岩石能的概念

1、岩石能的概念岩石能是一种以岩石、土壤作为低温热源的热泵空调技术。其原理是依靠消耗少量的电力驱动压缩机完成制冷循环，利用土壤温度相对稳定（不受外界气候变化的影响）的特点，通过深埋土壤的环闭管线系统进行热交换，夏天向地下释放热量，冬天从地下吸收热量，从而实现制冷或供暖。换言之：岩石能热泵空调系统把夏天室内多余的热量通过热泵机组储存到相对稳定的大地中去，而冬天再把夏天通过热泵机组储存在大地中的能源提取出来，重新回放到室内，来完成室内房间的冷暖空调的需求，完成该系统的能源循环只需要少量的电力驱动。由于系统采取了特殊的换热方式，使之具有传统空调系统无法比拟的优点，是真正高效、节能、环保的一种空调设备。岩

2、石能技术是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将建筑物内的余热转移到低位热源中，达到给建筑物降温或制冷的目的。岩石能不需要人工的冷热源，可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。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；夏季它向土壤、地下水或者地表水放热，达到给建筑物降温的目的。同时，它还可以供应生活热水，可谓一举三得，是一种有效利用能源的方式。地耦管土壤源热泵系统是一个密闭的闭路循环系统，它保持了地下水水源热泵利用大地作为冷热源的优点，同时又不需要抽取地下水作为传热的介质。

3、地耦管土壤源热泵系统从根本上解决了地下水水源热泵的种种弊端，是一种真正可持续发展的建筑节能的新技术，而且还具有适用范围广、运行费用低、节能和环保效益显著等优点。地耦管土壤源热泵系统中的土壤换热器按照埋管方式可以分为：水平式土壤换热器、垂直U型式土壤换热器、垂直套管式土壤换热器、热井式土壤换热器及直接膨胀式土壤换热器。岩石能的优势       岩石能是以浅层土壤作为低品位热源，利用少量的电能，通过热泵机组将这种低品位的可再生能源源源不断地提取，用于各类建筑冬季供暖、夏季制冷和日常生活热水供应。它是一种节能、环保、先进、实用的新型空调系统

4、，供暖运行费用约为电采暖的 1/3 ，而且没有任何污染物的排放，目前已经成为供热与制冷领域中最为经济有效的解决方案。1）高效节能 以地表水、浅层地下水以及土壤等低品位热量作为冷热源，能量来源稳定可靠，运转效率比常规家用空调高 40% 以上，投入 1kw 电能可以平均获得 4.0kw 以上的冷量或热量。2）一机多用热回收式机组具有夏季制冷、冬季供暖以及加热生活热水的多重功能。3）环保安全 系统运行过程中，没有任何气态、液态、固态污染物排放，也没有废热、 废水损失。整个系统全封闭循环，不会造成对土壤和地下水的污染，可实现使用区域零污染。4）初始投资低 其初始投资与其它

5、形式的空调系统所需投资相当，甚至更低。5）运行费用低 机组利用浅层地热能，使机组的制冷 cop 值高达 5 以上(制热 cop 大于 3.5 )，远远大于普通风冷空调系统。运行费用比传统空调系统节省 4060% 。6）占地面积小机组省去冷却塔和锅炉等设备，占地面积小，可以利用楼梯间的空间安装。7）应用范围广可广泛应用于写字楼、商场、景观、住宅、公寓、学校、体育馆、医院、工厂等场所的空调系统。8）系统稳定、寿命长土壤温度相对恒定，使得机组能在一个稳定的工况下工作，因此机组不存在除霜问题，避免了机组频繁启停；机组安装在室内，避免了风吹雨淋；机组采用热回收技术后，负荷减小，使用寿命亦相应延

6、长。    热泵是一种节能设备，但节能性能的优劣需要有评价的指标。热泵机组的效率在供暖模式通过COP来表示，在制冷模式下用能量效率比（EER）来表示，它是输出能量与输入能量（电能）之比，目前的岩石能基本在3和6之间变化。这样COP为4意味着输入每个单位的电能可以产生4个单位的热能。具体的计算公式如下:热泵主要利用自然界的低温可再生能源变为高温的能源，除了具有节能意义外，还具有环保意义。根据调查，热泵与燃油锅炉相比，在向暖通空调用户供应相同热量的情况下，可以节约40%的一次能源，CO2的排放量约可减少68%，SO2排放量约可减少93%，NO2排放量约可减少

7、73%，这可以大大改善城市大气污染问题。同时，对城市内的排热量约可减少77%，又可以大大缓解城市热岛现象。 经济效益分析：岩石能热泵除了具有节能与环保意义外，更重要的是它与传统的几种供暖方式相比还表现出潜在的经济效益。根据北京现有实际热泵工程（包括地下钻井施工、热泵机组、建筑物供暖管网、末端散热器等）测算，水源热泵系统初投资为300400元/ m2；土壤源热泵系统初投资约为350450元/ m2，初投资比目前常规（仅用于采暖）的燃煤锅炉房供暖系统高出13倍，比热电联产集中供热系统高出34%150%。这种比较均未计算传统供热方式输送基础设施投资，也未量化计算岩石能系统除供暖外，还能制冷，提供新风

8、、生活热水带来的成本节约。    根据北京市统计信息咨询中心对采用岩石能系统的11个项目的运行费用分析报告，在供暖、供冷、供热水、新风的情况下，单位面积费用支出从9.4828.85元不等，其中63%的项目低于燃煤集中供热的采暖价格，全部被调查项目均低于燃油、燃气和电锅炉供暖价格。岩石能运行比较分析1.冷、热源及空调方式选择比较系统形式岩石能（空调方式一）水冷冷水中央空调机组+燃油锅炉（空调方式二）水冷冷水中央空调机组+空气源热泵（空调方式三）风冷冷热水中央空调机组（空调方式四）系统特点设置热泵主机，室外埋管系统，可辅助冷却塔等设备，未端组合柜机组、风机盘

9、管、热水取暖设制冷主机，燃油锅炉，冷却塔，未端组合柜机组、风机盘管、燃油锅炉制热水取暖设风冷制冷主机，空气源热泵主机，未端组合柜机组、风机盘管、空气源热泵制热水取暖设风冷热泵机组，夏季空调，冬季取暖。造价比较高（造价100%）较低（造价约75%）中（造价约85%）高（造价100%）运行费用较低高中较高优点一套系统满足冬、夏季使用，运行费用最低、环保可靠性低，维护较难可靠性高，运行费用低、维护较容易运行费用最高， 造价中、维护最容易缺点需有打井位置需设置锅炉房、储存油罐、制冷机房，冷却塔需设置制冷机房，冷却塔不够节能适用场合使用时间长，系统较大时采用使用时间长，系统较大时采用使用时间长，系统较大

10、时采用系统较小时采用2.运行费用分析比较：制冷机选用二大一小三台机组，300冷吨两台，150冷吨一台，（共2637KW计算），以适应不同负荷时制冷机能处于高效状态下运行。采暖总热量约1.2MW（1200KW）。选用岩石能机组LTLHM-370，制冷量1300KW，功率245.4KW；制热量1400KW，功率324.6KW。循环泵功率（估算）：37KW（一用一备）补水泵功率（估算）：4KW（一用一备）地埋管循环泵功率（估算）：30KW（一用一备）冬季使用一台机组。A、岩石能系统，冬夏两用·夏季各设备的配电功率· a.岩石能机组：夏季245.4kW/台*2台。· b.

11、空调侧循环泵：37kW/台。· c.地埋管侧循环泵：30kW/台。· d.空调水电子水处理仪：0.2 kW/台。· e.埋管侧电子除垢仪：0.2 kW/台。· f.补水泵：4kW/台。·地埋管热泵工程运行费用如下：· 1、电价按0.80元/KWH。· 2、夏季制冷90天，每天间歇运行8小时。· 3、空调同时使用率取0.8。· 4、机组运行率取65%。夏季运行费用：90×8×0.8×（0.2×2+4+30+245.4×2+37）×65%×

12、0.8=16.8万元。·冬季各设备的配电功率· a.岩石能机组：夏季324.6kW/台*2台。· b.空调侧循环泵：37kW/台。· c.地埋管侧循环泵：30kW/台。· d.空调水电子水处理仪：0.2 kW/台。· e.井水电子除垢仪：0.2 kW/台。· f.补水泵：4kW/台。·地埋管热泵工程运行费用如下：· 1、电价按0.80元/KWH。· 2、冬季制热120天，每天间歇运行8小时。· 3、空调同时使用率取0.8。· 4、机组运行率取65%。冬季运行费用：120

13、15;8×0.8×（0.2×2+4+30+324.6+37）×65%×0.8=15.8万元。B、水冷冷水机组和燃油锅炉选用水冷冷水机组LTLS-280两台，制冷量1021KW，功率243KW。另选用水冷冷水机组LTLS-160一台，制冷量550KW，功率130KW。循环泵功率（估算）：37KW（一用一备）补水泵功率（估算）：4KW（一用一备）冷却塔循环泵功率（估算）：30KW（一用一备）·夏季各设备的配电功率· a.水冷冷水机组：夏季243kW/台*2台，130kW/台*1台· b.空调侧循环泵：37kW/台。&#

14、183; c.冷却塔循环泵：30kW/台。· d.空调水电子水处理仪：0.2 kW/台。· e.冷却水电子除垢仪：0.2 kW/台。· f.补水泵：4kW/台。·冷水水冷工程运行费用如下：· 1、电价按0.80元/KWH。· 2、夏季制冷90天，每天间歇运行8小时。· 3、空调同时使用率取0.8。· 4、机组运行率取65%。夏季运行费用：90×8×0.8×（0.2×2+4+37+243×2+130+30）×65%×0.8=20.58万元。冬季各设

15、备的配电功率选用燃油锅炉机组LTR-100一台，制热量1163KW，燃油量106.1Kg/h。· a.燃油机组：耗油量（轻油）：106.1Kg/h· b.空调侧循环泵：37kW/台。· c.空调水电子水处理仪：0.2 kW/台。· d. 补水泵：4kW/台。·冬季燃油锅炉工程运行费用如下：· 1、电价按0.80元/KWH。· 2、冬季制热120天，每天间歇运行8小时。· 3、空调同时使用率取0.8。· 4、小时耗油量106.1Kg，若油价为4.80元/。冬季运行费用：120×8×0.8

16、×（0.2×2+4+37）×65%×0.8=1.65万元。油价：106.1Kg/h×120×10×4.8×0.8=48.89万元。冬季总运行费用：50.54万元。C、水冷冷水机组和空气源热泵·夏季各设备的配电功率 a.水冷冷水机组：夏季243kW/台*2台，130kW/台*1台· b.空调侧循环泵：37kW/台。· c.冷却塔循环泵：30kW/台。· d.空调水电子水处理仪：0.2 kW/台。· e.冷却水电子除垢仪：0.2 kW/台。· f.补水泵：4k

17、W/台。·冷水水冷工程运行费用如下：· 1、电价按0.80元/KWH。· 2、夏季制冷90天，每天间歇运行8小时。· 3、空调同时使用率取0.8。· 4、机组运行率取65%。夏季运行费用：90×8×0.8×（0.2×2+4+37+243×2+130+30）×65%×0.8=20.58万元。冬季各设备的配电功率选用风冷机组LTLF-500两台，制热量578.7KW，功率152.2KW。循环泵功率（估算）：37KW（一用一备）补水泵功率（估算）：4KW（一用一备）· a

18、.空气源热泵机组：152.2 kW/台*2台。· b.辅助电加热：360kW/台。· c.空调侧循环泵：37kW/台。· d.空调水电子水处理仪：0.2 kW/台。·冬季空气源热泵工程运行费用如下：· 1、电价按0.80元/KWH。· 2、冬季制热120天，每天间歇运行8小时。· 3、空调同时使用率取0.8。· 4、机组运行率取65%。冬季运行费用：120×8×0.8×（0.2+37+360+152.2×2）×65%×0.8=28.0万元。D、空气源热泵选

19、用风冷机组LTLF-500五台，制冷量536.1KW，功率164KW。制热量578.7KW，功率152.2KW。冬季使用两台。循环泵功率（估算）：37KW（一用一备）补水泵功率（估算）：4KW（一用一备）· a.空气源热泵机组：173 kW/台*2台。· b.辅助电加热：360kW/台。· c.空调侧循环泵：37kW/台。· d.空调水电子水处理仪：0.2 kW/台。·夏季各设备的配电功率· a.水冷冷水机组：夏季164kW/台*5台。· b.空调侧循环泵：37kW/台。· c. 空调水电子水处理仪：0.2 kW/

20、台。·空气源热泵工程运行费用如下：· 1、电价按0.80元/KWH。· 2、夏季制冷90天，每天间歇运行8小时。· 3、空调同时使用率取0.8。· 4、机组运行率取65%。夏季运行费用：90×8×0.8×（0.2+164×5+37）×65%×0.8=25.6元/。冬季各设备的配电功率· a.空气源热泵机组：152 kW/台*6台。· b.辅助电加热：1000kW/台。· c.空调侧循环泵：45kW/台*2台。· d.空调水电子水处理仪：0.2 k

21、W/台。·冬季空气源热泵工程运行费用如下：· a.空气源热泵机组：173 kW/台*2台。· b.辅助电加热：360kW/台。· c.空调侧循环泵：37kW/台。· d.空调水电子水处理仪：0.2 kW/台。·冬季空气源热泵工程运行费用如下：· 1、电价按0.80元/KWH。· 2、冬季制热120天，每天间歇运行8小时。· 3、空调同时使用率取0.8。· 4、机组运行率取65%。冬季运行费用：120×8×0.8×（0.2+37+360+152.2×2）&#

22、215;65%×0.8=28.0万元。3、比较结果：系统形式岩石能（空调方式一）水冷冷水中央空调机组+燃油锅炉（空调方式二）水冷冷水中央空调机组+空气源热泵（空调方式三）风冷冷、热水中央空调机组（空调方式四）夏季每平米费用16.8万元20.58万元20.58万元25.6万元冬季每平米费用15.8万元50.54万元28.0万元28.0万元运行费用较低高中较高注：1、以上各形式运行费用是在同条件下对比。岩石能系统冬夏季负荷不平衡时，可在末端串联冷却塔。岩石能是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。岩石能通过输入少量的高品位能源（电能），即可实现能量从低温热源向

23、高温热源的转移。在冬季，把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于采暖；在夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，并且常年能保证地下温度的均衡。通常地缘热泵消耗1KW的能量，用户可以得到4KW以上的热量或冷量。岩石能空调系统主要分为三个部分：室外地能换热系统、水源热泵机组系统和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机组主要有两种形式：水-水型机组或水-空气型机组。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。 岩石能系统在制冷状态下，岩石能机组内的压缩机对冷媒介做功，使其进行汽-液转化的循环。通过冷媒/空气热交换

24、器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由循环水路将冷媒中所携带的热量吸收，最终通过室外地能换热系统转移至地下水或土壤里。在室内热量通过室内采暖空调末端系统、水源热泵机组系统和室外地能换热系统不断转移至地下的过程中，通过冷媒-空气热交换器（风机盘管），以13以下的冷风的形式为房屋内供冷。 岩石能系统在制热状态下，岩石能机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由室外地能换热系统吸收地下水或土壤里的热量，通过水源热泵机组系统内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒

25、的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以室内采暖空调末端系统向室内供暖。 Ø 环保：使用电力，没有燃烧过程，对周围环境无污染排放；Ø 不需使用冷却塔，没有外挂机，不向周围环境排热，没有热岛效应，没有噪音；Ø 不抽取地下水，不破坏地下水资源。Ø 一机三用:冬季供暖、夏季制冷以及全年提供生活热水。Ø 使用寿命长：使用寿命20年以上，是分体式或窗式空调器的2-4倍。Ø 全电脑控制，性能稳定，可以电话遥控，可以进行温湿度控制和新风配送。 1、岩石能技术属可再生能源利用技术：岩石能是利用了地球表面浅层地热

26、资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能（Earth Energy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。 2、岩石能属经济有效的节能技术：地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得岩石能比传统空

27、调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，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。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的岩石能，平均来说可以节约用户3040的供热制冷空调的运行费用。 3、岩石能环境效益显著；岩石能的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40以上，与电供暖相比，相当于减少70以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25的充灌量；属自含式系统，即该装置能在工厂车间内事先整装密封好，因此，制冷剂泄漏机率大为减少。该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有

28、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。 4、岩石能一机多用，应用范围广：岩石能系统可供暖、空调，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空调的两套装置或系统；可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。 5、岩石能空调系统维护费用低：在同等条件下，采用岩石能系统的建筑物能够减少维护费用。岩石能非常耐用，它的机械运动部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安装在室内，从而避免了室外的恶劣气候，其地下部分可保证50年，地上部分可保证30年，因此岩石能是免维护空调，节省了维护费用，使用户的投资在3年左右即可收回。此外，机组使用寿命长

29、，均在15年以上；机组紧凑、节省空间；自动控制程度高，可无人值守。岩石能缺点当然，象任何事物一样，岩石能也不是十全十美的，如其应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同；采用地下水的利用方式，会受到当地地下水资源的制约，实际上岩石能并不需要开采地下水，所使用的地下水可全部回灌，不会对水质产生污染。 项目岩石能空调系统传统中央空调系统设计周期不需要复杂设计，设计周期短。系统设计复杂，设计周期较长。机房要求免机房，无需冷却塔和锅炉，可在储物间或阳台放置热泵设施，大大节省了占地面积。制冷时需配置冷却塔，制热时需配置锅炉等辅助设施。主机房

30、占地面积较大，机房土建投资和机房设备安装投资较大。部分运行部分空调运行时更节能，尤其在过渡季节根据不同需要，不同空间可同时分别制冷制暖，节省能耗。部分空调运行时，最低能量亦要达到总能量的满负荷时，浪费大量能源。冷暖替换冷暖采用同一能源，同一系统（楼宇）内，用户可随意选择制冷或供热，大大节省使用成本。同一系统（楼宇）内，不能同时满足供暖和制冷的不同要求，季节交替时须一次性转换制冷或供热。用电计量热泵可与用户电表单独连接，可分户独立计量电费。费用不易计量，无论用户用否或用多少，费用一样支付。人员要求冷却水系统简单，只需一般技术人员即可应付自如。技术人员要求高，经常需要供应商来维护和保养，费用较高。

31、维修成本少数备用机组即可保证空调正常供给，维修简易，费用低廉，维修时不比整座楼宇停机。须配昂贵的备用制冷机组和专业化操作人员，且主机损坏时，整个空调系统将会部分或全部停顿，维护成本高。投资方式可分期投资购买设备，可先安装水流循环系统，个别机组可视需要再购置安装。须先投资制冷主机和供热锅炉，一次性投资费用较大。建筑变动旧楼翻新安装空调，既可避免损坏楼宇原有结构，又可分层安装及使用空调。无法避免损坏原有结构，且难找到适用机房，一般需要停业以进行安装工程，经济损失较大。智能控制每台机组均有只能接口，易于进行智能化控制。能进行智能控制，但主机和末端控制点多，系统复杂工程量大。在美国岩石能空调系统占整个

32、空调系统的40%，是美国政府极力推广的节能、环保技术。1998年美国能源部颁布法规，要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用地埋管土壤换热器岩石能空调系统。为了表示支持这种技术，美国总统布什在他的得克萨斯州的别墅中也安装了这种岩石能空调系统。现在，在中北欧的瑞士、瑞典、奥地利、丹麦等国家，岩石能（土壤换热器）技术利用处于领先地位，地埋管土壤换热器热泵得到广泛的应用。 岩石能空调与传统空调方式初投资及运行费用比较 冷热源方式及序号 项目 1234岩石能 冷水机组与 燃气锅炉配套 冷水机组与 城市热网配套 直燃式溴化锂 冷热水机组 冷热水机组（元/kW冷量） 68090056070056070095

33、01300燃气锅炉（元/kW热量）  400520  城市热网（元/m2采暖面积）   100 冷却塔（元/kW冷量） 无 4060地下钻孔及埋管（元/kW） 12002000无 机房水泵、管道、控制等 基本相同(2040元/m2)建筑物空调末端 基本相同（100180元/m2） 初投资概算比较 (热指标100W/m2)初投资（元/m2空调面积） 420300350300运行费用比较 (热指标100W/m2)季节夏季 冬季 夏季 冬季 夏季 冬季 冬、夏两季 能源形式 电 电 天然气 电 供热网 天然气 轻柴油 单位 kW.hkW.hm3kW.hm2.季 m3升 价格（元） 0.50.51.30.518.21.33.0热值 1000W1000W35600kW1000W 35600kW43000kW效率 4.83.53.80.883.8 0.88