產(chǎn)品中心

首頁

產(chǎn)品中心

地源熱泵技術(shù)

地源熱泵技術(shù)介紹

一、什么是熱泵

熱泵是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱，經(jīng)過電力做功，輸出可用的高品位熱能的設(shè)備，可以把消耗的高品位電能轉(zhuǎn)換為3倍甚至3倍以上的熱能，是一種高效供能技術(shù)。熱泵技術(shù)在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用可分為空氣源熱泵、水源熱泵以及地源熱泵三類。由于熱泵是提取自然界中能量，效率高，沒有任何污染物排放，是當(dāng)今最清潔、經(jīng)濟(jì)的能源方式。在資源越來越匱乏的今天，作為人類利用低溫?zé)崮艿淖钕冗M(jìn)方式，熱泵技術(shù)已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注和重視。

二、什么是地源熱泵

地源熱泵(也稱地?zé)岜?/span>)是利用地下常溫土壤和地下水相對穩(wěn)定的特性，通過深埋于建筑物周圍的管路系統(tǒng)或地下水，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移與建筑物完成熱交換的一種技術(shù)。

三、地源熱泵的結(jié)構(gòu)

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要分為三個部分：室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機(jī)組系統(tǒng)和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。其中水源熱泵機(jī)組主要有兩種形式：水-水型機(jī)組或水-空氣型機(jī)組。三個系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水，與建筑物采暖空調(diào)末端換熱介質(zhì)可以是水或空氣。

四、地源熱泵的基礎(chǔ)原理

地源熱泵原理是：冬季，熱泵機(jī)組從地源（淺層水體或巖土體）中吸收熱量，向建筑物供暖；夏季，熱泵機(jī)組從室內(nèi)吸收熱量并轉(zhuǎn)移釋放到地源中，實現(xiàn)建筑物空調(diào)制冷。根據(jù)地?zé)峤粨Q系統(tǒng)形式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)和地埋管地源熱泵系統(tǒng)。

1、地源熱泵制熱原理

地源熱泵系統(tǒng)在制冷狀態(tài)下，地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對冷媒做功，使其進(jìn)行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將室內(nèi)空氣循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝，由循環(huán)水路將冷媒中所攜帶的熱量吸收，最終通過室外地能換熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至地下水或土壤里。在室內(nèi)熱量通過室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)、水源熱泵機(jī)組系統(tǒng)和室外地能換熱系統(tǒng)不斷轉(zhuǎn)移至地下的過程中，通過冷媒-空氣熱交換器（風(fēng)機(jī)盤管），以13℃以下的冷風(fēng)的形式為房供冷。

2、地源熱泵制冷原理

地源熱泵系統(tǒng)在制熱狀態(tài)下，地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對冷媒做功，并通過四通閥將冷媒流動方向換向。由室外地能換熱系統(tǒng)吸收地下水或土壤里的熱量，通過水源熱泵機(jī)組系統(tǒng)內(nèi)冷媒的蒸發(fā)，將水路循環(huán)中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝，由空氣循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過程中，以室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)向室內(nèi)供暖。

五、地源熱泵的技術(shù)特點(diǎn)

1環(huán)保：使用電力，沒有燃燒過程，對周圍環(huán)境無污染排放；不需使用冷卻塔，沒有外掛機(jī)，不向周圍環(huán)境排熱，沒有熱島效應(yīng)，沒有噪音；不抽取地下水，不破壞地下水資源。2使用壽命長：使用壽命20年以上，是分體式或窗式空調(diào)器的2-4倍。3地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用。4全電腦控制，性能穩(wěn)定，可以電話遙控，可以進(jìn)行溫濕度控制。

六、地源熱泵的優(yōu)勢

1、地源熱泵技術(shù)屬可再生能源利用技術(shù)

地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源（通常小于400米深）作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以稱之為地能（Earth Energy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47％的太陽能量，比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。

2、地源熱泵屬于經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)

地能或地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%，因此要節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。

3、地源熱泵環(huán)境效益顯著

地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少40％以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70％以上，如果結(jié)合其它節(jié)能措施節(jié)能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規(guī)空調(diào)裝置減少25％的充灌量；屬自含式系統(tǒng)，即該裝置能在工廠車間內(nèi)事先整裝密封好，因此，制冷劑泄漏機(jī)率大為減少。該裝置的運(yùn)行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。

4、地源熱泵一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣

地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)；可應(yīng)用于賓館、購物商場、家電電腦辦公樓、學(xué)校等建筑，更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。

5、地源熱泵系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用低

在同等條件下，采用地源熱泵系統(tǒng)的建筑物能夠減少維護(hù)費(fèi)用。地源熱泵非常耐用，它的機(jī)械運(yùn)動部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安裝在室內(nèi)，從而避免了室外的惡劣氣候，其地下部分可保證50年，地上部分可保證30年，因此地源熱泵是免維護(hù)空調(diào)，節(jié)省了維護(hù)費(fèi)用，使用戶的投資在3年左右即可收回。

6、綠色環(huán)保，高效節(jié)能

地源熱泵利用的是少量電能作為驅(qū)動力，汲取蓄存在大地的太陽能取暖，或把來自室內(nèi)的熱量排入大地制冷。是再生資源的轉(zhuǎn)換，不排放任何污染，是清潔能源。研究和實踐證明管道不會對自然環(huán)境有任何損害。垂直鋪設(shè)管道用地面積更小，對草坪沒有太大的影響。

地源熱泵利用的地下水或土壤溫度在15℃左右，只需要少量電能來實現(xiàn)熱交換，因此機(jī)組的能效比可達(dá)到4.5-6以上，即用1kW的電可以達(dá)到4.5-6kW的能量，比傳統(tǒng)空調(diào)節(jié)能40－60％左右。2-4年即可收回多余投資。

六、地源熱泵的局限性

當(dāng)然，象任何事物一樣，地源熱泵也不是十全十美的，如其應(yīng)用會受到不同地區(qū)、不同用戶、不同地質(zhì)及國家能源政策、燃料價格的影響；一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用會隨著用戶的不同而有所不同；并不是所有的建筑都適用于地源熱泵系統(tǒng)，這需要實地考察經(jīng)過一定的實驗及計算才能給出實際設(shè)計方案，而且節(jié)能效果也是隨著不同的環(huán)境在變化，這都是需要實地考察才能得出具體數(shù)據(jù)。

七、地源熱泵的發(fā)展過程

美國（The United States） 1946年，美國第一臺地源熱泵系統(tǒng)在俄勒岡州的波蘭特市中心區(qū)安裝成功。

　　1973年，美國阿克拉荷馬大廈安裝了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，并且進(jìn)行全面的系統(tǒng)研究。

　　1978年，美國能源部（DOE）開始對地源熱泵投入了大量的科技研發(fā)基金。

　　1979年，美國阿克拉荷馬州能源部成立了地源熱泵系統(tǒng)科技研發(fā)基金會。

　　1987年，國際地源熱泵協(xié)會（IGSHPA）在阿克拉荷馬州大學(xué)成立。

　　1988年，美國俄克拉荷馬商務(wù)部開始對地源熱泵進(jìn)行商務(wù)推廣。

　　1993年，美國環(huán)保署（EPA）大力宣傳地源熱泵系統(tǒng)，加深美國民眾對地源熱泵的認(rèn)識。

　　1994年，美國政府第一套地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在俄勒岡州國會大學(xué)安裝，地源熱泵從此在美國政府，軍隊，電力公司等得到了大量應(yīng)用。

　　1998年，美國環(huán)保署（EPA）頒布法規(guī)，要求在全國聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的建筑中推廣應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)。美國總統(tǒng)布什在他的得克薪斯州宅邸中也安裝了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。目前，全球75%的地源熱泵系統(tǒng)安裝在北美地區(qū)。

　　美國：是世界上地源熱泵生產(chǎn)、使用和發(fā)展的頭號大國，

　　1985年：美國安裝的地源熱泵為14,000臺；

　　1997年：45,000臺；

　　2000年：400,000臺；

　　2004年：670,000臺；

　　2005年：1,000,000臺。

　　加拿大：2005年地源熱泵系統(tǒng)新增比例增加了50%。

　　瑞士、挪威：是世界上地源熱泵應(yīng)用人均比例最高的國家，應(yīng)用比例高達(dá)96%。

　　奧地利：應(yīng)用比例為45%。

　　丹麥：應(yīng)用比例為35%。

　　日本：是亞洲地源熱泵技術(shù)最先進(jìn)，使用比例最高的國家。

　　中國（China） 1997年，美國能源部（DOE）和中國科技部簽署了《中美能效與可再生能源合作議定書》，其中主要內(nèi)容之一是“地源熱泵”項目的合作。