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地源热泵原理简述

别墅地源热泵安装哪种机组好，为自然现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温流向低温，用*的热力学第二定律准确表述：“热量不可能自发由低温传递到高温”。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以地源热泵实质上是一种热量提升装置，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，提高温位进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低，这就是地源热泵节能的原理。

地源热泵属于*空调的一种，但地源热泵区别于传统*空调，地源热泵原理主要是通过与地能进行换热，是一种十分节能环保的*空调系统。地源热泵已受到了*、住房城乡建设部大力支持，许多城市和地区都在积极推广地源热泵地源热泵原理-夏季制冷

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。通过冷媒/空气热交换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，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，zui终由水路循环转移至地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过冷媒-空气热交换器，以13℃以下的冷风的形式为房供冷。

地源热泵工作原理
地源热泵系统工作原理如图所示，夏季制冷时，大地作为排热场所，把室内热量以及压缩机耗能加热生活热水，多余的热能通过埋地盘管排入大地中，再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。冬季供热时，大地作为热泵机组的低温热源，通过埋地盘管获取土壤中热量为室内供热及供应热水。两个换热器都即可作冷凝器又可作蒸发器，只因季节不同而功能不同。在地源热泵系统中，由于冬季从大地中取出的热量可在夏季得到补偿，因而可使大地的热量基本wei持平衡。

别墅地源热泵安装哪种机组好政府对地源热泵系统的政策
地源热泵作为一项节能、环保的技术，国家给予了大力的支持。目前，政府出台了一份文件，对北京地区使用地源热泵机组的用户，给予50元/M2的补助，另外在去年9月沈阳市也被国家建设部正式确定为全国地源热泵技术推广试点城市。除此以外，国内还有许多城市也有相关的鼓励、优惠政策。

地源热泵

地源热泵作为一种利用可再生能源（浅层地热能）的暖通空调新技术，是建筑节能领域上广泛采用的高效节能技术，在我国已经有了10余年的发展历史。

别墅用*空调系统

小型地源热泵机组是研制开发的系列*空调产品之一，该机组对地下（或地表）取之不竭但不易利用的低品位再生能源加以开发利用，是以水为供冷（热）源媒介、冷（热）源兼用型的一体化*空调设备。机组以其高能效、低噪音、结构合理、操作简便、运行安全、安装维护方便等优点广泛应用于别墅、住宅、农舍、宾馆、办公楼等中小型场所，此系统类型为净化空气、舒适性*空调系统。

别墅用*空调优点：

◆家是港湾，家用*空调将全部居室空间的空气调节作为整体来实现，克服了分体式壁挂和柜式空调对居室分割的局部处理和不均匀的空气气流等不足之处，使居室内空气分布更合理，居住更舒适。

◆公司通过巧妙的设计和安装，让房屋实现空调与整体装修*、和谐统一，使居所看起来更美观典雅。

◆家庭*空调用水作为能量传媒，环保安全，保护了大气层；室内排水系统自动收集引流冷凝水，统一排往卫生间，室外不滴水，保护了小区环境，全面提升小区物业管理档次，更环保，更洁净。

◆ 家用*空调配备有新风装置，可以通过引进新风来保持室内空气清新，有效地改善室内空气品质，免除了“空调病”的烦恼。

◆每台室内机均可通过独立的温度控制器，随意调节温度及风量，开停室内机，且互不干涉，家庭成员可以各自享受清新舒适的个人空间。考虑到家庭各空间同时使用空调的机会不多，装机容量可以相对缩小，真正达到了省电的目的，比普通空调省电30%。

◆高质耐用　系统简单可靠，使用寿命比一般空调高二倍以上。

地源热泵原理-冬季制热

在制热状态下，地源热泵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。由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发，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冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，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，以强制对流、自然对流或辐射的形式向室内供暖。

地源热泵设备选型：分区水源热泵机组选择

一旦确定了地源热泵系统类型，就可以选择每个分区的水源热泵机组。首先根据机组在分区中所要安装的位置，选择合适的机组形式，例如：落地式机组可以安装在外墙窗下；水平式机组可以安装在吊顶内；垂直式机组适合安装在壁橱或机房里等。

运行稳定可靠

水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，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。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

环境效益显著

水源热泵的使用电能，电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。所以节能的设备本身的污染就小。设计良好的水源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比，相当于减少30％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上。水源热泵机组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。

一机多用，应用范围广

水源热泵系统可供暖、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。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，水源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资。水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的水源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。

自动运行

水源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，使用寿命长可达到15年以上。

水源热泵在各国的发展应用

美国计划到2001年达到每年安装40万tai地源热泵的目标，其中，水源热泵占15%，届时将降低温室气体排放1百万吨，相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树1百万英亩，年节约能源费用达4.2亿美元，此后，每年节约能源费用再增加1.7亿美元。

美国的水源热泵的研究和应用更偏重用于住宅和商业小型系统（20RT以下），多采用水-空气系统，如大家熟知的TRANE 等推出的产品。在大型建筑方面，美国推行WLHP系统，即水环热泵系统。

与美国的地源热泵发展有所不同，中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用浅层地热资源，地下土壤埋盘管（埋深<400米深）的地源热泵，用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。据1999年的统计，为家用的供热装置中，地源热泵所占比例，瑞士为96％，奥地利为38％，丹麦为27％。 同时，中、北欧海水源热泵的研究和应用也比较多。

中国zui早在50年代，就曾在上海、天津等地尝试夏取冬灌的方式抽取地下水制冷，天津大学热能研究所吕灿仁教授就开展了我国热泵的zui早研究，1965年研制成功国内*tai水冷式热泵空调机。目前，国内的清华大学、天津大学、重庆建筑大学、天津商学院、*广州能源研究所等多家大学和研究机构都在对水源热泵进行研究。

目前，世界特别看好中国的市场。美国能源部和中国*于1997年11月签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，其中主要内容之一是“地源热泵”，该项目拟在中国的北京、杭州和广州3个城市各建一座采用地源热泵供暖空调的商业建筑，以推广运用这种“绿色技术”，缓解中国对煤炭和石油的依赖程度，从而达到能源资源多元化的目的。据称“华亭嘉园”即是此项目的应用。2000年6月１９至２３日在北京由国家*高新技术开发与产业化司召开了中美地热泵技术交流会，会议的主题就是“提供运用地源热泵技术为住宅小区或公用楼宇采暖制冷，大幅降低运行费用的节能解决方案”的主题。

地源热泵系统设计：地埋管地源热泵系统设计

地源热泵系统设计主要包括两大部分：一是建筑物内的空调系统设计，主要有空气处理方案确定及设备选择，水源热泵机组的选择、室内整个空调系统的风系统和水系统设计；二是室外地能换热系统的设计，即地埋管地源热泵系统中的地埋管换热器、地下水热泵系统中的水井系统以及地表水热泵系统中的地表水换热器的设计，这部分是地源热泵系统有别于其他系统之所在。

地源热泵设备选型：地埋管换热器管理形式选择

地埋管换热器的埋管主要有两种形式，即水平埋管和垂直埋管。换热器管路埋置在水平管沟内的地埋管换热器为水平埋管。换热管路埋置在垂直钻孔内的地埋管换热器为垂直埋管。

地源热泵设备选型：地埋管换热器环路形式选择

地埋管换热器中流体流动的环路形式有串联和并联两种。在串统中，几个井（水平管为管沟）只有一个流动通路；并联方式是一个井（管沟）有一个流动通路，数个井有数个流动通路。

地源热泵设备选型：地埋管换热器埋管选择

由于地埋管的使用场所特殊、施工较复杂，所选管材必须符合特定的性能才能保证施工顺利进行、系统才能正常运行，对管材特殊性要求如下：

对管材质量的要求；选择地埋管规格；选择地埋管管径；确定地埋管管子长度。基本介绍

地球表面的浅层地下水温度常年保持基本恒定，不受外部环境干扰。这个温度夏季低于环境温度，冬季高于环境温度，非常适于水源热泵从其中提取冷量或热量供人们使用。尤其是，这部分地下水温度被提取后再回灌入地下，能够很快从地层环境中重新恢复温度，将地层中取之不竭的低位能量不断输出。

水井取能的方式就是将浅层地下水用潜水泵自出水井中抽出，通过管道输送到主机站，经过水源热泵换热器进行取能，满足主机正常运转，然后再经过管道输送到回水井，回灌到地下。

基本介绍

地埋管取能方式是利用深埋在地下的闭式循环水管路系统与地层岩土进行换热，换热后的循环水将能量传给水源热泵主机，实现能量供给。通常也称这个系统为：“闭式地源热泵系统”或“地耦合地源热泵系统”；埋在地下的封闭循环管路称为“地热换热器”，它的形式有两种：水平埋管、竖直埋管。水平埋管是在地面挖出1-2米深的沟，每个沟内埋设2、4或者6根塑料管，并连形成封闭网状系统；竖直埋管是在地层中钻直径为0.1—0.15米的钻孔，钻深30—150米，在每个孔中设置一组或两组U型塑料管并用灌浆材料灌实，再整个连成封闭网状系统。

空调领域的应用可分为空气源热泵、

水源热泵以及地源热泵三类。由于热泵是提取自然界中能量，效率高，没有任何污染物排放，是当今zui清洁、经济的能源方式。在资源越来越匮乏的今天，作为人类利用低温热能的方式，热泵技术已经在*范围内受到广泛关注和重视。地源热泵系统根据地热交换系统形式的不同又可分为地表水地源热泵系统、地下水地源热泵系统、地埋管地源热泵系统。    

地源热泵系统按其循环形式可分为：闭式循环系统、开式循环系统和混合循环系统。对于闭式循环系统，大部分地下换热器是封闭循环，所用管道为高密度聚乙烯管。管道可以通过垂直井埋入地下150－200英尺深，或水平埋入地下4－6英尺处，也可以置池塘的底部。在冬天，管中的流体从地下抽取热量，带入建筑物中，而在夏天则是将建筑物内的热能通过管道送入地下储存；¨对于开式循环系统，其管道中的水来自湖泊、河流或者竖井之中的水源，在以与闭式循环相同的方式与建筑物交换热量之后，水流回到原来的地方或者排放到其它的合适地点；对于混合循环系统,地下换热器一般按热负荷来计算，夏天所需的额外的冷负荷由常规的冷却塔来提供地源热泵是从岩土体、地下水、地表水为低温热源，由地（水）源热泵机组，地热能采集系统，建筑物内系统组成的供热空调系统，根据地热能采集形式不同，

分成以下三类系统： 

（1）土壤源地源热泵系统    利用地下埋设的封闭循环管路通过介质（水或水加防冻液）在管路中循环，与土壤或岩体进行热交换（分垂直和水平两种埋管形式）。 

在地下成孔，孔内埋设管道，通过介质（水或水加防冻剂）在管道中循环，在地下与土体或岩体进行热交换。所以也有人称其为土源热泵系统，或地埋管耦合交换热泵系统，系统示意图如下地源热泵系统工作原理 

2.1、制冷工况  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。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所需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，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，zui终由水路循环转移至土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程 中，通过冷媒——空气热交换器，以13-7℃的冷风的形式为房间供冷。

工艺流程如右图：

 2.2、制热工况在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过水路切换将水流动方向换向。由地下土壤换热器循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷媒/水热交换器的冷媒的蒸发，将水路循中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环同时，再通过冷媒/空气热交换器内的冷媒的冷凝，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35-50℃的热风的形式向室内供暖，工艺流程见右图： 

地源热泵优点  

1、属再生能源利用技术  地源热泵是利用了地球土壤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。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳辐射能量，比人类第年利用能量的500倍还多，而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术

在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过水路切换将水流动方向换向。由地下土壤换热器循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷媒/水热交换器的冷媒的蒸发，将水路循中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环同时，再通过冷媒/空气热交换器内的冷媒的冷凝，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35-50℃的热风的形式向室内供暖，

地源热泵优点  

1、属再生能源利用技术  地源热泵是利用了地球土壤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。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳辐射能量，比人类第年利用能量的500倍还多，而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。

2、绿色环保  没有燃烧过程，避免了排放任何烟尘及有害物质，社会效益显著。 自由运用地热资源，既解决了热污染问题，又进一步提高能效比。没有冷却塔，减少冷却塔水污染，杜绝“军团病菌”对人体损害。 无室外机，不会产生令人不适的热岛效应。

3、高效节能  地源热泵机组可利用的土壤温度冬季为16-18℃，土壤温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季土壤温度为18-25℃，土壤温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式及家用空调，机组效率提高。设计安装良好的地源热泵空调系统，平均来说可以节约用户30-40%的供热制冷空调的运行费用，其节能效果明显。 

4、节水省地、灵活安全  以土壤为源体，向其吸收或放出能量，即不消耗水资源，也不会对其造成污染。 

常规的冷却塔每小时5%水量损耗，没有冷却塔飘水对环境的污染。省去了锅炉房，冷却塔及附属的油罐、蓄热水箱等面积，节约机房空间。 真正做到“一机两用”。利用地下水热泵冬季向建筑物供暖，夏季向建筑物供冷，提高了设备的利用率。 

机组可灵活地安置在任何地方，节约空间，系统末端亦可作多种选择。 无储煤、储油罐等卫生及安全隐患。自动化程度高，无需专业人员操控。 

地源热泵空调系统主机等设备 放置在的机房内，机组振动小，噪音小。对用户无干扰。

5、运行稳定可靠     

地下土壤的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是很好的热泵热源的空调冷源，机组的运行工况稳定，由于散热、取热均依靠深层土壤不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑了，克服了家用空调因外界气温的变化引起的多耗电，效果差等弊端。  而常规的风冷热泵、家用空调器运行效果夏季随着室外温度的上升而下降，冬季随着室外温度的下降而下降。

6、环境效益显著  地源热泵的使用电能，电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。所以节能的设备本身的污染就小。设计良好的地源热泵机组折电力消耗，与空气源热泵相比，相当于减少30%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上地源热泵技术采用的制冷剂，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共质。没有燃烧过程，避免了排放任何烟尘及有害物质，社会效益显著。 

自由运用地热资源，既解决了热污染问题，又进一步提高能效比。 没有冷却塔，减少冷却塔水污染，杜绝“军团病菌”对人体损害。

7、自动运行  由于散热、取热均依靠深层土壤不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑了。 

不会产生冷量衰减，普通机组夏季高温时冷却塔散热不利，制冷效果下降，直燃机因真空度减少及结垢后会产生每年高达15%以上的能量衰减。  地下埋管采用PE管，耐酸、碱、耐膨胀、不老化，采用热熔连接不需维护，寿命长达50年以上。

8、系统维护及寿命  系统维修量小，机组故障率极低，而常规的风冷热泵、家用空调器由于机组在室外风吹雨淋，机组故障率高  地下换热器寿命达50年以上，机组寿命25年。而一般的家用空调器寿命不到10 年。

空气热交换器内冷媒的冷凝，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zui低，埋管方式zui贵，但。     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*空调。地源热泵*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地源热泵工作原理是：冬季，热泵机组从地源（浅层水体或岩土体）中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术

地源热泵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  地源热泵工作原理是：冬季，热泵机组从地源（浅层水体或岩土体）中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统人们生活越来越好，生活条件也发生了巨大的变化。高楼大厦拔地而起，冬天供暖夏季有空调，让人们不在有寒冷和炎热。但是也给环境带来了污染，如何解决人们的需求和环境和谐发展呢？就是用我们的地球，来自他的神奇的能源——地源热泵。

地源热泵可以夏季制冷、冬季采暖、以及热水供应三种功能，比传统空调更加节能，而造价却高于传统的*空调。所以造成地源热泵普及率低。