地源热泵系统的应用及推广

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1、地源热泵系统的应用及推广　　摘要：文章介绍了地源热泵系统的工作原理及分类，对具体工程应用实例进行了分析，并结合政府、行业的相关政策，对地源热泵系统作为节能环保的推广应用进行了论述。　　关键词：地源热泵系统；热泵；可再生能源；节能　　中图分类号：TU832文献标识码：A文章编号：1009-237411-0025-02　　　　一、热泵的定义及其工作原理　　　　热泵的定义　　热泵术语是借鉴水泵一词而来。水泵是消耗一定的机械能，将水从低处送到高处的设备；而热泵则是消耗一定的机械能，将低温位热能“泵送”到高温位来供应热量需求的设备。在我国《暖通空调术语标准》中，对“热泵”的解释是

2、“能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机”；在《新国际制冷词典》中，对“热泵”的解释是“以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统”。可见，热泵在本质上就是制冷机，只是运行工况不同。　　热泵的工作原理　　热泵的工作原理是：由电能驱动压缩机，使工质循环运动反复发生物理相变过程，分别在蒸发器中汽化吸　　热、在冷凝器中液化放热，使热量不断得到交换传递，并通过阀门切换使机组实现制热功能。　　　二、地源热泵系统及其特点　　　地源热泵系统　　地源热泵系统是一种利用地表浅层地热资源作为冷热源，实现对建筑物的供暖或供冷的高效节能的空调系统。　　地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，蕴藏着无限的可再生

3、能源，地源热泵通过输入少量的高品位能源，通过热泵实现低温位到高温位的能量转移。在冬季利用热泵吸收其热量向建筑供暖，在夏季热泵将吸收到的热量向其排放，实现对建筑物的供冷。其工作原理大都是通过外部管道及阀门的切换来实现冬夏工况的转换，夏季空调供、回水走蒸发器，水源水走冷凝器，冬季空调供回水走冷凝器，水源水走蒸发器。　　地表浅层地热资源的温度计一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是热泵很好的供热热源和供冷冷源，这种特性使得地源热泵比传统空调运行效率要高35%左右，通常地源热泵机组的性能系数COP达到～，即消耗1kW的能量可以得到4kW以上的热量或制冷

4、量。　　地源热泵系统构成　　地源热泵系统由地表浅层地热资源、地热能交换系统、热泵机组、建筑物内系统组成一完整的供热空调系统。　　地源热泵系统特点　　1．节能。地源热泵系统利用地表浅层地能进行供热、制冷，与使用煤、气、油等常规能源供热制冷方式相比，地源热泵系统供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，节约了煤、气、油等这些常规的不可再生能源；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的水耗。　　2．环保。利用地源热泵系统供热、制冷无燃烧过程，避免了排烟、排污等污染，不产生废渣、废水、废气和烟尘。　　3．运行效能高、费用低。夏季高温差的散热和冬季低温差的取热，使得地源热泵系统换热效

5、率很高。因此，产生同样热量或冷量，其只需小功率的压缩机就可实现，大大减少了电能消耗。其耗能仅为普通中央空调和锅炉系统的50%～60%。　　4．便于建筑物景观设计。传统的空调供热，要有一个锅炉房，空调一般要在楼上放一个冷却塔。地源热泵系统免设锅炉房，又避免了在楼顶设置冷却塔。　　　　三、地源热泵系统的分类及应用实例　　　　地源热泵系统根据利用地热源的种类和方式不同可以分为以下三类：地下土壤源热泵系统、地下水源热泵系统、地表水源热泵系统。　　地下土壤源热泵系统　　地下土壤源热泵系统是以大地作为热源，热泵的换热器埋于地下，传热介质通过地埋管换热系统与岩土体进行冷热交换，这种系

6、统的突出特点是：占地面积大，钻井费用高。中央党校校医院8000m2，采用垂直埋管的土壤源热泵空调系统，满足冬季供暖、夏季供冷和生活热水的需求。地埋管设在建筑周边空旷的绿地下，共设160个深100m的循环孔，每个循环孔设置两对U型管，孔间距为4米，共占地达2500m2。　　地下水源热泵系统　　利用地下水作为冷热源的热泵系统称为地下水热泵系统，这种系统的突出特点是：适用于地下水资源丰富的地区。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则

7、是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。　　北京鸿基花园小区商场工程4000m2，采用地下水热泵系统满足冬季供暖、夏季供冷的需求。设6个井，井深90m，井间距30m，抽水管为焊接钢管，管径150mm。　　地表水热泵系统　　利用地表水作为冷热源的热泵系统称为地表水热泵系统。地表的水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，地表水热泵系统具有相对造价低廉、泵耗能低、维修率低以及运行费用少等优点。XX年北京奥运会的奥运村工程成功应用了再生水热泵系统。奥运村工程由42栋公寓楼组成，建筑面积达到53万�O，利用清河污水处理厂