热泵的市场化、产业化的发展，使我国地源热泵的研究开发跟上国际潮流。 土壤源热泵的发展也主要是从1998年开始。国内数家大学建立了土壤源热泵实验系统，且大多数进行了地下换热器与地面热泵设备的长期联合运行。土壤源热泵系统最早应用在1989年10月投入运行的上海闵行开发区办公楼，其技术和设备均由美国提供，使用情况良好。 从2000年以来，地源热泵的开发利用在全国得到普遍推广应用，并且每年以10%15%的速度增长，尤

5、其是京津地区发展速度最快。据国家地质调查局的资料显示，至2005年末，我国浅层地温能应用面积已达到约3000万n2。 2005年以来，我国地源热泵的应用明显加快，由于这项技术比较成熟，在中国进入了大规模推广应用阶段。 我国目前已经完全掌握了各种类型的地源热泵技术，并根据我国经济、气候、水文地质状况和生活习惯，进行了优化，并开发出适合我国情况的地源热泵系统技术。水一水型地源热泵机组已经完全国产化，土一气（水）地源热泵技术系统已本地化。同时，形成了一批信誉好、技术实力强的专业地源热泵机构。除青海、云南、贵州外，全国各各省市都不同程度地推广地源热泵技术。从2000年以来，每年以10%18%的速度增长

6、。北京、天津、沈阳、吉林、黑龙江、山东、河北、河南地区发展速度最快，上海、江苏、安徽、浙江、湖北、广东也开始浅层地热能的开发。开发浅层地热能资源，推广地源热泵技术，利用可再生能源来解决供热和制冷问题已引起国家的高度重视。研究制定地源热泵技术推广应用的激励政策，已被列入一些地方政府的议事日程。对采用热泵系统供热制冷的政府办公楼、学校、医院等公益项目给予固定资产投资扶持；对采用热泵系统供热制冷的其他各类建筑给予适当的投资补贴；供暖企业采用热泵系统供暖的，其采暖费标准可适当予以放宽，并考虑热泵系统折旧和维护费用的因素；对企业从事地源热泵系统研发、能源服务给予税费减免、经济补贴；调整对热泵系统用户不合

7、理的水资源收费政策。回灌率达到100%的不应收取水资源费，对回灌率低于100%的应按正常标准收取水资源费，这些意见和建议，有的正在调研，有的将被制定成政策，这些都将有力地促进全国各地地源热泵技术的推广。 在我国地源热泵技术推广过程中，北京是诸多城市中推广较早和较好的一个。主要原因是近年来，北京市根据城市能源发展战略和供热规划，并结合举办2008年奥运会对城市的环保要求，规定五环内城区禁止使用燃煤锅炉供暖，鼓励燃油、燃气、地热能和太阳能等清洁能源的应用。到目前，北京每年以15%20%的速度增长，到2005年北京已约有500多万平方米的建筑利用地源热泵系统供暖（冷），其中公共建筑用量为2/3左右，

8、居住建筑占应用量13左右。地源热泵建设项目有住宅、办公大楼、高级宾馆、学校、幼儿园、商场、医院、敬老院、档案馆、体育场馆、厂房、污水场站、景观水池等。 另外，沈阳市在东北地区率先从城市的高度和全局的角度来推广地源热泵技术应用工作，为全国各大城市带了个好头。地源热泵技术在沈阳市1997年开始应用，到2006年有300多万平方米建筑应用地源热泵系统。2006年，沈阳市委、市政府在认真调研、科学分析的基础上，从该市自然地理及水文地质条件出发，科学制订发展规划和保证措施，出台了关于全面推进地源热泵系统建设和应用工作的实施意见，确定了到2010年实现地源热泵技术应用面积6500万m2的工作目标。为达到这

9、一目标，市政府出台了沈阳市地源热泵系统建设管理办法，组建了市、区两级地源热系规划建设管理机构，组成沈阳市地源热泵专家组和地源热泵协会，为该市推广应用地源热泵技术提供智力支持和技术保障。到目前为止，沈阳市已有约3000万m2的各类建筑利用地源热泵系统供暖（冷）。由于该市大部分地区地下水资源比较丰富，因此地下水源热泵技术应用的占绝大多数。 沈阳市在推广应用地源热泵技术中，提出的城市热网与分散地下水源热泵联合供热技术，将传统燃煤集中供热与地源热泵技术较好地结合到一起。 我国目前已进入大规模推广地源热泵阶段。在住房和城乡建设部，科技部、国土资源部、发改委、财政部、国务院参事室的支持和领导下开发浅层地热

10、能资源、推广地源热泵技术的热潮正在我国兴起。在电价、初投资补偿、税收、资源费等方面给予一定的优惠政策，使各地有法可依。各地方政府应制定地方开发浅层地热能资源、推广地源热泵技术的专门规划。在供暖、制冷领域加大对传统能源使用制度的改革和节能力度，为推广地源热泵技术提供市场空间。增加研发资金投入，建设国家级地源热泵研发、培训基地。加大宣传力度，提高公众自觉采用的积极性。开展国际合作，进一步提高地源热泵的产业化水平。 同时，越来越多的中国用户开始熟悉地源热泵，并对其应用产生了浓厚的兴趣，可以预计中国的地源热泵市场前景广阔。之所以对中国的地源热泵市场发展前景持乐观态度，有两方面原因：一方面是要节约常规能

11、源、充分利用可再生能源的国内外大趋势；另一方面，我国具有较好的热泵科研与应用的基础。 在充分学习借鉴国外先进技术和运行经验的基础上，在各级政府的有力支持下，中国的科技界与企业界携手共进，依靠自己的力量完全有能力在不长的时间内开拓出具有中国特色的地源热泵产业。第二节 地源热泵系统的分类一、 热泵的分类热泵系统的驱动能源、工作原理、高低温介质、设备特性、热源的种类以及用途的不同，常见的分类方法有按驱动能源种类分类、按工作原理分类、按热源的种类分类、按主要用途分类、按供热温度分类、按热源和供冷供热介质的组合方式分类、按压缩机类型分类、按热泵机组安装方式分类、按热泵的供能方式分类、按能量提升级数分类等

12、。简介如下：1 按驱动能源种类分类 常用热泵的驱动能源主要是电能和热能，因此可分为如下两大类： （1）电动机驱动。 （2）热驱动。热驱动又可分为热能驱动（如吸收式热泵、蒸汽喷射式热泵）及发动机驱动（如内燃机驱动、汽轮机驱动等）。 2 按工作原理分类 （1）蒸气压缩式。蒸气压缩式热泵是应用最普遍而且最多的一种。这类热泵的工质通常是在由压缩机、冷凝器、节流装置及蒸发器等部件组成的系统中进行循环流动，并通过工质的状态变化及相变来实现将低温的低位热能转移至高温的用热区。 （2）气体压缩式。气体压缩式热泵中工质始终以气态进行循环而不发生相变。 （3)蒸气喷射式。蒸气喷射式热泵是以蒸气喷射泵代替机械压缩机

13、，其余的工作原理均与蒸气压缩式相同。作为驱动力的蒸气可以是水蒸气，也可是其他蒸气（如氨、氟利昂蒸气等）。（4）吸收式。吸收式热泵是消耗高品位的热能将低品位热能转移到较高品位区的。它由发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器及节流阀等组成。吸收式热泵使用的工质对最常见的有水一溴化锂、氨一水。 吸收式热泵又可按其供热温度的高低分为第一类（增热型）热泵及第二类（升温型）热泵。前者供热的温度低于驱动热源，而后者供热的温度高于驱动热源。前者以增大制热量为主要目的，而后者以升高温度品位为主要目的。 （5）电热式。电热式热泵利用珀尔贴效应，即当直流电通过由两种不同导体或半导体组成的回路时，会在回路的两个连结端产生温差

14、的现象，伴有热能从低温端转移到高温端。（6）化学热泵。利用化学吸收、吸附、浓度差等现象或化学反应等原理制成的热泵。3 按热源种类分类热泵的热源可为空气、地表水（江、河、湖、海水等）、地下水、土壤、太阳能、污（废）水、废气（汽）等。4 按主要用途分类（1)民用。用于住宅和公共建筑内的建筑环境温度控制热源和卫生热水热源。（2)工、农业生产用。用于工业生产的干燥、工艺过程浓缩、蒸馏等；农业生产的环境温度控制和干燥等。5 按供热温度分类（1)低温热泵。低温热泵供热温度100。（2)高温热泵。高温热泵供热温度100。6 按热源与供热介质的组合方式分类（1)空气一空气式。热泵以一侧的空气（或废气）为吸热对

15、象，以另一侧的空气（或气体）为供热对象。（2)空气一水式。热泵以空气（或气体）为吸热对象，以水为供热对象。（3)水一空气式。热泵以水（如河水、地下水、废热水等）为吸热对象，以空气（或气体）为供热对象。（4)水水式。热泵以水（如江水、河水、湖水、海水、地下水、废（污）水、工业冷却水等）为吸热对象，以水为供热对象。（5)土壤水式（大地耦合式热泵）。热泵以土壤为吸热对象，以水为放热对象。土壤中的热能可以通过制冷剂在埋设在土壤中的管内蒸发被吸收；也可以通过水或防冻液的水溶液在埋设在土壤中的管内与土壤传热被吸收。（6)士壤空气式（大地耦合式热泵）。热泵以土壤为吸热对象，以空气为放热对象。7 按压缩机类型

16、分类主要有往复活塞式、涡旋式、滚动转子式、螺杆式、离心式等。8 按热泵供能方式分类分为单纯制热、交替制冷与制热、同时制冷与制热。9 按热泵机组安装形式分类分为单元式热泵机组、分体式热泵机组、组装式热泵机组。10按热量提升级数分类（1)单级热泵。单个热泵或多个热泵串联使用。（2)多级热泵。两个或多于两个热泵串联使用，后一级热泵将前一级热泵制取的热量再升温。二 地源热泵系统的分类热泵的热源为地表水（江水、河水、湖水、海水）、地下水和土壤的热泵系统即为地源热泵系统。地源热泵系统除按上述方法分类外，主要按热源的种类分类：地表水源热泵系统；地下水源热泵系统；土壤源热泵系统。第三节 地源热泵的工作原理按热

17、源分类及目前应用最多且最广泛的蒸气压缩式热泵机组构成的地源热泵系统，工作原理简述如下：一 地表水水源热泵系统的工作原理1 系统的组成地表水源热泵系统由地表水源系统、热泵机组和末端系统三大部分组成。地表水源热泵系统是通过热泵机组将地表水源系统和末端系统连接起来的。2 系统的工作原理地表水源热泵系统分为开式和闭式两种形式。开式系统又称为直流式系统，地表水是从水源中抽水，送人换热器将热能传递给循环介质，被冷却了的地表水再排放到水源中。被加热的中间循环介质进入热泵机组的蒸发器，将热能传递给热泵机组内进行热泵循环的制冷剂，被冷却了的中间循环介质再回到换热器吸取地表水中的热能。若地表水冬季水温较高，水质较

18、好或处理后满足热泵对水质要求的，也可以将水直接送人热泵机组的蒸发器，换热后排放到水源中。开式系统对水质有较高的要求，否则换热器容易产生结垢、腐蚀、微生物滋长等现象。由于该系统需要将地表水提升到一定的高度，开式系统的水泵扬程较高，但换热效率较高，初投资较低，适合于容量较大的系统，如区域供冷供热系统。其系统原理图如图4-1所示。 图4一l 地表水源热泵系统原理示意图 闭式系统是将换热盘管放置在水体底部，通过盘管内的中间循环介质与水体进行换热，换热后的中间循环介质进入热泵机组的蒸发器。对于地表水冬季水温较低的情况，与开式系统相同，为了防止制热时循环介质冻结，一般采用防冻液作为循环介质。与开式系统相比

19、，闭式系统内部结垢的可能性大为降低，但换热盘管的外表面受地表水水质的影响往往会结垢，使外表面换热系数降低。由于不需要将地表水提升到一定的高度，闭式系统循环水泵的扬程低于开式系统。闭式系统换热盘管的材料多为强度高且耐腐蚀的高密度聚乙烯管。也有采用导热系数大的铜管或钛合金换热器，虽然需要的换热面积比塑料管要小，但强度不如塑料管高，且造价比塑料管换热器要高得多，铜管的表面还易生锈。二 地下水源热泵系统的工作原理1 系统的组成地下水源热泵系统由地下水源系统、热泵机组和末端系统三大部分组成。地下水源热泵系统是通过热泵机组将地下水源系统和末端供冷暖循环系统连接起来。地下水源系统由抽水井、回灌井、循环水泵和

20、水管道等组成。抽水井的结构与供水管井的基本相同。回灌井的结构，根据地质条件的不同，可为小口回灌井和大口回灌井，小口回灌井与抽水井的结构基本相同。水泵一般采用潜水泵或深井泵，用以输送井水在热泵机组和水源地循环，将井水中的能量置换出作为热泵系统的冷热源。热泵机组是地下水源系统与末端系统的连接点，其通过输入一定的动力，通过压缩机做功，使机组内部的制冷剂进行循环，从而将地下水源系统中的能量传送到末端系统中去。末端系统由室内循环管路、电气自控系统、室内末端装置（如风机盘管、空气处理机、散热器等）及相关附属部件组成。该部分的作用是将热泵机组提供的冷热量输送和分配到建筑物中需要的地方去，从而实现对建筑物内空

21、气环境的调节和控制。2 系统的工作原理地下水源热泵系统是以地下水作为冷热能的载体，将地下水中的冷热能从地下提取出来，作为热泵机组的换热器的冷热源。在冬季利用热泵吸取地下水中的热量向建筑物供暖；在夏季热泵吸取地下水中的冷量向建筑物供冷。传统的空调系统需要有冷源和热源，而水源热泵系统（包括地下水源热泵系统），只需通过改变地下水或其他的水源进入热泵机组不同的换热器（蒸发器和冷凝器）来达到一套系统即可供热又可供冷的目的。图42所示为系统供热时的示意图。供冷时可通过阀门转换将地下水系统接至热泵机组的冷凝器，将末端的空调水接至热泵机组的蒸发器。 图4-2 地下水源热泵系统供热示意图三 土壤源热泵系统的工作

22、原理1 系统的组成土壤源热泵系统由土壤热交换系统、热泵机组和末端系统三大部分组成。土壤源热泵系统是通过热泵机组将土壤热交换循环系统和末端供冷暖循环系统连接起来。土壤热交换系统是由土壤热交换器、循环水泵和水管道等组成的闭式循环系统。与地下水源系统不同的是用土壤热交换器代替抽水井和回灌井。土壤热交换器一般是垂直或水平埋设在土壤中的高密度聚乙烯管。2 系统的工作原理土壤源热泵系统同水源热泵系统一样是以水或其他换热介质作为冷热能的载体。与水源热泵系统不同的是土壤源热泵系统通过埋设在地下的换热管与岩土体进行热交换，冬季把岩土体中的热量取出来，供给室内采暖；夏季把室内热量取出来，释放到岩土体中。土壤源热泵

23、系统室外地热换热环路（即地下热交换器）采用埋管（即埋置地下热交换器）的方式来实现，埋管方式多种多样。目前普遍采用的有垂直埋管和水平埋管两种基本的配置形式（如图4-3所示）。 水平埋管 垂直埋管 图4-3地埋管理置方式示意图水平埋管是指在浅层土壤中挖沟渠，将hdpe管水平埋置于沟渠中并填埋的施工工艺。水平埋管式通常浅层埋设，工程量大而开挖技术要求不高，初投资低于垂直埋管；缺点是占地面积大，温度稳定性也较差，现在已很少采用。即便采用，也是引入热管等经过改进的技术。垂直埋管工程量小，占地面积少，恒温效果好，维护费用少，适合于用地紧张的城市；缺点是技术要求较高，初投资较大。垂直埋管是指在地层中垂直钻孔

24、，然后将地下热交换器（hdpe管）以一定的方式置于孔中，并在孔中注入填充材料的施工工艺。垂直埋管式地热换热器目前应用较多，发展较快。它是在地面下竖直钻孔，在孔内埋人换热管，换热管的形式又有两种：u型管和套管，目前以u型管应用较多。地下钻孔的孔径一般为10015 0mm，孔间距和深度取决于土层的热性质和气象条件并随地理位置而变。孔深一般为100300m，孔间距为4l0m。钻孔总长度由建筑面积的大小而定。一般是每平方米建筑面积钻孔长度为1m左右。每一竖直钻孔内可放人一组或两组u型塑料管，管径为2535mm，塑料管下端用u型接头接好，形成一个u型封闭管路。然后将钻孔与管道之间的空间填埋夯实，填埋材料

25、可以采用当地土壤，也可以选用与当地土壤性质接近的混凝土。各钻孔内，管道之间的连接方式有串联和并联两种形式。串联形式就是换热介质依次流过每个钻孔内的u型换热管路之后再回到地面，与热泵的制冷剂进行热量交换。并联形式就是换热介质同时分配到地下各个钻孔内的换热管路，与土壤交换热量后，同时进入地面上的热泵，与制冷剂交换热量，这两种方式各有利弊。串联系统的优点是：单一流程和管径；管道的线性长度有较高的热性能；系统的空气和废渣易于排除。缺点是：需要较大的流体体积和较多的防冻剂；管道费用和安装费用较高；长度压降特性限制了系统的能力。并联系统的优点是：管径较小因而管道费周较少；防冻剂用量较少；安装费用较低。缺点

26、是：一定要保证系统的空气和废渣的排除；在保证等长度环路下，每个并联线路之间流量要保持平衡。地下热交换器形式和结构的选取应根据实际工程以及给定的建筑场地条件来确定。水平埋管占地面积比垂直埋管大，而且水平埋管的地下热交换器受地表气候变化的影响比垂直埋管大，效率比垂直埋管低。土壤源热泵系统同水源热泵系统一样，通过在不同季节进行冷凝器和蒸发器的转换，就可以完成制冷与制热功能的转换。垂直和水平埋管土壤源热泵系统供热原理图见图4-4和图4-5。 图4-4 垂直埋管土壤源热泵系统供热原理图图4-5 水平埋管土壤源热泵系统供热原理图土壤热交换系统管路中的循环液体一般为水或加入防冻剂的水溶液。加人防冻剂的水溶液

27、的目的是当设计的土壤源热泵系统土壤温度较低时，防止水在蒸发器内冻结，使系统无法运行并造成蒸发器损坏。四 污水源热泵系统的工作原理1 系统的组成污水源热泵系统的组成与地表水源热泵系统基本相同，只是水源和水源系统不同而已，即由污水源系统、热泵机组和末端系统三大部分组成。污水源热泵系统是通过热泵机组将污水源系统和末端系统连接起来的。2 系统的工作原理污水源热泵系统是利用污水作为热泵冷热源为建筑供热（供冷）的。它不属于地源热泵系统范畴，但系统原理与地源热泵系统相同，因此将污水源热泵在地源热泵系统中进行介绍。 作为污水源热泵冷热源的城市污水有两类：一类是原生污水；另一类是城市污水二级水或中水。城市原生污

28、水就是未进行处理的城市污水。城市污水二级水是指城市污水处理厂对城市原生污水进行了一级物化处理和二级生化处理后的水。中水是城市污水是由生活污水和工业废水组成。生活污水是城市居民日常生活中产生的污水，常含有较高的溶解化合物、各种尺寸的漂浮物和悬浮物等，含量达到1%以上。工业废水是各工业企业生产过程中，置生的废水，由于生产企业及生产工艺的不同，产生的废水水质也各不相同。一般来说，工业废水中含有金属及无机化合物、油类、有机污染物等成分，常具有一定的酸碱度。与地表水源热泵系统相同，污水源热泵系统也分为开式系统和闭式系统两种形式。开式系统的污水从水源抽水，送人热泵换热器，将热能传递给热泵机组中的制冷剂。被

29、冷却后的污水再排放到水源中。开式系统对热泵机组的换热器的防腐、防结垢和防堵塞要求较高，同时对水质也有要求。闭式系统是在热泵机组与污水之间设置中间换热器，污水通过中间换热器将热能传递给中间循环介质，再由中间循环介质将热能输送到热泵机组的换热器。闭式系统的另一种形式是将中间换热器设置在污水中，通过抉热器内的中间循环介质与污水进行换热，换热后的中间循环介质进入热泵机组的换热器。闭式系统中间换热器的污水侧受污水水质的影响较大，容易结垢或堵塞，使外表面换热系数降低和影响系统正常运行，尤其是原生污水源热泵系统。第四节 各类地源热泵系统的特点地源热泵技术是利用地下的岩土层、地表水、地下水等温度相对稳定的特性

30、，通过消耗机械能或电能，在冬天将这些低位热源中的热量转移到需要供热的地方，在夏天将室内的余热转移到这些低位热源中，达到制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源，可以取代锅炉或市政热网等传统的热源。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热，向建筑物供暖；夏季它不同于普通空调制冷系统向空气中放热，而是向土壤、地下水或者地表水放热，给建筑物供冷。同时，它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。一 地表水源热泵系统的特点相对于空气而言，地表水温度较为稳定，冬季比室外气温高，夏季比室外气温低，可以说是一种比较好的热泵低位热源。地表水温度会受到气象条件变化的影响，气温降低或升高较多时

31、，热泵的性能系数也会有一定的降低。其性能系数会随季节波动，这一点与空气源热泵类似，只是波动幅度比空气源热泵要小。一定的地表水体能够承担的冷热负荷与其面积、深度和温度特征等多种因素有关，需要根据具体情况进行计算。这类热泵与水体的换热对水体中生态环境的影响也需要预先加以考虑。在我国中部、南部地区，如果建筑物附近有可利用的海、湖、江河、水池或人工湖，在考证水源的可靠性并采取适当水处理措施的的前提下。地表水将成为较好的热泵热源和冷源。总的来讲，地表水源热泵具有以下特点：（1）地表水源热泵利用了地表水体中所蓄存的太阳能资源，这是一种清洁的可再生能源。在夏季，热泵将室内余热释放给地表水体，超温水体将大部分

32、热量散发到空气中；在冬季，热泵将每年制热运行前水体中蓄存的太阳能提取出来，同时也可以提取水体所吸收的太阳辐射和大气辐射，提供给需要供热的房间。（2)地表水源热泵机组冬季运行水温一般比室外气温高，夏季运行水温一般比室外气温低，能获得较高的制冷（制热）值。（3)地表水体温度波动的范围小于空气，水温相对较为稳定，这使得热泵机组运行更稳定、可靠，不存在空气源热泵的冬季除霜等问题。（4)地表水源热泵系统和其他地源热泵系统相同，可以对建筑物供热和供冷，还可以供应生活热水。一套系统可以伐替原来的锅炉和制冷机两套系统，没有锅炉房、冷却塔和空调室外机，节省建筑空间，也有利于建筑的美观。二 地下水源热泵系统的特点

33、由于地下水源热泵技术是利用地下水体作为热泵机组的冷源和热源，所以其具有以下优点：（1)属可再生能源利用技术。地下水源热泵系统是利用了地下水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的空调系统。地下水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，地下的水体是通过土壤间接地接受人阳辐射能量，而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地球水体自然地保持能量接受和发散的相对均衡。这使得利用储存于其中的太阳能或地能成为可能。所以说，地下水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。(2)高效节能。地下水源热泵机组可利用的水体温度冬夏季一般维持红820，冬季水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高，冬

34、季投入lkw电能，可得到约34kw的热能。而夏季水体温度比环境空气温度低，制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。夏季投入lkw电能，可得到5kw以上的冷量。地下水源热泵系统是地源热泵系统中能源效率最高的系统形式。(3)运行稳定可靠。地下水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的采暖热源和空调冷源，地下水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。(4)环境效益显著。由于地下水源热泵机组一般使用电能，电能本身为一种清洁”源，所以运行不产生污染物，对使用热泵地方的环境没

35、有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。我国的电能主要是由火力发电提供，发电时消耗一次能源必然产生和排放污染和温室气体。消耗电能本身虽然不产生污染物，但发电造成的污染是必须考虑的。热泵系。能源利用效率高，少消耗电能，也就少向环境排放了污染物，对全球的环境保护有积极的意义。(5)一机多用，应用范围广。地下水源热泵系统可供暖、供冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加制冷的两套装置或系统。特别是对于同时由供热和供冷要求的建筑物，不仅节省了大量能源，而且减少了设备的初投资。地下水源热泵可适用于宾馆、商场、办公

36、楼、学校，住宅和工厂等大型建筑，也适合于别墅等独立的小建筑。(6)节省占地空间。地下水源热泵系统夏季制冷可以省去冷却塔，冬季可以省去锅炉房及与之配套的煤场及渣场，节约了土地资源，产生附加经济效益，并改善了建筑物的外部形象。地下水源热泵系统像任何事物一样，也不是十全十美的，其应用也会受到制约。地下水源热泵系统具有以下缺点：(1)受可利用的地下水源条件的限制。地下水源热泵理论上可以利用一切水资源，其实在实际工程中，不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键，能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件。(2)水层地质结构的限制。为了保证地下

37、水资源不被浪费和水文地质的稳定性，从地下抽水供热泵利用后的尾水必须全部回灌到所抽水的地下含水层中，是否能够经济回灌，受当地的地质和土壤的限制。(3)投资的经济性。由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响，应用地下水源的基本条件不同，一次性投资及运行费用都会受这些因素的影响。虽然总体来说，地下水源热泵系统运行的能源效率较高、费用较低。但与传统的冷热源相比在不同地区不同需求的条件下，地下水源热泵系统的经济优势会有所不同。三 土壤源热泵系统的特点土壤源热泵系统是一种高效利用地下浅层地热资源的，既可以供热又可以制冷的环保型冷热源系统。地下浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境温

38、度高，夏季比环境温度低，是一种十分理想的中央空调可利用的冷热源。而且，地温恒定的特点使得土壤源热泵比传统空调系统运行效率要高30%左右。另外，地温稳定也使热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。土壤源热泵就是以浅层地热作为冷热源对建筑进行供热和供冷的技术。这种系统把传统空调器的冷凝器或蒸发器直接埋人地下，使其与大地进行热交换，或者通过中间介质（通常是水、水和防冻剂的混合液）作为热载体，并使中间介质在封闭环路中循环流动，实现与岩土体进行热交换的目的。冬季通过热泵将岩土体中的低位热能提高品位对建筑供暖，同时贮存冷量，以备夏季使用；夏季通过热泵将建筑内的热量转移到地下，为建筑供冷，同

39、时贮存热量，以备冬季使用。土壤源热泵系统也具有水源热泵系统的诸多优点：(1)属可再生能源利用技术。地下岩土体具有良好的蓄热性能，冬、夏季从岩土体中取出（或放人）的能量分别在夏、冬得到自然补偿。浅层地温能资源可被持续利用。(2)高效节能。据世界环境保护组织（fpa）估计，设计安装良好的地埋管热泵系统，可以节约30%40%的供暖制冷空调运行费用。(3)运行稳定可靠。地下一定深度下岩土体温度全年变化较小，热泵机组的季节性能系数具有恒温热源热泵的特性。这种温度特性使地埋管热泵系统比传统的空调运行效率要高40%60%。(4)环境效益显著。土壤源换热系统在地下吸热与放热，减少了空调系统对地面空气的热、噪声

40、污染。同时，与空气源热泵相比，相对减少了40%以上的污染物排放量。与电采暖相比，相对减少了70%以上的污染物排放量。(5)一机多用，应用范围广。土壤源热泵系统不仅可以供热，还可以制冷，同时还可以提供生活热水。可谓用途广泛。(6)土壤源热泵系统更具有优势的是弥补了水源热泵系统的缺陷，土壤源热泵系统不抽取地下水，所以不受地下水资源条件和地层结构的限制。四 污水源热泵系统的特点污永源热泵系统是以城市污水作为水源热泵系统的冷热源的废热利用系统。由于城市污水因一年四季温度变化较小，数量较稳定，具有冬暖夏凉的温度特征，且储存的热量较多，易于通过城市污水管道进行收集等特点，被公认为是较理想的可回收和利用的低

41、温清洁能源。污水源热泉系统除具有地源热泵系统和其他水源热泵系统的优点外，还具有以下特点：( l)属废能源利用技术。城市污水汇集到污水处理厂被处理后，排放到江河等水体中，其中的热能属于废弃能量，若不被利用，也同污水一道排放到环境中。因此利用污水源热泵系统提取污水中的热能是废能源利用技术。(2)不受自然资源条件的影响。地源热泵系统的应用受地下水资源、地质条件、地表水资源、地表水的温度等自然资源条件的限制。而污水源热泵系统不受任何自然资源条件的限制，任何城市都可应用。(3)污水年温度变化较小，系统运行能效较高。城市污水温度一年四季变化比较小，即便是城市污水处理厂处理后的污水，一般也高于当地的浅层地下

42、水温度。因此污水源热泵系统的制热效率比较高。(4)污水量年变化不大，系统运行稳定可靠。城市污水中的生活污水排放量随季节有所变化，生产废水排放量随季节变化较小，总水量变化不大。加之在一个季节中污水水温变化比较小，也为热泵系统的稳定可靠运行提供了条件。(5)对污水中的污物要采取措施。污水中的的悬浮物、油脂类、腐蚀性化合物，对污水流经的设备会造成结垢、堵塞、腐蚀等。因此污水源热泵系统必须采取有效的措施，解决这些问题。尤其是原生污水源热泵系统。 羄膇蒀蝿膀肃蒀袂羃莁葿薁螅芇蒈蚄羁膃薇螆螄聿薆蒆罿羅薅薈螂莄薄螀肇芀薄袂袀膆薃薂肆肂薂蚄衿莀薁螇肄芆蚀衿袇膂虿蕿肂肈芆蚁袅肄芅袃膁莃芄薃羃艿芃蚅腿膅节螈羂肁芁

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51、螇肄芆蚀衿袇膂虿蕿肂肈芆蚁袅肄芅袃膁莃芄薃羃艿芃蚅腿膅节螈羂肁芁袀螄荿莁薀羀芅莀蚂螃膁荿袄羈膇莈薄螁肃莇蚆肇莂莆螈衿芈莆袁肅膄莅薀袈肀蒄蚃肃羆蒃螅袆芅蒂蒅肁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀肃蒀袂羃莁葿薁螅芇蒈蚄羁膃薇螆螄聿薆蒆罿羅薅薈螂莄薄螀肇芀薄袂袀膆薃薂肆肂薂蚄衿莀薁螇肄芆蚀衿袇膂虿蕿肂肈芆蚁袅肄芅袃膁莃芄薃羃艿芃蚅腿膅节螈羂肁芁袀螄荿莁薀羀芅莀蚂螃膁荿袄羈膇莈薄螁肃莇蚆肇莂莆螈衿芈莆袁肅膄莅薀袈肀蒄蚃肃羆蒃螅袆芅蒂蒅肁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀肃蒀袂羃莁葿薁螅芇蒈蚄羁膃薇螆螄聿薆蒆罿羅薅薈螂莄薄螀肇芀薄袂袀膆薃薂肆肂薂蚄衿莀薁螇肄芆蚀衿袇膂虿蕿肂肈芆蚁袅肄芅袃膁莃芄薃羃艿芃蚅腿膅节螈羂肁芁袀螄荿莁薀羀芅莀蚂螃膁荿

52、袄羈膇莈薄螁肃莇蚆肇莂莆螈衿芈莆袁肅膄莅薀袈肀蒄蚃肃羆蒃螅袆芅蒂蒅肁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀肃蒀袂羃莁葿薁螅芇蒈蚄羁膃薇螆螄聿薆蒆罿羅薅薈螂莄薄螀肇芀薄袂袀膆薃薂肆肂薂蚄衿莀薁螇肄芆蚀衿袇膂虿蕿肂肈芆蚁袅肄芅袃膁莃芄薃羃艿芃蚅腿膅节螈羂肁芁袀螄荿莁薀羀芅莀蚂螃膁荿袄羈膇莈薄螁肃莇蚆肇莂莆螈衿芈莆袁肅膄莅薀袈肀蒄蚃肃羆蒃螅袆芅蒂蒅肁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀肃蒀袂羃莁葿薁螅芇蒈蚄羁膃薇螆螄聿薆蒆罿羅薅薈螂莄薄螀肇芀薄袂袀膆薃薂肆肂薂蚄衿莀薁螇肄芆蚀衿袇膂虿蕿肂肈芆蚁袅肄芅袃膁莃芄薃羃艿芃蚅腿膅节螈羂肁芁袀螄荿莁薀羀芅莀蚂螃膁荿袄羈膇莈薄螁肃莇蚆肇莂莆螈衿芈莆袁肅膄莅薀袈肀蒄蚃肃羆蒃螅袆芅蒂蒅肁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀肃蒀

53、袂羃莁葿薁螅芇蒈蚄羁膃薇螆螄聿薆蒆罿羅薅薈螂莄薄螀肇芀薄袂袀膆薃薂肆肂薂蚄衿莀薁螇肄芆蚀衿袇膂虿蕿肂肈芆蚁袅肄芅袃膁莃芄薃羃艿芃蚅腿膅节螈羂肁芁袀螄荿莁薀羀芅莀蚂螃膁荿袄羈膇莈薄螁肃莇蚆肇莂莆螈衿芈莆袁肅膄莅薀袈肀蒄蚃肃羆蒃螅袆芅蒂蒅肁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀肃蒀袂羃莁葿薁螅芇蒈蚄羁膃薇螆螄聿薆蒆罿羅薅薈螂莄薄螀肇芀薄袂袀膆薃薂肆肂薂蚄衿莀薁螇肄芆蚀衿袇膂虿蕿肂肈芆蚁袅肄芅袃膁莃芄薃羃艿芃蚅腿膅节螈羂肁芁袀螄荿莁薀羀芅莀袃羄莃蒀羆膀艿葿蚅羂膅蕿螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈芅蒈螂

54、肀肈莄螁螀芄芀莇袂肆膆莆羅节蒄蒅蚄肅莀蒅螇芀芆蒄罿肃节蒃肁羆薁蒂螁膁蒇蒁袃羄莃蒀羆膀艿葿蚅羂膅蕿螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈芅蒈螂肀肈莄螁螀芄芀莇袂肆膆莆羅节蒄蒅蚄肅莀蒅螇芀芆蒄罿肃节蒃肁羆薁蒂螁膁蒇蒁袃羄莃蒀羆膀艿葿蚅羂膅蕿螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈芅蒈螂肀肈莄螁螀芄芀莇袂肆膆莆羅节蒄蒅蚄肅莀蒅螇芀芆蒄罿肃节蒃肁羆薁蒂螁膁蒇蒁袃羄莃蒀羆膀艿葿

55、蚅羂膅蕿螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈芅蒈螂肀肈莄螁螀芄芀莇袂肆膆莆羅节蒄蒅蚄肅莀蒅螇芀芆蒄罿肃节蒃肁羆薁蒂螁膁蒇蒁袃羄莃蒀羆膀艿葿蚅羂膅蕿螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈芅蒈螂肀肈莄螁螀芄芀莇袂肆膆莆羅节蒄蒅蚄肅莀蒅螇芀芆蒄罿肃节蒃肁羆薁蒂螁膁蒇蒁袃羄莃蒀羆膀艿葿蚅羂膅蕿螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀

56、螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈芅蒈螂肀肈莄螁螀芄芀莇袂肆膆莆羅节蒄蒅蚄肅莀蒅螇芀芆蒄罿肃节蒃肁羆薁蒂螁膁蒇蒁袃羄莃蒀羆膀艿葿蚅羂膅蕿螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈芅蒈螂肀肈莄螁螀芄芀莇袂肆膆莆羅节蒄蒅蚄肅莀蒅螇芀芆蒄罿肃节蒃肁羆薁蒂螁膁蒇蒁袃羄莃蒀羆膀艿葿蚅羂膅蕿螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈芅蒈螂肀肈莄螁

57、螀芄芀莇袂肆膆莆羅节蒄蒅蚄肅莀蒅螇芀芆蒄罿肃节蒃肁羆薁蒂螁膁蒇蒁袃羄莃蒀羆膀艿葿蚅羂膅蕿螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈芅蒈螂肀肈莄螁螀芄芀莇袂肆膆莆羅节蒄蒅蚄肅莀蒅螇芀芆蒄罿肃节蒃肁羆薁蒂螁膁蒇蒁袃羄莃蒀羆膀艿葿蚅羂膅蕿螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈芅蒈螂肀肈莄螁螀芄芀莇袂肆膆莆羅节蒄蒅蚄肅莀蒅螇芀芆蒄罿肃节蒃肁羆薁蒂螁膁蒇蒁袃羄莃蒀羆膀艿葿蚅羂膅蕿

58、螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈芅蒈螂肀肈莄螁螀芄芀莇袂肆膆莆羅节蒄蒅蚄肅莀蒅螇芀芆蒄罿肃节蒃肁羆薁蒂螁膁蒇蒁袃羄莃蒀羆膀艿葿蚅羂膅蕿螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈芅蒈螂肀肈莄螁螀芄芀莇袂肆膆莆羅节蒄蒅蚄肅莀蒅螇芀芆蒄罿肃节蒃肁羆薁蒂螁膁蒇蒁袃羄莃蒀羆膀艿葿蚅羂膅蕿螈膈蒃薈袀羁荿薇肂膆莅薆螂聿芁薅袄芅膇薄羆肇蒆薄蚆芃莂蚃螈肆芈蚂袁芁膄蚁羃肄薃蚀螃袇葿虿袅膂莅蚈羇羅芁蚈蚇膁膇蚇蝿羃蒅螆袂腿莁螅羄羂芇螄蚄膇膃螃袆羀薂螂羈