【地源熱泵問答】地源熱泵系統常見問題 地源熱泵專業知識問答
　　地源熱泵常見問題解答
　　1、什么是地源熱泵？
　　地源熱泵是利用地下一定深度下的土壤、巖石、水等介質在不同季節均維持穩定溫度的特點，在地下安置專門的熱交換裝置，并與地上熱泵相連，以達到為室內供暖或制冷的目的。
　　2、地源熱泵是如何工作的？為何能夠節能？與傳統空氣熱泵有何不同？
　　地源熱泵主要是與地下介質進行熱交換，而不是與室外空氣進行熱交換。在夏季，在為室內提供空調的同時，其廢熱不再是排入空氣中，而是儲存于地下，以此提高冬季供暖的效率；在冬季，室內供暖的大部分能量來自于地下介質，利用地下土壤溫度來為室內提供免費的熱能。一般來講，冬季每千瓦的電力能為室內帶來4～5千瓦熱量，而土壤溫度的降低又為下一季節的空調帶來冷源。因此地源熱泵更多地是在室內和地下“轉移”能量，而不是“創造”熱量。
　　由于地源熱泵是在土壤和室內空氣之間工作，二者之溫差較室內外空氣溫差要小很多，其工作效率便非常之高。地源熱泵較之于常規空調非常類似于在平路上行駛的汽車和爬陡坡的汽車。
　　3、地源熱泵是否能維持室內溫度穩定？是否需要使用電力？
　　地源熱泵有時會被誤解為一個被動維持室內與地下溫度平衡的系統，因此不能保證室內溫度的舒適和穩定。而實際上，地源熱泵是一個完全的主動系統，它使用電力驅動的壓縮機，其制冷和供暖循環與常規冷暖空調沒有原則的區別。地源熱泵在夏季能夠制冷，在冬季能供45～50℃熱水。地源熱泵是目前為止最為有效，室內溫度穩定在舒適水平上的現代空調系統。
　　4、地源熱泵是否需要使用地熱？
　　地源熱泵（Ground Source Heat Pump）有時也被稱為地熱熱泵（Geothermal Heat Pump）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。
　　5、如果當地沒有地下水或不允許抽采地下水怎么辦？
　　采用地下水只是地源熱泵方式中的一種。薩斯特技術有限公司的獨特閉式系統完全不需使用地下水，封閉的地下換熱系統將能量帶出或帶入地下，不需使用地下水作為媒介。
　　6、地源熱泵地下循環有哪幾種方式？各有何特點？
　　地下換熱器是影響系統投資和效率的關鍵。換熱系統有開式循環系統、閉式循環系統和混合循環系統等幾種形式。開式循環管道中的水來自于湖泊、河流或者豎井之中的水源。與閉式循環類似的是，與建筑交換熱量之后，水流回到原來的地方或者排放在其它的合適地點。開式循環方式的優點在于設計簡單，安裝費用低，占用土地面積小，以及傳熱效率高等。但它僅僅適應于有充足的水源，而且在當地的法律條例允許使用這些水源的情況下。這種方式的其它不利方面還會在后面提到。
　　大部分地下換熱器是封閉循環，所用管道為導熱能力好的高密度聚乙烯管。管道可以通過垂直井埋入地下50－100米深，或水平埋入在地下約2.5米處，也可以置于池塘或河流的底層。大部分場合下，三種方式中總有一種比較適宜。管中填充的是水溶液。在冬天，管中的流體從地下抽取熱量，帶入建筑中，而在夏天則是將建筑中的熱能通過管道送入于地下儲存。
　　對于大型商業建筑，當其夏天冷負荷遠遠大于其冬天的熱負荷時，往往要采用混合系統。在混合系統中，地下換熱器的大小一般按熱負荷來計算，夏天所需的額外的冷負荷由常規的冷卻塔來提供。這樣的混合系統降低了地下換熱裝置的尺寸，從而降低了一次性初期投資，但盡管冷卻塔的尺寸比普通情況下的小了許多，但維修成本卻比一個全地源系統高，同時帶來建筑上的諸多不利。
　　7、抽取地下水的開式循環具有哪些優缺點？
　　開式循環系統具有簡單易行，成本低廉等巨大優勢，因而得到廣泛應用，但同時要注意到的是這種方法所存在的一些問題：
　　（1）許多地區的地下水資源缺乏，限制了開式熱泵的應用。不同的城市有不同的地下水資源管理辦法，過分依賴地下水，縮小了地源熱泵的市場。
　　（2）地下水位可能受地區、季節和周邊地區用水的影響，而不穩定的地下水位有可能威脅地源熱泵的長期可靠的運行，尤其當我們所指的長期是30年、50年甚至更長的時間。
　　（3）長期的使用中，水井的出水量會有所變動，而回灌將是更大的問題，至少需要在一定的時間內對水井進行再生和處理。
　　（4）地下水質會極大地影響冷凝器或蒸發器的可靠運行及其壽命，危害主要來自水中雜質（包括泥沙）對換熱設備的阻塞和管道的結垢。設備要定期進行清理。
　　（5）抽水井和回水井有明顯的水位差，這將加大循環水泵的功率消耗。
　　（6）而在閉式循環中基本上沒有上述困難，尤其是保證了地源熱泵系統的可靠性和低維護乃至免維護，在美國已經成為主要的地源熱泵循環方式。
　　8、地源熱泵適合哪些情況下的建筑？
　　地源熱泵既適合單家別墅、商用建筑，也適用于多層公寓。既適用于新建筑中安裝，也適用于舊有建筑的改造。一般來講，下列情況下地源熱泵的優勢能更顯著地體現：
　　（1）大型商用建筑。如商場、展覽館、機場、體育館、車站、影劇院等負荷高、耗能多的場所。其節能更加明顯，而單位面積的初期投資確有所降低。
　　（2）既要在冬季供暖，又要在夏季制冷的地區和建筑中，此時，由于地源熱泵能同時提供供暖、制冷和熱水，一機三用，相應初期投資與常規空調增加不明顯。
　　（3）檔次較高、面積較大的居室，如果舒適成為追求的主要目標之一，地源熱泵能最大程度地滿足住戶的舒適要求，不必擔心極端氣候下的供暖或供冷不足。
　　（4）地質條件好，便于安裝地下系統的地方，此時初投資也相應降低。
　　（5）有特殊要求的建筑，對噪聲、安全性、外觀等更高要求的情況下，地源熱泵會是一個很好的解決方案。
　　9、哪些情況下不宜安裝地源熱泵？
　　相比之下，在下列情形中，地源熱泵的優勢不是十分明顯：
　　（1）面積小、樓層高、檔次較低的住宅，此時地源熱泵投資會明顯抬高單位面積成本，影響房產商的利潤，用戶可能更傾向于簡便、低廉的窗式空調或分體式空調。
　　（2）地質情況不好，外部地下空間十分狹小的情況。
　　10、地源熱泵有哪些不利的地方？
　　地源熱泵應用中的主要問題在于：
　　（1）一般認為初期投資較高。
　　（2）受外部空間限制的情況下并不適用。
　　為什么說地下換熱系統是地源熱泵的關鍵：
　　地源熱泵除了地下部分外與常規機組并無根本的區別，之所以說地下換熱系統是地源熱泵的關鍵，一方面是因為其直接決定系統的運行效果，另一方面，是因為地下系統的設計、施工和安裝等對大多數工程公司是一個挑戰，不當的設計和施工將直接影響系統是否能正常運行和系統長期可靠性。
　　11、地源熱泵施工有哪幾種方法？
　　不同的閉式循環系統有不同的施工方法。目前主要采用垂直打孔，水平打孔和水平開溝等方式。一般均以機械作業完成。
　　（1）水平鉆孔與方向校正
　　（2）水平鉆孔能保證地表植被不被破壞，但效率較低。鉆孔時要通過探測儀校正水平孔的延伸方向。
　　（3）水平開溝
　　（4）開溝相對要快捷些，管道鋪設也較簡便。更主要的是此時可將管子螺旋埋入，增加埋管長度。
　　（5）垂直鉆孔與灌漿
　　（6）垂直鉆井形成的地下系統性能良好，并且占地面積小，但成本較高。為增加管道與土壤之間的導熱，一般要采取灌漿，用水凝性的膨潤土填入孔井之中。目前美國有多家提供該種高導熱粉末漿料的生產企業。
　　12、地源熱泵的可靠性如何？
　　由于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。
　　13、地源熱泵壽命有多長？
　　地源熱泵非常可靠耐用。它的機械運動部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安裝在室內，從而避免了室外的惡劣氣候，而地下換熱器的保證期可達50年。
　　14、地源熱泵的噪聲如何？
　　地源熱泵系統非常地安靜，帶給您的是一個非常愉悅的環境。地源熱泵避免了可能會打擾你和你鄰居的噪聲，無論您在室內、陽臺或戶外均能安享寧靜的環境。
　　15、地下熱交換系統施工會不會影響工程進度？
　　一般不會。地源熱泵的施工安裝可選擇在地基工作的同期，或建筑框架施工完成之后，室內裝修開始之前。
　　16、地下換熱系統是否會影響地面草坪和植物？
　　絕對不會。地下換熱系統的埋管深度及土壤導熱的緩慢使得其對地表溫度的影響十分微小，地面溫度更多地取決室外空氣溫度。
　　17、地下換熱系統是否會與地下管網有沖突？
　　如果地下換熱系統的施工在管網施工之后，局部地方可能會有沖突，但可以在設計時盡量避開，如果地下換熱系統的施工在管網之前，則基本不會有影響。
　　18、地源熱泵是否可以分戶計費？
　　薩斯特技術公司與不同的設備制造商合作，結合用戶建筑區域的劃分及功能的指定，采用不同形式和大小的熱泵機組，完全保證一區（戶）一機，實行分戶計費。減少用戶在管理上的成本。
　　19、現在建筑耗能過大，是否可以改建？
　　原則上講是完全可以。原先的風道式風機盤管系統均可留用，但更新系統的投資及經濟上的可行性如何，則要根據原有系統的新舊程度，周邊建筑空地與施工難易，運行負荷等情況來作經濟分析。一般來講，如果原系統是水冷系統，更改的經濟性會比較好。薩斯特技術公司愿意免費對工程作評價和經濟性分析。
　　20、什么是“熱島效應”？
　　“熱島效應”是指城市建筑中由于耗能、地面吸收等因素造成的熱量集中，其中空調系統的負面作用占重要比重，在室內維持較冷的空氣的同時，大量建筑的空調器在向街面、鄰居排出熱量，造成室外整體溫度的上升，結果是小環境的舒適，大環境的犧牲，這種情況在建筑密集的城區尤其明顯。
　　21、為什么地源熱泵又被稱為“隱式空調”？
　　由于地源熱泵無需向室外空氣排熱，不必有設備顯露室外，整個系統可以安置在過道、門頂、天花板內、車庫里，并封閉起來，這樣在室內外均沒有顯露設備。故被稱為“隱式空調”。
　　22、地源熱泵系統能給小區環境帶來哪些好處？
　　（1）由于系統隱蔽，用戶室外、室內均顯得整齊美觀。
　　（2）沒有室外冷卻塔、散熱器。減少小區“熱島效應”，保持小區外面的舒適
　　（3）同樣由于沒有戶外散熱設備，無噪聲影響自己及鄰居。
　　（4）系統隱蔽，無機器設備在室外運行，保護了小區的安全尤其是減少了兒童戶外人身意外的風險。
　　23、為什么地源熱泵的廣泛采用也有利于全球環境？
　　地源熱泵被美國能源部和環保署認定為對環境最有好處的空調供暖技術，其原因在于：
　　（1）使用電力較之其它的以燃料為動力的空調方式，大大降低了溫室氣體的排放。一般來講，集中的電力動力，包括火力發電，其污染的控制也較分散式小規模燃燒要容易得多。
　　（2）大量節省電力相當于減少了燃煤量，相應減少了溫室氣體排放，由于供暖和供冷均發生在電力緊張的“高峰”期間，這種節省同時提高了電網效率，起了調峰作用，這也是為什么在美國許多大型電力公司對地源熱泵用戶實行補貼政策的原因之一。
　　（3）與分體式空調相比，地源熱泵是完全的居式中央空調，對室內的所有空間進行溫度調節，既無室外機，也無需現場灌注制冷劑，制冷劑是在工廠內灌注并密封的，泄露的可能性大大降低。
　　24、什么是空調“供需魚形”？
　　如果將室內的空調負荷描繪成室外環境溫度的函數，則為一個下凹形曲線，在夏季室外溫度升高或冬季室外溫度降低時，空調的負荷均急劇增加。而另一方面，將熱泵機組的實際出力（供給）畫成室外溫度的函數，則為一上凸形曲線，表明在夏季高溫和冬季低溫時出力急劇下降，這說明空調系統的一個突出的普遍問題：在最需要的時候，系統出力最小，兩條曲線相關成一“魚形”，兩端交叉點之外表明空調系統出力不能滿足實際需求，系統處于不舒適狀態。
　　地源熱泵沒有改變需求曲線，但完全改變了出力曲線，熱泵系統的實際出力不再如此明顯地取決于室外空氣。由于影響系統出力的是地下相對穩定的溫度，系統出力也就維持在一個相對穩定的水平下。很直觀地可以看到，相等能力（壓縮機容量）下，地源熱泵的舒適溫度范圍要大于普通空調。換句話說，如果體質在相同的溫度范圍內的舒適性，地源熱泵所需的機組功率要小得多。
　　25、地源熱泵會不會在冬天供暖不足？
　　常規的風冷熱泵利用室外空氣溫度的降低來為室內提供熱量，但對于許多地區，當空氣溫度接近冰點時，便會在蒸發器上結霜，阻止進一步地從環境空氣中吸熱，出現這種情況用戶便明顯地感覺到系統供暖不足。一般來講，避免這個問題需要增加輔助熱源。
　　而地源熱泵與土壤換熱，后者保持在一個相對較高的溫度水平上，只要設計得當，完全
　　可以避免上述情況，保證系統在任何情況下都有充分的出力，但不排除在地下換熱器設計不充分時，出現循環水結冰的情況。
　　26、為什么閉式循環中，循環液體中要添加抗凍劑？
　　一般閉式系統設計中，循環液體中要增加乙二醇、鹽或其它形式的抗凍劑，其原因有二：
　　一是由于空調設計一般是按穩態平均負荷來計算地下換熱的，但實際過程卻是一個強烈的動態過程，一段時間的持續運行會造成循環液溫度過快地下降，如果系統的熱容量小，導熱慢，溫度得不到恢復，循環液溫度便會降低到冰點以下。此時，要保證系統的正常運行，便不得不增加抗凍劑，添加抗凍劑的另一個原因是如果接近地面的室外管道保溫不好，冬季長時間停止循環也會造成結冰，導致系統停機。
　　27、循環液中的抗凍劑有哪些負作用？如何避免？
　　循環液根據其種類不同，帶來的負作用包括有：
　　（1）毒性；
　　（2）對設備，尤其是循環水泵和換熱器的腐蝕性；
　　（3）成本上的增加。
　　在設計中充分考慮地下系統的動態性能，用充分的熱容量和導熱能力及管道保溫來避免使用抗凍劑。增加系統的壽命和可靠性，同時降低系統的初期投資。
　　28、地源熱泵和水源熱泵有何區別？
　　地源熱泵（Ground Source Heat Pump）和水源熱泵（Water Source Heat Pump）并無本質的區別。實際上，國內許多抽取地下水或使用淺表水（湖泊、河流、海洋）的開式系統使用的便是常規的水源熱泵，只是將常規系統中要用到的冷卻塔水循環改變為地下水水循環。但值得注意的是只有那些完全針對地源參數設計，照顧到短期內溫度變動，允許系統在－4～－5℃仍能正常工作的熱泵機組才被稱為是地源熱泵機組。
　　29、地源熱泵是否可以提供生活熱水？
　　地源熱泵能全天候提供生活熱水，并且熱水在夏季是免費的，春秋季節能可達75%以上，冬季節能也可高達50%。
　　30、地下熱交換系統是否可以安裝在建筑物下物下面？
　　可以，但一般我們不建議安裝在建筑物下面，盡管地下系統非常的安全、可靠，一旦故障發生在建筑物外面，我們可以很容易修復，但如果是在建筑物底下，便沒有這種機會。
　　31、安裝有地下換熱器的場地上面是否仍可使用？
　　可以，地下換熱器安裝好后，地面上可按計劃做成停車場、草坪、花壇，做成人行道路和車行道路均沒有問題。
　　32、一般來講，地下換熱系統的占地面積需要多少？
　　這要取決于建筑面積，樓層高度、埋管方式地質條件等。薩斯特技術公司的一個突出優勢便是能在較小的面積上，成就性能優越的地下換熱系統。但一般來講，建筑外部場地越寬松，地質情況越好，則施工越容易成本也有明顯降低。
　　33、為什么有的媒體稱地源熱泵對環境有負面影響？
　　主要由于目前大部分地源熱泵均采用開式循環，抽取地下水。如果系統有回灌不足，或取水與回水層不同，則導致地面下沉及其它相關聯的環境問題。薩斯特技術公司一般優先采用閉式循環系統。
　　34、如何保證地下溫度的穩定？地源熱泵是否會積累導致多年后效率衰減？
　　地源熱泵冬季和夏季是相反的過程，能量互相平衡但這種平衡是相對的，不能平衡的部分將在漫長的季節里消散到地表、土壤深層和換熱器的周邊土壤中，在這種消散過程中淺表水起著良好的作用。值得注意的是，薩斯特技術公司的熱泵系統可以主動恢復，保持地下溫度、濕度。
　　35、地下換熱系統出現問題是否意味整個系統的失效？有問題如何處理？
　　不會。地下系統的問題主要是泄漏。如果是發生在上部收集管總是可以修復的，泄漏位置也很容易確定，如果是深部埋管，可視情況修補，或直接封閉接口將其棄置，一般來講，放棄少量的埋管不會對整個系統有太大的影響，實際的情況是地下埋管的壽命要比地上設備長。
　　36、地下換熱系統的管道采用何種材料？壽命如何？
　　目前普遍采用的是高密度聚乙稀管道，這種特制的管道具有良好的易接性能，保證地下系統的壽命，柔性好，能適應地下土壤的一定程度的變型。最重要的是，該種管道具有良好的導熱性能。
　　37、地源熱泵提供的熱水與燃氣熱水有何不同？
　　地源熱泵和燃氣熱水器一樣，加熱自來水達一定的溫度，供廚房、衛生間等場所使用。所不同的是地源熱泵利用的土壤中所貯蓄的能量，電力只是起著一個“牽引”的作用，因此一千瓦的電力能帶來4-5千瓦的熱能，相應的熱水費用也遠低于其它電熱和煤氣熱水，在夏季利用的是空調釋放的熱水，因而是免費的。
　　38、分區空調？同時供冷和供暖？供暖與供冷地下系統是否相同？
　　地源熱泵機組可以很方便地實現同一建筑內區供暖或制冷，對于要求較高的建筑，能在同一時間內為部分區域供冷又為其它部分供暖，地源熱泵為此提供了十分便利的條件，分區間的地源熱泵系統不但可以同時為不同區域供暖和供冷，同時還可將供冷區內的多余熱量回收用于供暖區，能更進一步地節約能量。
　　39、地下系統的埋管在多深水平上？
　　對垂直井，一般在15-50米深，地面面積受限時，井深可達100米，水平埋管一般深2.5米。

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