從0開始認識地源熱泵
時間:2022-02-09
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原標題：從0開始認識地源熱泵
地源熱泵系統是真正意義上的環保節能的系統。它通過充分利用蘊藏于地球土壤中或江河湖海中的巨大能量，來實現對建筑物的供暖和制冷，因為它利用的是大自然可再生的免費能源，因此其具有顯著的環保、節能的效果。
地源熱泵空調系統是目前可以利用的對環境最友好和最有效的供冷和供暖空調系統。它比空氣熱泵空調系統節能40%以上，比電采暖節能70%以上，比燃氣爐效率提高48%以上，而所需的制冷劑比普通熱泵空調減少50%以上，地源熱泵空調系統70%以上的能量是從大地中獲得的可再生能源。有些品牌的機組還具有三聯供技術（供冷、供熱、供熱水），更是進一步實現了業界最高效的能源綜合利用。
系統原理
地源熱泵系統是一種由雙管路水系統連接起建筑物中的所有地源熱泵機組而構成的封閉環路的空調系統。一定深度以下的地下土壤溫度會全年恒定在13℃-20℃之間。利用地球所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進行能量轉換的供暖制冷空調系統，地下常溫土壤或地下水溫度相對穩定的特性。
冬季：當機組在制熱模式時，就從土壤/水中吸收熱量，通過壓縮機和熱交換器把大地的熱量集中，并以較高的溫度釋放到室內。
夏季：當機組在制冷模式時，就從土壤/水中提取冷量，通過壓縮機和熱交換器把大地的熱量集中，并入室內，同時將室內的熱量排放到土壤/水中，達到空調的目的。
系統組成
地源熱泵空調系統主要包含地源熱泵主機、風機盤管和地下埋管。
主機是一種水冷式的供冷/供熱機組。機組由封閉式壓縮機、同軸套管式（或板式）水/制冷劑熱交換器、熱力膨脹閥（或毛細膨脹管）、四通換向閥、空氣側盤管、風機、空氣過濾器、安全控制等所組成。
機組本身帶有一套可逆的制冷/制熱裝置，是一種可直接用于供冷/供熱的熱泵空調機組。地埋管是埋在地下的部分。不同的地埋管并聯連接，再通過不同的集管接入熱泵主機。
系統特點
傳統熱泵空調從空氣中提取冷熱量面臨一個矛盾：天氣越熱，空氣就越熱，從空氣中提取冷量就越困難；同理，天氣越冷，從空氣中提取熱量就越困難。所以，天越熱，空調制冷效果越差；天越冷，空調制熱效果越差，越費電。
地源熱泵是從大地里提取冷熱量。由于大地吸收了47%的太陽能，所以較深的地層能常年保持恒定的地溫，它遠高于冬季的室外溫度，又低于夏季的室外溫度，因此地源熱泵可克服空氣源熱泵的技術障礙，且效率大大提高。
●高效：機組利用大地的可再生能源在大地和室內之間轉移能量，從而實現用1kw的電力提供4～5kw的冷量或熱量。地下土壤的溫度常年基本恒定，所以本系統的制冷制熱不受環境溫度變化的影響，并且制熱時無化霜所導致的熱量衰減，因此運行費用較低。
●節能：夏季制冷時，系統較之常規系統可以為住宅節約40%～50%的能耗，冬季制熱時更可節約高達70%的能耗。
●環保：地源熱泵系統在運行中無需燃燒，因此不會產生有毒氣體，也不會發生爆炸，大大降低了溫室氣體的排放來減輕溫室效應，有利于創造綠色環保的環境。
●耐用：地源熱泵系統運行工況要比常規系統好，因而減少維護，系統安裝在室內，不暴露在風雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長壽命；機組壽命均在20年以上，地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管，壽命可達50年。
地下埋管組成部分
垂直管理、并聯
管井
管材
換熱原理
管路長度計算
權衡取舍
土壤熱物性測試
管路位置
安裝施工
沖洗
用戶常見11問
1、什么是地源熱泵系統工程呢？
地源熱泵是一種利用地球淺層資源，（包括土壤地下水，地表水，或城市中水）即可供熱水，也可制冷的高效、節能的空調系統。它利用鋪設在土壤，地表水中的換熱管道，實現空調房間和土壤地表水等換熱，以達到建筑室內空調的效果。
2、地源熱泵中央空調系統的節能效果如何？
地源熱泵中央空調是目前國際上最先進的中央空調系統，它的制熱量--制冷量和所消耗的電功率比值全年平均高于4.0以上，既輸1千瓦的電量就能得到4千瓦以上的電量，制熱能耗量較其他的采暖方式減少50％ -- 70％，制冷能耗量較其他制冷方式減少40％ -- 60％，地源熱泵系統會為你節省大量的運行費用和維護費用。
3、地源熱泵系統節能原理是什么？
作為地源熱泵系統的熱量來源（冬季）和熱量的減排低放源（夏季）的土壤深度在數米以下，全年溫度基本恒定，冬季遠高于室外空氣溫度，夏季又低于空氣溫度，因此地源熱泵的熱量轉移的條件遠憂于空氣源熱泵，只需要較少的外界能源即可實現熱能的順利轉移。
4、地源熱泵需要多大的機房空間呢？
地源熱泵的熱泵機組有三種。一是小型機組，單機制冷量不大于25KW是可裝于吊頂內，不占用任何室內空間，一種是大型螺竿機組，單機制冷量一般都在于幾百千瓦以上，需要按在專門機房內，需要占一定的室內空間。總體來說地源熱泵中央空調機組占地面積是傳統空調的三分之一。
5、地源熱泵空調系統的壽命是多少？
地埋管換熱部分壽命50年，熱泵機組壽命25年，整體系統沒有室外機組，沒有風吹，日曬，雨淋，不用頻繁清洗，壽命遠遠長于空氣源熱泵的室外機組和冷水機組的冷卻系統。
6、地下埋設閉合回路管道真的有效嗎？
通過地下管能源熱量技術發展的最新技術成果，這一技術的理論構思產生于40年代，最近幾年熱泵技術設計上的革新和地下管道技術的發展，才使得以地熱為能源的熱泵技術達到商業應用的最佳要求，到目前為止，地源熱泵技術在經濟上和技術方面已經成為傳統的供熱制冷技術同時存在，并在現實中應用成熟的技術。
7、地源熱泵系統是怎樣實現環保的？
地源熱泵系統不直接消耗煤和燃油，天燃器等礦物質原料。沒有任何直接排放的污染物其次地源熱泵將室內的熱量，轉移到地下土壤中存放，從源頭上根除空調系統對城市熱島的影響。
8、有哪些具體體現？
（1）地源熱泵系統不直接消耗煤或燃油、天然氣等到，沒有任何直排物；
（2）地源熱泵將室內的熱量轉移到地下土壤中存放，從源頭上根除了空調系統對城市熱島的貢獻；
（3）高效的地源熱泵系統采用非常嚴格的控制系統，實現了能量輸出和建筑物能量需求的直接對應，減少了剩余能量的損耗；
（4）高效的地源熱泵系統，輸出同等量的有用能量，僅僅消耗30-60%的電功率，高效的一次能源利用率，是地源熱泵系統環保效果的最直接原因。
9、在極端低溫的氣候條件下，是否要備用熱源？
在通常舒適空調系統中，不需要備用熱源；地表5米以下的巖土層中全年的溫度基本保持不變，不受大氣溫度的影響，因此地源熱泵系統哪怕是很冷的天氣條件下也能提供建筑所需的熱量。
10、U型地埋管換熱系統的換熱量與什么有關系？
與地埋換熱系統換熱量有直接關系的因素有：
1.地質條件。巖石層地質換熱最好，其次為沙卵層、沙土層、粘土層。
2.地下的含水量。含水量越深，地下水越豐富，換熱量越高。
3.U型地埋管的埋管深度。埋度越深，換熱量越好，最淺不能少于40米。
4.PE管道的質量。純原料生產的PE管道換熱量最好，再生料生產的PE管道換熱量一般，且質量沒有保證。
5.室外氣溫的變化。室外溫度降低，地埋管換熱量會略有降低。
6.井孔是否填實。如果井孔沒有填實，地埋管道不能與土壤充分接觸，熱量傳遞較慢，換熱量也會降低。 其他因素一般不會對地埋換熱系統有影響，可忽略不計。
11、地源熱泵的可靠跟傳統空調相比如何？是否需要當地具有地熱資源？
采用地源熱泵進行熱交換的方式，已經是非常成熟的施工工藝，只要按相關標準施工，其穩定性已經得到廣泛認可。且由于其不受外界氣候的影響，地源熱泵是目前所有空調系統中運行最為可靠的。地源熱泵有時也被稱為地熱熱泵但實際上，它完全不需要當地具有地熱資源，它利用的只是地下介質如土壤、巖石和水的蓄熱能力。
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