地源热泵的原理

地源热泵工作原理地源热泵是利用水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为嚥源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。AAA地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机主要有两种形式：水-水式或水一空气式。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。入热泵，就象水泵能把低位水提升到高位一样可以把热从低温端传送到高温端。它是一种可以实现蒸发器与冷凝器之间功能转换的机械，实质上是另一种形式是制冷机。地源热泵（GSHP）是以大地为热源对建筑物进行空调、供暖和热水供应的技术。众所周知，地层之下一年四季均保持一个相对稳定的温度。在夏季，地下的温度要比地面空气温度低，在冬季却比地面空气温度高。地源热泵正入是利用大地的这个特点，通过埋藏在地下的换热器，与土壤或岩石交换热量。地源热泵全年运行工况稳定，不需要其它辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热、夏季供冷。冬季代替锅炉从土壤中取出热量，以30-4OC左右的热风向建筑物供暖，通过热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热，同时使大地中的温度降低，即蓄存了冷量，可供夏季使用;夏季代替普通空调向土壤排热，以10-17°C

左右的冷风形式给建筑物制冷，通过热泵把建筑物中的热量传输给大地，对建筑物降温，同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。同时，它还能供应生活热水。地源热泵一年四季均能可靠的提供高品质的冷暖空气,为我们营造一个非常舒适的室内环境。地源热泵是地下土壤层为冷（热）源对建筑物进行供暖、供热水和空调供应的技术。众所周知，地层之下一年四季均保持一个相对稳定的温度。在夏季，地下的温度要比地面空气温度低，在冬季却比地面空气温度高。地源热泵正是利用大地的这个特点，通过埋藏在地下的换热器，与土壤或岩石交换热量。地源热泵全年运行工况稳定，不需要其它辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热、夏季供冷。所以，地源热泵是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术，它既不会污染地下水，又不会影响地面沉降。在冬天，管道内的液体将地下的热量抽出，然后通过系统导入建筑物内，同时蓄存冷量，以备夏用；在夏天，热量从建建筑物内抽出，通过系统排入地下，同时蓄存热量，以备冬用。地源热泵一年四季均能可靠的提供高品质的冷暖空气，为我们营造一个非常舒适的室内环境。地源热泵技术包含了抽地下水方式、埋管方式、抽取湖水或江河水方式等，抽取湖水或江河水方式造价最低，埋管方式最贵，但最好。只要有足够的场可地埋设管道（地下冷热交换装置）或政府允许抽取地下水的就

应该优先考虑选择地源热泵中央空调。地源热泵中央空调如此节能是应为地源热泵技术借助了地下的能量，地下的能量还是来至于太阳能，“我们的脚下就有石油”这句话说的太好了，也很形象。地源热泵技术的主要优点：1・高效：一般空调对着空气换热称为风冷热泵，缺点在于天气炎热或者寒冷最需要冷量或热量时效率反而下降。地温一年四季基本恒定在6°C左右，略高于该地区平均温度1到2度，使得热泵无论在制冷或制热工况中均处于高效率点。节能省费用：冬季运行时，COP约为4・2,即投入1KW电能，可得到4KW的热能，夏季运行时，COP可达5・3,投入1KW电能，可得到5KW的冷量，能源利用效率为电采暖方式的3-4倍;并且热交换器不需要除霜，减少了结霜和除霜的用电能耗。环保：供热时没有燃烧过程，避免了排烟污染，供冷时省了冷却塔，避免了噪音及霉菌污染。舒适：因为地源热泵机组供冷暖时都是通过冷热水经风机旁管（或地板管、墙埋管）交换完成的，所产生的冷气和暖气（或辐射热）比常规空调的要更柔和的多，热不易感冒。节省占地面积：省去了冷却塔、锅炉及与之配套的煤棚和渣场，节省了土地资源，产生附加经济效益，并改善了建筑物的外部形象。安全：无燃烧设备，从而不存在爆炸、失火和中毒的隐患。机组寿命长：热泵主机一般放在室内或室外密闭的箱体内，并且热泵机组是长期在良好的低温井水（16C）下进行热交换工作，可大大延长机组寿命，故障率低减少了维护量。

8・一机多用：地源热泵系统可供暖，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。9・可再生：土壤有较好的蓄热性能，冬季通过热泵将大地浅层的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用，保证大地热量的平衡。10•可分区控制：中央空调享受的档次，又可达到单体空调局部控制的效果，不存在“大马拉小车”。市场上现有传统空调存在如下一系列问题：1・存在热岛效应：使得外界局部空间环境条件恶化。2・当空气温度低于零度时，机组效率下降，并且当环境温度低于5°C时，机组效率极低，甚至无法开机，需加辅助热源（家用普通3P机仅电辅加热就达200OW）,辅助加热时的能效比COP要小于1。3・冬季室外机组需要频繁停机除霜，其结果是除霜损失约占热泵总能耗的10.2%,如普通3P机就要增加300瓦电能浪费。武汉地区因为空气湿度大，一般当环境温度5°C时外机就开始结霜。4・夏天当空气温度高于35C时，常规空调机组效率开始下降，空气温度越高，机组制冷效率越低，能耗增加。在空气温度为30CM,常规空调机组能效比COP也仅有2・2左右。5.室外机或冷却塔有噪音及霉菌污染。6・室外机（压缩机等关键设备）长年暴露在露天，直接与空气接触，灰尘集在散热器上，起到保温作用，机组在高温下运行，增加能耗的同时机组寿命大大减少。

7・常规中央空调不能分区分部控制，即存在“大马拉小车”问题地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，是热泵的一种,热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备•地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方通常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内，夏季再把地下的冷量转移到建筑物内一个年度形成一个冷热循环.地源热泵的由来地源一词是从英文“groundsource”翻译而来，汉语的内涵则十分广泛，应包括所有地下资源的含义。但在空调业内，目前仅指地壳表层（小于400米）范围内的低温热资源，它的热源主要来自太阳能，极少能量来自地球内部的地热能"地源热泵"的概念，最早于1912年由瑞士的专家提出，而该技术的提出始于英、美两国。 1946年美国在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统。但是这种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛注意，无论是在技术、理论上都没有太大的发展。 20世纪50年代，欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮，但由于当时的能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。直到20世纪70年代初世界上出现了第一次能源危机，它才开始受到重视，许多公司开始了地源热泵的研究、生产和安装。这一时期，欧洲建立了很多水平埋管式土壤源热泵，主要用于冬季供暖。虽然欧洲是世界上发展地源热泵最成熟的地区，但是它也曾因为热泵专家不懂安装技术，安装工人又不懂热泵原理等因素，致使地源热泵的发展走了一段弯路。 随着科技的进步，关于能源消耗和环境污染的法律制订越来越严格，地源热泵的发展迎来了它的另一次高潮。欧洲国家以瑞士、瑞典和奥地利等国家为代表，大力推广地源热泵供暖和制冷技术。政府采取了相应的补贴政策和保护政策，使得地源热泵生产和使用范围迅速扩大。上世纪80年代后期，地源热泵技术已经趋于成熟，更多的科学家致力于地下系统的研究，努力提高热吸收和热传导效率，同时越来越重视环境的影响问题。地源热泵生产呈现逐年上升趋势,瑞士和瑞典的年递增率超过10%。美国的地源热泵生产和推广速度很快，技术产生了飞速的发展，成为世界上地源热泵生产和使用的头号大国。从地源热泵应用情况来看，北欧国家主要偏重于冬季采暖，而美国则注重冬夏联供。由于美国的气候条件与中国很相似，因此研究美国的地源热泵应用情况，对我国地源热泵的发展有着借鉴意义。工作原理制冷模式：在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽液转化的循环。通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至地水、地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过风机盘管，以13°C以下的冷风的形式为房间供冷。地源热泵制热模式在供暖状态下，压缩机对冷媒做功，并通过换向阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地表水、地下水或土壤里的热量,通过冷凝器内冷媒的蒸发，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蒸发器内冷媒的冷凝，由风机盘管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35C以上热风的形 式向室内供暖。 地源热泵系统运行示意图：

地源热泵系统运行图地源热泵优点:地源热泵系统运行图地源热泵优点:高效节能，稳定可靠 地能或地表浅层地热资源的hr温度一年四季相对稳定，土壤与空气温差一般为17度，冬季比环境空气温度高，hr夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%〜60%,因此要节能和节省运行费用40%—50%左右。通常地源热泵消耗1KW的能量，用户可以得到5KW以上的热量或4KW以上冷量，所以我们将其称为节能型空调系统。 无环境污染地源热泵的污染物排放，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，真正的实现了节能减排。 一机多用地源热泵系统可供暖、制冷，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空调的两套装置或系统。 维护费用低 地源热泵系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，系统安装在室内，不暴露在风雨中，也可免遭损坏，更加可靠，延长寿命。 使用寿命长 地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚