暖通工程師考試復習指導《基礎專業(yè)》輔導知識點16

地源熱泵系統(tǒng)構(gòu)成與原理

系統(tǒng)構(gòu)成：

地源熱泵(也稱地熱泵)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。

地球是一個巨大的蓄熱體，一年四季其地表5m以下的土壤溫度十分穩(wěn)定，是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源。地源熱泵機組工作原理就是在夏季從土壤或地下水中提取冷量，由熱泵原理通過空氣或水作為載熱劑降低溫度后送到建筑物中，而冬季，則從土壤或地下水中提取熱量，由熱泵原理通過空氣或水作為載冷劑提升溫度后送到建筑物中，從而實現(xiàn)的熱交換過程。需要特別指出的是：地熱泵中的冷熱源不是指地下的熱汽或熱水，而是指一般的常溫土壤、地表水、地下水。

1.2地耦管熱泵系統(tǒng)

以導熱好、抗腐蝕、強度高且可繞曲的材料制成管路，內(nèi)有導熱流體(水或防凍劑)同土壤直接換熱后，進入水源熱泵機組的熱交換器與其換熱。當制冷供暖面積較小、周圍有較大空地時，采用水平敷設地鍋管路系統(tǒng)較合理，初投資較小;當制冷供暖面積較大、周圍有一定空地時，可采用垂直敷設地鍋管路系統(tǒng)，但其初投資相對較大。

與傳統(tǒng)的中央空調(diào)比較

燃煤鍋爐對環(huán)境的污染嚴重，而燃油及電鍋爐采暖造價及運行費用皆較高，讓人難以承受，也不符合國家長期發(fā)展的能源政策，而地源熱泵空調(diào)技術是國家科技部重點推廣的項目，也是國家節(jié)能設計手冊優(yōu)先選用的冷(熱)源方式。因此，近十幾年來，尤其是近五年來，中國的地源熱泵市場日趨活躍。

通常消耗l kw的電能或獲取4kw的熱量或冷量，與鍋爐(電、燃料)和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比，鍋爐供熱只能將90%一98%的電能或70%一90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶使用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省2/3以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省l/3以上的能量;由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10℃一25℃，其制冷、制熱系數(shù)可達3.5―4.4，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運行費用為普通中央空調(diào)的50%一60%。

地源熱泵系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物，地源熱泵有著明顯的優(yōu)點，不僅節(jié)省了大量能源，而且用一套設備可以同時滿足供熱和供冷的要求，減少了設備的初投資。