浅谈地源热泵系统

1、    浅谈地源热泵系统    王彪摘 要：地源热泵是一种利用地下土体来储藏能量，进行能量转换的供暖制冷空调系统，是利用清洁可再生能源的一种技术。地源热泵机组运行时使用电能，以水作为传热介质，不使用燃料，投入1kw的电能可以得到4kw以上的热量或5kw以上冷量，环保高效节能。地源热泵系统不仅可供热供冷，还可提供生活热水，一机多用，取代传统的单功能的设备，减少使用成本及设备数量，增加系统的可靠性。采用自动控制系统，使用寿命长，维护费用低，经济效益显著。关键词：地源热泵 高效 可再生 节能 经济1、建筑物采暖供冷系统使用现状：随着我国社会、经济、文明的发展，

2、人们对生活品质有了更高的要求。民用建筑中的采暖供冷系统是其中的一个重要方面。目前我国主要采用空调系统、燃煤燃气锅炉等采暖供冷方式。2、现阶段使用的采暖供冷方法的弊端：现阶段我国的采暖供冷方式存在很多问题，如较大的能耗，供能不均及严重的大气污染等，主要表现在以下几个方面：（1）集中系统计价不合理而且无法调节。一般情况下计价时都是按照面积收费的，不能充分调动民众的节能积极性，造成了严重的资源浪费。（2）传统的燃煤锅炉供暖造成了严重的大气污染，不符合现代社会发展对环保的要求。（3）空调供暖或供冷是普通建筑最常用的方式，但是耗电量较大，在用电高峰期会出现用电紧张，我国目前的发电企业也多为火电发电，发电

3、过程中也对环境造成了严重的污染。3、采用地源热泵系统优势：针对城市用地紧张的情况，采用地源热泵系统，占地面积小（仅机房在地下室，其余部分均埋地），有利于节省空间。其cop值达到4以上，输入1kw能量可以得到4kw以上冷热量，充分利用大地储能，高效节能。环境效益好，无污染，无废弃物，满足人们日益提高的环境要求。可实现一机多用，不仅可以供暖制冷，也可以向用户提供生活热水。运行维护成本低，可实现自动控制及远程控制，减少人工成本，系统传动部件少，维护量低。4、地源热泵系统：材料、设备进场：所有材料进场时均应由相关单位进行验收，管材的使用寿命在额定工作压力下不低于50年，仪器仪表的量程和精度满足设计及施

4、工要求。施工单位必须投入足够的施工设备及人员，保证施工进度不影响地基基础施工。施工设备系统设计：系统所加介质为水或加防冻液的水，在机房设置过滤装置。根据岩土热响应实验、建设用地规划、建筑图纸、综合管网图等资料进行地源热泵系统设计。为保证系统安全、稳定的运行，对系统进行高低分区设置，保证系统末端处在安全的压力范围，同时合理确定不同分区设备、管道及附件的安全工作压力，管道及阀件承压等级需1.6mpa。高区低区采用板换隔离，板换布置于机房内，避免水压串压，末端系统设备、阀件及管道的承压要求均需1.0mpa。地埋管施工：根据本小区实际情况，地埋管采用并联双u外径25mm的高密度聚乙烯管，钻孔间距采用不

5、低于4.5m，钻孔直径135mm，有效换热深度90m。水平管采用外径32mm的高密度聚乙烯管，埋管深度不小于1.5m（具体深度要综合考虑）。集管总管采用250mm高密度聚乙烯管，加设波纹补偿器。地埋管、水平管及集管施工前均需冲洗及试压，采用热熔连接方式。地埋管下管完毕后进行压力实验并冲洗，实验数据据实记录存档。实验完毕后采用管帽临时封堵地埋管管口。大面积钻井需有测温井。回填采用黄沙等导热性较好的材料密实回填。回填应该随着黄沙的沉降及时加填，直至填料不再沉降为止。施工完毕后需在已完管井处做明显标志。运行策略：地源热泵机房附近设置配电房，机房主机采用10kv机组，采用变频系统控制。冬季采用3台地源

6、热泵机组为整个系统供暖，系统根据末端负荷大小系统自主调节开启主机数量及对应开启水泵的臺数。同时，系统自动判断地埋侧需要的换热量，调整地埋侧分区的管路关闭与开启数量。夏季采用3台地源热泵机组及一台单冷机组给系统进行供冷，系统根据末端负荷的需求自主调节主机的开启数量。同时，监测地埋管运行状态及室外环境情况合理选择开启单冷机组或是热泵机组，达到最优能效比运行。降噪措施：因能源机房内部有多台噪声能量级较大的设备，噪声叠加后能量也极大，在保证噪声治理效果的前提下减低成本，地面减震采用在设备下方安装减振浮筑结构，并在四周隔声墙体下方安装减振浮筑结构。供能系统：夏季制冷，末端采用不锈钢材质水力平衡分配器+直

7、流无刷风机盘管形式。水力平衡分配器与直流无刷风机盘管之间采用de25保温柔性一体管，保温厚度为20mm。冬季采暖，地面辐射供暖系统，盘管材质为耐热阻氧聚乙烯管，设计系统压力为0.8mpa，实验压力为1.2mpa。末端控制：末端可实现一键开关机及温度调整功能，采用预付费超声波热量表计费系统，物业公司设有能源管理平台和ic卡预充值设备系统。每户设置预付费超声波能量表，每单元设置单元能量表，每栋设置栋能量表。每户能量表作为每户的能量收费依据，单元表用来计量本单元的能量使用及损失情况，同时具有和本单元户式表互相校正的功能，栋表用来计量本栋的能量使用及损失情况，同时具有和本栋单元表互相校正的功能。机房供水总管及地源侧供水总管需设置能量表用来计量来计算整个系统的能量使用及损失情况，同时可监测调节地源侧吸排热量来确定冷却塔运行的时长，实现地源侧热平衡。施工需监理等单位全过程监督确认。5、采用地源热泵系统不足：（1）、一次性投资价格高。地源热泵系统的投资额较中央空调等采暖制冷系统高40%以上。（2）、系统复杂，安装难度大，工艺要求较高。对设计、施工要求较高，需专业技术人员参与施工。前期打井工作量较大，特别是地质条件复杂时。（3）、受场地限制较大。井位的选择必须考虑建筑的基础，周围环