地源热泵技术及其发展应用

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摘要：地源热泵是一种利用地下浅层的可利用资源的既可供热又可制冷的高效且节能的空调系统，它是利用了传导少量的地表的能源，从而使得地下的热能量转移到地上。地能主要是地下水和

地源热泵是一种利用地下浅层的可利用资源的既可供热又可制冷的高效且节能的空调系统，它是利用了传导少量的地表的能源，从而使得地下的热能量转移到地上。地能主要是地下水和地表水，它们在冬季的时候可以和热泵一样提供暖气的热源，在夏天的时候，可以提供冷气，也就是在冬天，它可以把地能里的热能传导出来，使得温度得以提高，从而使室内的温度提高；在夏天，可以把房间里的热量散出去，传输到地下浅层里。因为它的环保和节能，以及稳定性的特点，得到了全国乃至全世界的认可和重视。

一、 地源热泵定义及工作原理

地源热泵是一种通过地下浅层的热能源既可以制热也可能制冷的高效能的环保的暖通系统，它是通过地下水源热泵实现的，利用水和地下能进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬天的时候可以把地下的热能传导出来，使得室内的温度得以提升，夏天的时候可以把室内的热量传导出去，释放到地下土壤中，而且可以一年四季的保证地下温度的平衡。

地源热泵供暖暖通系统由三个部分组成：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖暖通系统。其中水源热泵机主要有两种形式：水—水式和水—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，水源热泵与地能之间的换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。

二、 地源热泵与空气源热泵相比，有许多优点

(1)全年温度的上下浮动很小。冬天的温度比大气的温度高，夏天的温度比大气温度低，所以地源热泵的制热、制冷的系数比空气源热泵要高，通常大于40%，因此可以节约能量和节省不小的费用。

(2)冬天运行的过程中不需要除霜，使得结霜和除霜的损失大大地减小。

(3)地源的蓄能功能很好。

三、 地源热泵的分类

地源热泵根据不同的室外换热方式有三类：①地下水系统；②地表水系统；③土壤埋盘管系统。此外，还有一种直接膨胀式，它不像其他系统采用中间介质水来传递热量，而是直接将热泵的一个换热器埋入地下进行换热。下面对几种地源热泵系统在工程应用中的优缺点进行简单地叙述直接利用地下井水的地源热泵系统。其优点是非常经济，占地面积小，但必须符合水质良好、水量丰富、符合标准的条件。

①通过地下井水的地源热泵系统。优点是经济上可行的，有较小的占地面积，但是必要要有良好的水质，丰富的水量，条件也要符合标准。②地下埋管式地源热泵系统。在垂直式埋管系统中，它的优点：占地面积较小，管路及水泵消耗的电量小；缺点：钻井需要较高的造价。在水平式埋管系统方面，优点：安装费用相对于垂直式埋管系统来说较低，有的广泛的应用，在使用的过程中容易操作；缺点：有着较大的占地面，地面温度对它的影响较大，水泵的用电量比较大。在冷却塔和地下埋管组合的混合型的地源热泵系统方面：在适用性的空间上较小，不能独立使用地下埋管换热系统的建筑物，冷却塔和闭环式系统相结合制冷，可以在成本上得到节省，效率上也很高。

四、 地源热泵特点

(一)可再生能源技术利用

地源热泵是一种通过地下浅层的热能源既可以制热也可能制冷的高效能的环保的暖通系统。地表浅层的地热资源是指利用地表土壤、地下水或河流、湖泊吸收的能量、地热能而蕴藏的低温位热能。没有地域的限制和资源上面的限制，有着资源多，面积大，而且到处都有的特点。

(二)经济有效的节能技术

地能或地表浅层地热资源有着全年都稳定几乎恒定不变的温度，冬季的温度高于环境大气温度，夏季的温度低于环境大气温度，是很好的供热热源和制冷冷源，由于这种温度的特征可以使得地源热泵的效率高于传统空调系统运行效率，大概将近40%，因此在节能和节省运行的费用，要少之又少。

(三)环境效益显著，运行稳定效率高

地源热泵在排放污染物的方面，和空气源热泵比较，有将近于减少40%的优势，和电供暖相比，有将近于减少70%以上的优势，倘若结合一些节能的手段，减排的效果可以更加显著。而且在运行的时候非常稳定，受环境变化的影响非常的小，不需要进行除霜。在一般的中央空调系统中，要有着外部自然环境的限制，地源热泵系统与外界的换热是通过大地，而大地的温度很稳定，不受外界空气的变化而影响，因此地源热泵有很高的运行效率。

文章来源：《能源与节能》 网址: http://www.nyyjnzz.cn/qikandaodu/2021/0207/808.html

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