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地源热泵优缺点分析

更新时间:2023-12-08访问量：481

地源热泵工作原理

　　地源热泵系统是从常温土壤或地表水（地下水），冬季从地下提取热量，夏季把建筑的热量又存入地下，从而解决冬夏两季采暖和空调的冷热源。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温，同时储存热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用，大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。

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冬季地源热泵工作原理：冬天热泵中制冷剂正向流动，压缩机排出的高温高压R22气体进入冷凝器向集水器中的水放出热量，相变为高温高压的液体，再经热力膨胀阀节流降压变为低温低压的液体进入蒸发器，从地下循环液中吸取低温热后相变为低温低压的饱和蒸汽后进入压缩机吸气端，由压缩机压缩排出高温高压气体完成一个循环。如此循环往复将地下低温热能“搬运”到集水器，从而不断地向用户提供45 ℃ -50 ℃的热水。

　　夏季地源热泵工作原理：夏天热泵中制冷剂逆向流动，与用户换热的冷凝器变为蒸发器从集水器中的低温水（7 -12 ℃）提取热能，与地下循环液换热的蒸发器变为冷凝器向地下循环液排放热量，循环液中热量再向地下低温区排放，如此循环往复连续地向用户提供7 -12 ℃ 的冷水。

　　室外地能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中地源热泵机主要有两种形式：水—水式或水—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，地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。

地源热泵特点

1、属可再生能源利用技术

　　地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（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、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，这种温度特性使得地源热泵比传统空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，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30～40％的供热制冷空调的运行费用。

3、环境效益显著

　　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，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、一机多用，应用范围广

　　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；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。此外，机组使用寿命长，均在15年以上；机组紧凑、节省空间；维护费用低；自动控制程度高，可无人值守。当然，象任何事物一样，地源热泵也不是十全十美的，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，实际上地源热泵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。

5、地源热泵同空气源热泵相比，有许多优点：

　　全年温度波动小。冬季温度比空气温度高，夏季比空气温度低，因此地源热泵的制热、制冷系数要高于空气源热泵，一般可高于40%，因此可节能和节省费用40%左右。

　　冬季运行不需要除霜，减少了结霜和除霜的损失。

　　地源有较好的蓄能作用。

地源热泵的缺点

　　缺点一：场地限制

　　地源热泵热交换是在地下进行的，必须通过打井才能进行热量传输，场地不够大就无法完整完成整个过程。因此没有足够的场地就不能实现能量交换。因此使用受到场地会受到很大限制，一些较小面积的房屋就无法实现地源热泵供暖制冷。

　　缺点二：投资价格高

　　地源热泵一次性投资价格很高。**次商品中也经常有地源热泵的身影，地源热泵中央空调比一般中央空调档次又要高许多，它的节能效率能够达到百分之四十以上，不过投资价格却恰好相反，要比一般的空调高百分之四十以上，地源热泵的高投入部分实际上是一种高回报投资，当然这是要在你有能力使用中央空调的前提下。

　　缺点三：可能会污染地下水

　　这个缺点只针对部分地源热泵，尤其是使用地下水进行供暖和制冷的地源热泵装置。由于地源热泵的特殊性，可能会造成地下水污染，而如果回灌不好甚至还会造成地基下沉。

　　缺点四：土壤热不平衡

　　这个缺点是地源热泵目前*大的缺点和不足，由于我国国土面积大，不同地区的气候差异很大，地源热泵在南方主要用于供冷，在北方主要用于供暖，于是造成了北方地下热量过多被消耗，南方热量过度注入地下，热量失衡的状况。常年会使得土壤温度失衡。但是土壤热不平衡的情况只是会出现在大型单供暖或者单制冷项目中，对于同时有供暖制冷需求的小型项目，别墅、厂房、办公楼等不存在这个问题。

　　缺点五：需长期维护

　　中央空调属于是长效运行的设备，所以每年的例行保养是必不可缺的。就如普通的家用壁挂式空调，也需要定期对空调进行清洗，否则空调内灰尘积攒，导致细菌丛生，吹出来的风里面带有含量很高的细菌量，对于人体的损害是非常大的。

　　地源热泵中央空调不仅仅需要对室内末端进行清洗、除尘，同时也需要每年的制冷季和供暖季开始之前，对于大型螺杆机需要对系统做整体养护保养，保证系统在实际使用时能够工作在正常的工况下。对于小型别墅等项目，采用涡旋机不需要经常保养。

地源热泵的案例

北京高楼金第

◆高楼金第坐落于北京市通州区。

◆整体建筑为原北京通州高楼金第村旧村改造搬迁工程，地(水)源热泵技术的应用旨在新型建筑群中能较好的节省能源，提供更多的功能需求。

◆该建筑总体面积约300000㎡，一期建筑为 188100㎡，分为外围公用建筑群及公寓式建筑群两大类。

◆小区的采暖及公用建筑的制冷、制热、整体区域的生活热水均由地(水)源系统予以提供。机房统一设计，共有主机6台，其中一台为全热回收机组，6台机组可充分提供全体建筑群的制冷制热需求，全热回收机组夏季可免费提供生活热水，其他三季可单独开机运行制造热水。

扬州曜阳**老年公寓

◆扬州曜阳**老年会所地处扬州市的广陵区湾头镇、占地177亩，建筑总面积93000㎡。该公寓以“敬老爱老助老，构建和谐杜会”为建筑主旨。公寓空调标准要求制冷、制热、生活热水等配套设施要求齐备。

◆鉴于项目所在地地理地质条件，整体建筑群采用了地(水)源热泵系统作为冷热源。

◆机房整体装机容量满足一期4万平方建筑需求。含全热回收机组，可同时满足舒适性空调制冷制热、手术室净化空气冷热源及全年24小时生活热水的需求。二期工程基本完成。

泗洪分金亭医院

◆分金亭医院坐落于江苏省泗洪县。该医院是一所集科研、教学、临床于一体的综合性医院。

◆该医院泗洪县新建较大综合医疗机构，共分为两期，含病房、办公、医技楼等全功能性建筑群，整体面积约40000㎡。

◆根据医院所在地的气象特征，并兼容其他配套设施，整体建筑群采用了地源热泵埋管+热源塔热泵混合源系统作为冷热源，提供制冷、制热、生活热水、系统功能性节约配套设施，不但有效的降低了地源热泵埋管的投资成本，而且确保了使用效果，减少运行投入，较大限度的节约了能源。

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