水源热泵与土壤原热泵的比较分析

1、仅供个人参考水源热泵与土壤原热泵的比较分析水源热泵与土壤原热泵统称为地源热泵，地源热泵和水源热泵 的最大差别在于他们的冷却水系统不一样。一个是闭式的地下环路； 一个是地下水的使用和回灌。一、 地源热泵的概念和主要形式什么是地源热泵？如何给地源热泵下个定义呢？“热泵”是“以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统”。顾名思义，“地源热泵”即是用循环介质来提取土壤、江、河、湖、海中储存的能 量实现制热和制冷的一个或一组系统。“地源热泵机组”，概括地讲就 是通过消耗少量高品位的能量，将低品位的热能提取出来，变成可直 接利用的高品位的能源的装置。地源热泵主要有以下几种形式：（一）、立埋式闭式地源热泵。用钻井机

2、械钻孔、埋入抗腐蚀管，管 内注入循环介质，利用地热水加温，循环利用，其特点是效果显著， 造价昂贵，适用于高档别墅.（二）、平埋式闭式地源热泵。用挖土机挖沟,埋入抗腐蚀管，管内 注入循环介质，利用地热水加温，循环利用，其特点是效果显著，造 价较高，适用于有较大场地的建筑。（三）、水侧闭式地源热泵。将一组闭式循环的换热盘管,水平或垂 直埋于湖水或海水中，通过与湖水或海水换热实现能量转移， 但局限 性较大，且换热盘管易被腐蚀。四）、水源热泵。指从地下或地表中抽水后经过换热器直接排放的系统。二、比较分析前面三种系统初投资较高，对场地面积又有一定的要求，目前大 面积推广使用还有一定的困难，水源热泵则较为

3、适合。下面对水源热 泵系统与立埋式闭式地源热泵（土壤源热泵）作一些重点分析比较。1、 土壤源热泵是闭式的地下环路，造价高。闭式系统方式， 通过中间介质（通常为水或者是加入防冻剂的水）作为热载体， 使中间介质在埋于土壤内部的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行热交换的目的，但交换效率较低地埋管每延长米 45W60W。打井地质结构不同成本成倍增加，土壤源热本埋管 打井设计在80m120m 之间，井距3.5m5m。如土层、沙粒层 较薄岩石层打井深的的投资是非常昂贵的。 为保证热源的正常运 行，在运行35年要进行更换中间介质洗井。水源热泵是地下水 的使用和回灌，地下水做好回灌，不会影响地下水环境

4、，地源热 泵是水源热泵投资的两倍以上。2、 水源热泵系统，也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系 统。通过建造抽水井群将地下水抽出， 通过二次换热或直接送至 水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，由回灌井群灌回地下。 其最大优点是非常经济，占地面积小，但要注意必须符合下列条 件：水质良好；水量丰富；回灌可靠；符合标准。3、 土壤源热泵对于垂直式埋管系统，其优点有：较小的土地 占用，管路及水泵用电少，其缺点是钻井费用较高，；对于水平 式埋管系统，具优点有：安装费用比垂直式埋管系统低，应用广不得用于商业用途仅供个人参考泛，使用者易于掌握，其缺点有：占地面积大，受地面温度影响 大，水泵耗电量大。 三、

5、水源热泵介绍 那么什么是水源热泵？水源热泵是地源热泵的一种。 “水源热泵”即是以水为介质来提取能量实现制热和制冷的一个或一组系统。 “水 源热泵机组”， 概况地讲就是通过消耗少量高品位的能量，将地表水中不可直接利用的低品位的热能提取出来，变成可直接利用的高品位的能源的装置。那么， 如何来衡量一台热泵的性能呢？其中一个重要参数就是热泵的热力经济性指标-能效比（COP） 。根据热力学第二定律，热量从低温传到高温不会自发进行，必须消耗机械功，我们常将压缩式热泵的热力经济性指标，即性能系数用COP （ Coefficient of Performance ）来表示。COP 指其收益（制热量）与代价（所

6、耗的机械功及热量）的比值。根据热力学第一定律，如不计压缩机向环境散热，则热泵制热量Qh等于从低温热 源量Qc与输入功率p之和。由于Qc与p的比值为 制冷系数e ,故h也可写成：p + Qc Sh=1+ &p由此可见，£h值恒大于1。在实际应用中，驱动热泵消耗的机械功为1KW,其供热量为3.1- 4.7KW， 供冷量为3.5-6.7KW 。 而用电加热，如果是纯电阻负载，只能产生1KW 的热能。热泵提供的热量分别来自两部分：一部分是从低温热源（地下水等）吸收的热量，占总供热量的70-75% ，另一部分是由机械功转变而来，占总供热量的30-25% 左右。经过严格测试及不同地区热泵

7、的应用实例测算，水源热泵制热的COP 值在 3.1-4.7 之间，制冷的COP 值在 3.5-6.6 之间。四、源热泵的工作原理水源热泵机组以少量的电能为驱动能源，通过压缩机做功，利用逆卡诺循环原理，用水作热源或排热源，来进行制热和制冷。在冬季，地温机组将水中的低品位能量提取，通过循环系统将水中的热量提出并送至室内，夏季将室内的热量收集起通过循环系统释放到水中。水源热泵的工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，可以高效的带走热量；而冬季，则从水源中提取能量，由热泵机组通过空气或水被制冷剂提升温度后送到建筑物中。通常水源热泵消耗1KW 的能量，用户可以得到的热量或冷量达4

8、KW 以上。水源热泵无论是在制热还是制冷过程中均是以水为热源和冷却介质。水作为热泵制热、制冷过程的介质，满足以下两个条件即可利用：一是水的温度在7-30 之间，二是水量要充足。水源水可以是各种工业用废水、生活用水、海水、江水、河水等。提取水中的热（冷） 量比较简单易行的方式是打井，利用井泵抽取地下水作为循环介质。 冬季时， 以地下水为“热源”， 源源不断的将7以上的地下水通过热泵机组的蒸发器提出大约4 以上的热量，使其降至3再注回地下，水在地下渗流过程中又吸收地下热量，温度又升至7以上，然后又被提升上来，如此不断循环，机组吸收的热量再被机组的冷凝器释放出来，用以加热供暖的水系统，使供水温度可达

9、55 以上，此温度成为空调供暖（国家标准45） 和地板热供暖（国家标准40）的最佳温度；夏季时，利用地下水（水温低于25 ）做冷却水，而常规制冷设备是利用冷却塔循环冷却，水温一般都在30 -40，而地下水水温常年保持在14-18，要比循环冷却水温度低 16-22 ，从而提高机组的工作效率，达到节能、降耗的作用。过渡季节，应用中央空调可以考虑将地下水抽取上来直接作为冷媒输入系统，无需机组开机运行，可节省大量的能源。五、水源热泵的特点水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源进行能量转换的供暖空调系统。水源热泵机组以水为载体，在冬季采集来自湖水、河水、地下水，甚至工业废水、污水的低品位热

10、能，取得能量供给室内取暖;在夏季把室内的热量取出，释放到水中，以达到夏季空调供冷的目的。由于水源热泵技术利用地下水作为空调机组的冷热源，所以具有以下优点：（一）环保效益显著水源热泵机组在运行过程中不污染、不破坏水资源，供热时没有燃烧过程，避免排烟、排污等污染；供冷时避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水消耗，同时由于将热量排入地下水中，有效地避免了城市的温室效应。水源热泵空调系统，利用的是清洁的可再生能源，使用的是先进的无氟制冷剂，满足国际环保的要求。同时增设了减震装置，大幅度的减小了运行中的噪声。（二）高效、节能水源热泵机组可利用的水体温度为7-30 ，冬季水温比环境温度高， 因此， 其蒸发温度提

11、高，能效比提高；夏季水温比环境温度低，因此，其冷凝温度低，冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。据统计，水源热泵系统运行费用相当于一般中央空调系统的50-60% 。（三）水源热泵回收热能水源热泵系统是一种能将房屋内的余热加以回收利用的空调系统，其用在有冷热需求的建筑场所，能高效回收热能。例如，一座大型建筑空调负荷可划分为受外部气温影响的周边区和基本不受外部气温影响的核心区。当外部环境温度较低时，周边区需要供热，而核心区仍有余热需要供冷。通过水源热泵机组将核心区内的余热散发到周边区，以实现内部供冷，外部供热，从而达到回收余热的目的。六、水源热泵的应用领域水源热泵系统既可冬季供暖，亦可夏季制

12、冷，同时还可以提供生活热水，一机多用，大大提高系统效率，节省大量的运行费用，从而在减少投资额的同时提高了建筑物的功能和档次。可广泛应用于宾馆、办公楼、学校、商场、别墅区、住宅小区的集中供热制冷，以及其他商业和工业建筑物空调，还可用于游泳池、乳制品加工行业、啤酒冷饮制造业、冷库及室内种植和恒温养殖等。当然，任何设备都有其适用的基本条件，水源热泵也不例外。它可广泛的用于江、河、湖、海、地下水比较丰富的地区，以及具备有各种工业废水和处理过的城市污水的地区。如果， 这些条件都不具备，就要考虑地源热泵的其他形式。兴安盟澳能环保技术有限公司2011-3-10不得用于商业用途仅供个人参考仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' etude et la recherche un