暖通工程師考試《基礎(chǔ)知識(shí)》輔導(dǎo)要點(diǎn)（13）

地源熱泵中央空調(diào)機(jī)組工作原理

地源熱泵技術(shù)是利用地球表層的土壤(巖石)和水體(地下水、海洋、河流和湖泊等)吸收太陽(yáng)能和地?zé)崮芏纬傻牡臀粺崮苜Y源，并采用熱泵原理，通過(guò)少量的電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。

在中央空調(diào)系統(tǒng)中熱泵機(jī)組可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)三用的功能，即冬季以冷凝器放出熱量來(lái)供熱采暖，夏季以蒸發(fā)器吸收熱量來(lái)制冷，四季可以通過(guò)冷凝器端的熱量制備生活熱水，并且夏季以制冷為目的時(shí)制備熱水可以認(rèn)為是免費(fèi)的。

地源熱泵中央空調(diào)機(jī)組，是一項(xiàng)高效節(jié)能型、環(huán)保型并能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新技術(shù)，它既不會(huì)污染地下水，又不會(huì)影響地面沉降。

任何一種設(shè)備都有其工作溫度范圍，人也是如此，環(huán)境溫度超過(guò)人類(lèi)的生存范圍，人也無(wú)法生存。空調(diào)與制冷系統(tǒng)也是如此?？照{(diào)系統(tǒng)的溫度工作范圍，在夏季制冷時(shí)，冷凝器(室外機(jī))的冷凝溫度是42℃;冬季制熱時(shí)，蒸發(fā)器(室內(nèi)機(jī))的蒸發(fā)溫度是-5℃。超過(guò)這個(gè)這個(gè)溫度范圍，夏季時(shí)制冷效率降低，冬季時(shí)，制熱效率降低。這就是為什么空調(diào)為什么不適合北方冬季制熱的原理。

眾所周知夏季環(huán)境空氣溫度高于當(dāng)?shù)氐牡叵滤⒌乇硭?、土壤的溫度，冬季環(huán)境溫度低于當(dāng)?shù)氐牡叵滤?、地表水、土壤的溫度。土壤相?dāng)一個(gè)冷熱源的蓄能器，地下越深，恒溫效果越好。在地下十米以下，無(wú)論冬季或夏季，地下溫度都能保持在13℃左右不變。

因此，夏季地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)制冷時(shí)用地下水將冷凝器冷卻;冬季地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)制熱時(shí)用地下水將蒸發(fā)器升溫，這樣，不僅提高了空調(diào)系統(tǒng)的工作效率，同時(shí)也提高了空調(diào)的制冷/熱的效果，更主要的是也節(jié)省了能源。據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)安裝良好的地源熱泵，平均可以節(jié)省用戶(hù)30%～40%的冬季采暖或夏季制冷空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用。

土壤源熱泵空調(diào)也叫地源熱泵空調(diào)，就是在地下埋設(shè)管道作為換熱器，管道與熱泵機(jī)組連接形成閉式環(huán)路，管道中有液體流動(dòng)通過(guò)循環(huán)將熱泵機(jī)組的凝結(jié)熱通過(guò)管道散入地下(供冷工況)，或從大地吸取熱量供給熱泵機(jī)組向建筑物供熱(供熱工況)。

土壤源熱泵換熱器有多種形式，如水平埋管、豎直埋管等。這兩種埋管型式各有自身的特點(diǎn)和應(yīng)用環(huán)境。在中國(guó)采用豎直埋管更顯示出其優(yōu)越性：節(jié)約用地面積，換熱性能好，可安裝在建筑物基礎(chǔ)、道路、綠地、廣場(chǎng)、操場(chǎng)等下面而不影響上部的使用功能，甚至可在建筑物樁基中設(shè)置埋管，見(jiàn)縫插針充分利用可利用的土地面積。