浅析地源热泵技术的特点及应用
摘要：地源热泵系统的能量来源于地下能源。它不向外界排放废气、废水、废渣, 是一种理想的“绿色空调”, 被认为是目前可使用的对环境最友好和最有效的供热、供冷系统。该系统无论严寒地区或热带地区均可应用本文探讨了地源热泵技术的特点及运用。关键词：地源热泵；技术；节能；应用
中图分类号： tu201.5 文献标识码： a 文章编号：
地源热泵系统经过多年的研究，在技术上已经比较成熟，而且经过多次的示范实践，肯定其具有节约能源、性能稳定、清洁安全等优点，虽然其初投资比常规采暖空调系统大，但可以大大节省运行维护费用。据世界环保组织估计，设计安装良好的地源热泵，平均可节约用户30%～40% 的采暖空调运行费，因此它将成为大有发展前景的采暖空调技术。
一、地源热泵技术的工作原理
地源热泵技术是一种利用地球表面浅层的地热能资源进行供热、制冷的高效、节能、环保的系统。地源热泵通过输入少量的电能，实现低温热能向高温热能的转移。工作原理见图1，地热能在冬季作为热泵供热的热源；在夏季作为热泵制冷的热汇。即在冬季，把地热能中的热量“取”出来，提高温度后，向室内供给热量；夏季，把室内的热量“取”出来，“排放”到地下可缓解城市热岛效应，通常热泵消耗1 k w 的能量用户可以得到今5 kw 的热量或冷量。
1997年~2002年 ■ 1997年11月8日，原国家科委与美国能源部在北京签署了中美两国《关于地热能源生产与应用的合作协议书》，决定在我国开始推广美国土-气（水）型地源热泵技术。 ■ 1998年11月4日，“中美两国《能源效率和可再生能源技术的发展利用领域合作议定书》工作小组第一次工作会议”在美国举行，会议通过了《中美两国政府合作推广美国地源热泵技术工作计划书》，中美两国政府地源热泵合作项目正式启动。 ■ 2002年4月23日，中美在北京签署了《中美两国地源热泵资助项目协议书》，大大加快了中美两国政府地源热泵合作项目的进程。 ■ 2002年12月19日，国土资源部发布《关于进一步加强地热矿泉水资源管理的通知》（国土资发[2002]414号）。通知指出，地热资源是宝贵的矿产资源，是重要的清洁能源之一，各级国土资源行政主管部门对此要有足够的认识，要加大地热资源的勘查评价力度，加强地热资源的开发和保护，严格地热井审批、施工和年审程序，开展地热开发利用示范项目和地热水回灌等新技术的研究推广工作，实现地热资源的可持续利用。 2005年 ■ 2005年2月28日，国家主席胡锦涛颁布33号主席令：2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》开始正式实施。地热能的开发与利用被明确列入新能源所鼓励发展的范围。 ■ 2005年11月29日，国家发展和改革委员会制订并颁布了《中华人民共和国可再生能源产业发展指导目录》，“地热发电、地热供暖、地源热泵供暖或空调、地下热能储存系统”被列入重点发展项目；“地热井专用钻探设备、地热井泵、水源热泵机组、地热能系统设计、优化和测评软件、水的热源利用”等被列为地热利用领域重点推荐选用的设备。 2006年 ■ 2006年5月30日，财政部发布实施了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》（财建[2007]371号）。该办法明确提出，加强对可再生能源发展专项资金的管理，重点扶持燃料乙醇、生物柴油、太阳能、风能、地热能等的开发利用。其中第二章有关“扶持重点”第七条中提出“在建筑供热、采暖和制冷的可再生能源开发利用，重点支持太阳能、地热能等在建筑物中的推广应用。” ■ 2006年5月31日，由北京市发展和改革委员会、规划委、建委、市政管委、科
地源热泵工作原理图讲解 地源热泵工作原理图讲解 今天为大家介绍一下关于地源热泵以及地源热泵工作原理的详细讲解。地源热泵是一种绿色技术，地源热泵工作原理是利用地热资源将低位能量转化成高位能量从而达到节能的目的，地源热泵能效比一般可以达到5以上，比普通的中央空调要节能40%以上，目前我国也在大力倡导地源热泵中央空调系统，很多专家认为，地源热泵将是中央空调的未来和趋势。 地源热泵为什么如此节能呢，这要从地源热泵工作原理说起，地源热泵主要是利用了地能和水能，和太阳能一样，他们都是免费可再生能源。下面安徽绿能通过地源热泵原理图为大家详细介绍一下地源热泵工作原理，看看地源热泵是如何节能的。 地源热泵原理简述 作为自然现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温流向低温，用著名的热力学第二定律准确表述：“热量不可能自发由低温传递到高温”。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以地源热泵实质上是一种热量提升装置，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，提高温位进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低，这就是地源热泵节能的原理。 地源热泵原理图 地源热泵工作原理 地源热泵系统是从常温土壤或地表水（地下水），冬季从地下提取热量，夏季把建筑的热量又存入地下，从而解决冬夏两季采暖和空调的冷热源。 夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温，同时储存热量，以备冬用。
冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用，大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。 地源热泵原理图 冬季地源热泵工作原理 冬天热泵中制冷剂正向流动，压缩机排出的高温高压R22气体进入冷凝器向集水器中的水放出热量，相变为高温高压的液体，再经热力膨胀阀节流降压变为低温低压的液体进入蒸发器，从地下循环液中吸取低温热后相变为低温低压的饱和蒸汽后进入压缩机吸气端，由压缩机压缩排出高温高压气体完成一个循环。如此循环往复将地下低温热能“搬运”到集水器，从而不断的向用户提供45 ℃ -50 ℃的热水。 夏天热泵中制冷剂逆向流动，与用户换热的冷凝器变为蒸发器从集水器中的低温水（7 -12 ℃）提取热能，与地下循环液换热的蒸发器变为冷凝器向地下循环液排放热量，循环液中热量再向地下低温区排放，如此循环往复连续地向用户提供7 -12 ℃ 的冷水。 地源热泵工作原理通过使用大自然中大量可重复利用的能源，很容易实现100%的可利用的热能，这样不断可以节能降耗还能环保健康。地源热泵是一项高技术工程，不仅对场地有限制，安装成本也很高，这是地源热泵还未能大面积推广的重要原因。在家庭领域，一般只有别墅用户选择地源热泵，从舒适100地源热泵工程来看，有条件的别墅用户对地源热泵持有相当乐观的态度，地源热泵更多是一种长远投资，虽然初期成本很高，但随着时间的推移，它的优势就会显露无疑。
“地源热泵”的概念，最早于1912年由瑞士的专家提出，而该技术的提出始于英、美两国。 1946年美国在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统。但是这种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛注意，无论是在技术、理论上都没有太大的发展。 20世纪50年代，欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮，但由于当时的能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。直到20世纪70年代初世界上出现了第一次能源危机，它才开始受到重视，许多公司开始了地源热泵的研究、生产和安装。这一时期，欧洲建立了很多水平埋管式土壤源热泵，主要用于冬季供暖。虽然欧洲是世界上发展地源热泵最成熟的地区，但是它也曾因为热泵专家不懂安装技术，安装工人又不懂热泵原理等因素，致使地源热泵的发展走了一段弯路。 随着科技的进步，关于能源消耗和环境污染的法律制订越来越严格，地源热泵的发展迎来了它的另一次高潮。欧洲国家以瑞士、瑞典和奥地利等国家为代表，大力推广地源热泵供暖和制冷技术。政府采取了相应的补贴政策和保护政策，使得地源热泵生产和使用范围迅速扩大。上世纪80年代后期，地源热泵技术已经趋于成熟，更多的科学家致力于地下系统的研究，努力提高热吸收和热传导效率，同时越来越重视环境的影响问题。地源热泵生产呈现逐年上升趋势，瑞士和瑞典的年递增率超过10％。美国的地源热泵生产和推广速度很快，技术产生了飞速的发展，成为世界上地源热泵生产和使用的头号大国。 从地源热泵应用情况来看，北欧国家主要偏重于冬季采暖，而美国则注重冬夏联供。由于美国的气候条件与中国很相似，因此研究美国的地源热泵应用情况对我国地源热泵的发展有着借鉴意义。 2005年美国商务部和密苏里大学在北京成立的环境和能源技术联合办公室（ETO），将国际地源热泵协会在中国的工作纳入其计划之中。 国内地源热泵应用 地源热泵系统，是冬供热夏制冷的好东西。他山之石，可以攻玉，了解一下我国地源热泵的发展及现状，可为推广技术借鉴。 中国早在50年代，就曾在上海、天津等地尝试采用夏取冬灌的方式抽取地下水制冷。天津大学热能研究所吕灿仁教授在1965年研制成功国内第一台水冷式热泵空调机。1997年，中国科技部与美国能源部签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，其中一项就是地源热泵的发展战略。1998年，中美两国确定在我国北京（代表北部寒冷地带）、宁波（代表中部夏热冬冷地带）、广州（代表南部亚热带），合作建立三个地源热泵的示范工程。北部示范工程是北京食品发酵研究所综合办公楼及专家楼，中部示范工程是宁波雅戈尔工业城，南部示范工程是广州松田职业技术学院。在这三个示范工程项目中，两个为地下水源热泵系统，一个为复合式地下水源热泵系统。 土壤源热泵的发展主要是从1998年开始。国内数家大学建立了土壤源热泵实验台，且大多数进行了地下换热器与地面热泵设备的长期联合运行。土壤源热泵系统最早应用在89年10月投入运行的上海闵行开发区办公楼，其技术和设备均由美国提供，使用情况良好。目前，国内的清华大学、天津大学、重庆大学、天津商学院、山东建工学院、中国科学院广州能源研究所等多家大学和研究机构都在对水源热泵进行研究，其中清华大学经过多年在多工况水源热泵的研究已经形成产业化的成果。 我国地源热泵的开发利用起步较晚，20世纪90年代开始推广和研究地源热泵系统。主要用于建筑物冬季供暖和夏季制冷。从2000年以来，地源热泵的开发利用在全国得到普遍推广，每年以10－15％的速度增长。京津地区发展速度最快。据中国地质调查局的资料显示，至2005年末，浅层地温能应用面积约2000万平方米。2005年以来，中国水源热泵的应用明显加快，由于这项技术比较成熟，在中国将进入大规模推广应用阶段。 北京是我国地源热泵技术推广较好的城市，主要原因是近年来，北京市根据城市能源发
地源热泵工作原理图讲解-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
地源热泵工作原理图讲解 地源热泵工作原理图讲解 今天为大家介绍一下关于地源热泵以及地源热泵工作原理的详细讲解。地源热泵是一种绿色技术，地源热泵工作原理是利用地热资源将低位能量转化成高位能量从而达到节能的目的，地源热泵能效比一般可以达到5以上，比普通的中央空调要节能40%以上，目前我国也在大力倡导地源热泵中央空调系统，很多专家认为，地源热泵将是中央空调的未来和趋势。 地源热泵为什么如此节能呢，这要从地源热泵工作原理说起，地源热泵主要是利用了地能和水能，和太阳能一样，他们都是免费可再生能源。下面安徽绿能通过地源热泵原理图为大家详细介绍一下地源热泵工作原理，看看地源热泵是如何节能的。 地源热泵原理简述 作为自然现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温流向低温，用著名的热力学第二定律准确表述：“热量不可能自发由低温传递到高温”。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以地源热泵实质上是一种热量提升装置，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，提高温位进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低，这就是地源热泵节能的原理。 地源热泵原理图 地源热泵工作原理
地源热泵系统是从常温土壤或地表水（地下水），冬季从地下提取热量，夏季把建筑的热量又存入地下，从而解决冬夏两季采暖和空调的冷热源。 夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温，同时储存热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用，大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。 地源热泵原理图 冬季地源热泵工作原理 冬天热泵中制冷剂正向流动，压缩机排出的高温高压R22气体进入冷凝器向集水器中的水放出热量，相变为高温高压的液体，再经热力膨胀阀节流降压
地源热泵 地源热泵的利用是国土资源部大力推广的一种新型环保、节能技术,具有再生、清洁、安全、高效的特点。 地源热泵系统的利用分地埋管地热源系统、地下水地热源系统和地表水地热源系统。 量转移到建筑物内 , 一个年度形成一个冷热循环 . 是最具有发展前景的一种形式。但对于该项技术的使用,受限制较多(需要当地土地资源部门对当地土地资源的评估、批准 ,而且其初步的投资较高。 2. 地表水地热源系统,即污水源热源系统。城市污水来源广泛,汇流面积大,污水原水流量具有小时变化规律明确、日流量相对稳定、随着城市规模的扩大而呈逐年递增的趋势。利用污水热泵空调系统不仅可以使污水资源化,更是改善我国供暖以煤为主的能源消费结构现状的有效途径。城市污水有三种形式:原生污水、二级再生水和中水。原生污水是指未经过任何物理手段处理的污水。运用原生污水源热泵空调系统相比于二级再生水和中水热泵空调系统的初投资及运行费用低。城市污水温度变化幅度较小,与环境温度相比,表现为冬暖夏凉,污水温度在冬季通常为13℃ ~17℃,在夏季为 22℃ ~25℃与河水及空气相比较,城市污水在温度在冬季最高、夏季最低,全年波动最小。污水的温度在城市可以利用的热能中是最多的。而且在能量消费密度越高的城市中其蕴藏的热量也越大。虽然污水的热赋存量很大,却不适用于产生动力,仅适用于 50℃一下的低温用户。
由于城市污水具有比较稳定的流量和适宜的温度, 污水源热泵系统能够高效稳定、安全可靠的运行, 可使夏季室温保持在 21℃ ~26℃, 冬季可达 18℃ ~24℃ . 城市污水热源泵,容易安装。一套设备可以实现夏季供冷、冬季供热,设备利用率高,总投资额为传统空调的 60%。 该技术已在北京、秦皇岛、哈尔滨等地开始运用。 下面是污水热源泵系统原理图: 但该项技术对于污水的需求量非常大,受水资源的限制。 3. 地下水热源系统(水源热泵常常被人们赞誉为“绿色空调” 。水源热泵就是以地下水作为冷热 " 源体 " ,在冬季利用热泵吸收其热量向建筑物供暖,在夏季热泵将吸收到的热量向其排放、实现对建筑物供冷。传统的暖通空调系统需要很多辅助系统或设备来完成一个完整的暖通空调功能,如冷却塔。而水源热泵系统只是通过与地下水的热交换来完成制冷或制热的效果。只应用一个硬件系统, 通过在不同季节进行冷凝器和蒸发器的转换,就可以完成制冷与制热功能的转换。该向技术已在我市部分楼盘开始使用。
地源热泵空调系统使用手册 及 日常维护 湖南省第三建筑工程有限公司
目录 第一部分日常注意事项及维护步骤 (3) 一、技术分析 (3) （一）、地源热泵机组使用注意事项及日常维护 (4) 1、日常检查及保养周期 (4) 2、主机系统保养时常见故障和排除方法 (6) 3、地源热泵主机使用说明 (8) （二）、风机盘管的日常维护 (9) （三）、组合式空调机组的日常维护 (12) （四）、循环水泵的日常维护 (15) （五）、加湿器的日常维护 (16) 第二部分、空调运行记录表 (17) 1、地源热泵机组运行记录表 (17) 2、循环水泵运行记录表 (18) 3、系统运行启停时间记录表 (19) 4、风机盘管系统运行记录表 ......................... 错误！未定义书签。 5、新风机运行记录表 (20)
第一部分日常注意事项及维护步骤 一、技术分析 中央空调系统日常运行时、外部系统影响及使用质量等方面工作因素，其系统内部循环系统、传热系统、控制系统、运转部件、气密性元件等可能或多或少会发生一些偏差或改变。此时，使用时日常保养工作显得尤为重要，如系统不能得到及时的调整、清洗和处理，轻者可能造成设备或部件无法最佳工作，严重的将导致系统运行可靠性与使用寿命受到影响，并引起设备故障率与系统运行能耗的增加。 主要表现在以下几个方面： （一）：地源热泵机组使用注意事项及日常维护 （二）：风机盘管的日常维护 （三）：组合式空调机组的日常维护 （四）：循环水泵的日常维护 （五）：加湿器的日常维护
（一）、地源热泵机组使用注意事项及日常维护1、日常检查及保养周期 1.1、日常检查项目表
关于地源热泵技术的毕业论文开题报告 一、选题的依据及意义： 1．依据： 进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用 热水供应装置，热水供应装置已成为现代学校居住必备。90年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，热泵供热技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进 了地源热泵供热机组的快速发展。 随着生产和科技的不断发展,人类对地源热泵供热技术也进行了一 系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的地源热泵供热产品和技术,现在利用成熟的电子技术来进行综合的控制，并和太阳能结合更注意 能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后 发展的主题。 2．意义： 地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定 的特性,，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热 或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中,达到降 温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政 管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地 下水或者地表水中取热,向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时,它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。通常根据热泵的热源（heatsource）和热汇（heatsink）（冷源）的不同，主要分成三类：空气源热泵系统(air-sourceheatpump)ashp 水源热泵系统(water-sourceheatpump)wshp 地源热泵系统(ground-sourceheatpump)gshp 平时还有人把热泵系统按照一次和二次介质的不同，分别叫做： 空气---水热泵系统 水---空气热泵系统
辛集市阳光壹号翡翠园住宅小区 建筑能耗监测 审查：XXX 校对：XXX 设计：XXX 2011年06月09日
1.设计依据 1.1《过程检测及控制流程图图形符号和文字代号》GB2625－81 1.2《民用建筑电气设计规范》JGJ16 －2008 1.3《财政部、建设部关于加强可再生能源建筑应用示范管理的通知》（财建[2007]38号） 1.4《关于加快开展可再生能源建筑应用示范项目验收评估工作的通知》（财办建[2009]116号） 2.概述 地源热泵技术是一种利用浅层常温土壤或地下水中的能量作为能源的高效节能、零污染、低运行成本的既可供暖又可制冷并能提供生活热水的新型热泵技术。热泵是一种从低温热源汲取能量，使其转换成有用热能的装置。 系统由水循环系统、热交换器、地源热泵机组和控制系统组成。冬季代替锅炉从土壤中取出热量，以30-40℃左右的热风向建筑物供暖，夏季代替普通空调向土壤排热，以10—17℃左右的冷风形式给建筑物制冷。同时，它还能供应生活热水。它的最大优点是节能、无污染和运行费用低、空气质量高。它不向外界排放任何废气、废水、废渣，是一种的理想的“绿色技术”。从能源角度来说，它是一种用之不尽的可再生能源。 先进的自动化技术在可再生能源建筑应用中已广泛使用，并发挥出显著的技术经济效益。在系统控制过程中，通过对水泵、热泵、机组以及水流流量的控制和监测，使系统达到最大程度的高效和节能。 3.监控系统构成 根据本工程的实际情况及工艺要求，监控系统设计采用分布式计算机监控系统。系统由中心监控计算机和现场控制分站组成，采用以太网及现场控制总线相结合的通讯网络。同时中心监控计算机预留与物业管理网络衔接的通讯接口。设置中央控制室，中央控制室内设置中央监控计算机、打印机、投影仪等设备。 由可编程序控制器及自动化仪表组成检测控制系统---现场控制站，对各工艺过程进行分散控制；再由中央控制室，对全系统实行集中管理。分控站与中央控制室之间由以太网进行数据通信。
地源热泵工作原理地源热泵原理图 舒适100网2010-7-9 12:00:38 .shushi100. 地源热泵是一种绿色技术，地源热泵工作原理是利用地热资源将低位能量转化成高位能量从而达到节能的目的，地源热泵能效比一般可以达到5以上，比普通的中央空调要节能40%以上，目前我国也在大力倡导地源热泵中央空调系统，很多专家认为，地源热泵将是中央空调的未来和趋势。 地源热泵为什么如此节能呢，这要从地源热泵工作原理说起，地源热泵主要是利用了地能和水能，和太阳能一样，他们都是免费可再生能源。下面我们通过地源热泵原理图为大家详细介绍一下地源热泵工作原理，看看地源热泵是如何节能的。 地源热泵原理简述 作为自然现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温流向低温，用著名的热力学第二定律准确表述：“热量不可能自发由低温传递到高温”。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以地源热泵实质上是一种热量提升装置，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，提高温位进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低，这就是地源热泵节能的原理。
地源热泵原理图 地源热泵工作原理 地源热泵系统是从常温土壤或地表水（地下水），冬季从地下提取热量，夏季把建筑的热量又存入地下，从而解决冬夏两季采暖和空调的冷热源。 夏季通过机组将房间的热量转移到地下，对房间进行降温，同时储存热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用，土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。 地源热泵原理图
地源热泵技术介绍 一、什么是热泵 热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出可用的高品位热能的设备，可以把消耗的高品位电能转换为3倍甚至3倍以上的热能，是一种高效供能技术。热泵技术在空调领域的应用可分为空气源热泵、水源热泵以及地源热泵三类。由于热泵是提取自然界中能量，效率高，没有任何污染物排放，是当今最清洁、经济的能源方式。在资源越来越匮乏的今天，作为人类利用低温热能的最先进方式，热泵技术已经在全世界范围内受到广泛关注和重视。 二、什么是地源热泵 地源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。 三、地源热泵的结构 地源热泵空调系统主要分为三个部分：室外地能换热系统、水源热泵机组系统和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机组主要有两种形式：水-水型机组或水-空气型机组。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。 四、地源热泵的基础原理 地源热泵原理是：冬季，热泵机组从地源（浅层水体或岩土体）中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统。 1、地源热泵制热原理 地源热泵系统在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进
行汽-液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由循环水路将冷媒中所携带的热量吸收，最终通过室外地能换热系统转移至地下水或土壤里。在室内热量通过室内采暖空调末端系统、水源热泵机组系统和室外地能换热系统不断转移至地下的过程中，通过冷媒-空气热交换器（风机盘管），以13℃以下的冷风的形式为房供冷。 2、地源热泵制冷原理 地源热泵系统在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由室外地能换热系统吸收地下水或土壤里的热量，通过水源热泵机组系统内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以室内采暖空调末端系统向室内供暖。
地源热泵系统工作原理、优点介绍 环境和经济效益显著 地源热泵机组运行时，不消耗水也不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。地源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比也可以减少40%以上；与电供暖相比可以减少70%以上，它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%，比燃气锅炉的效率高出了75%。 一机多用，应用广泛 地源热泵系统可供暖、空调制冷，还可提供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统，特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物。地源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量的能量，而且用一套设备可以同时满足供热、供冷、供生活用水的要求，减少了设备的初投资，地源热泵可应用于宾馆、居住小区、公寓、厂房、商场、办公楼、学校等建筑，小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。 自动运行 地源热泵机组由于工况稳定，可以设计成简单的系统，部件较少，机组运行可靠，维护费用用低，自动控制程度高，使用寿命长。 无环境污染 地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少38%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上，真正的实现了节能减排节能减排是减少能源浪费和降低废气排放更多。维护费用低 地源热泵系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，系统安装在室内，不暴露在风雨中，也可免遭损坏，更加可靠，延长寿命。 使用寿命长 地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管，寿命可达50年,要比普通空调高35年使用寿命。 维持生态环境平衡 地源热泵夏天把室内的热量排到地下，冬天把地下的热量取出来供室内使用，相对来说，向环境排放更少的能量，维持生态环境的平衡。 节省空间 没有冷却塔、锅炉房和其它设备，省去了锅炉房，冷却塔占用的宝贵面积，产生附加经济效益，并改善了环境外部形象。
地源热泵的研究与应用 重庆大学 李保群 康侍民 段凯 摘 要：本文介绍了地源热泵的工作原理和基本类型; 比较了地源热泵与普通空调系统的特点,得出地源热泵在技术上和经济上具有明显优势的结论。介绍了地源热泵技术在工程中的应用，分析了地源热泵在中国的发展前景。关键词：地源热泵 应用 展望 Abstract:The development of ground-source heat pump ( GSHP) at home and abroad is briefly introduced. The working principle and fundamental types are discussed here. With the comparison between the GSHP and common airconditioner, the apparent advantages in technology and economics for the GSHP are presented. The development of ground-source heat pump’s application in engineering were introduced. Good prospect of development and utilization of ground-source heat pump technology in China was brought forword. Keywords: ground-source heat pump, application, prospect。 1 热泵 1．1 热泵就是通过制冷循环使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。根据供热时所采用的低品位热源分类，热泵可分为：空气源热泵、水源热泵和地源热泵。其中，地源热泵包括地下水源热泵和地下土壤源热泵。 地源热泵技术是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源，可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热，向建筑物供暖；夏季它向土壤、地下水或者地表水放热，达到给建筑物降温的目的。同时，它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效利用能源的方式。 地源热泵（Ground Source Heat Pumps ,GSHP）系统包括三种不同的系统：以利用土壤作为冷热源的土壤源热泵，又称为地下耦合热泵系统（ Ground-coupled heat pump systems）或者地下热交换器热泵系统（Ground heat exchanger）；以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统（ Ground water heat pumps）；以利用地表水为冷热源的地表水热泵系统（ Surface-water heat pumps）。 1．2 土壤源热泵[1]
地源热泵的12大优势 由于地源热泵系统采取了特殊的换热方式，使它具有普通中央空调和锅炉不可比拟的优点： 一、高效节能 与锅炉（电、燃料）供热系统相比，土--气/水型地源热泵系统的转换效率最高可达4.7 。而锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能转换为热量供用户使用，因此它要比电锅炉加热节省2/3以上的电能，比燃料锅炉节省1/2以上的能量，运行费用为各种采暖设备的30-70%。由于土壤的温度全年稳定在10℃—20℃之间，其制冷、制热系数可达3.5—4.7，与传统的空气源热泵（家用窗式和分体式空调、中央式风冷热泵）相比，要高出40%以上，其运行费用仅为普通中央空调的50—60%。夏季高温差的散热和冬季低温差的取热，使得土--气型地源热泵系统换热效率很高。因此在产生同样热量或冷量时，只需小功率的压缩机就可实现，从而达到节能的目的，其耗电量仅为普通中央空调与锅炉系统的40%—60%。 二、绿色环保 土--气/水型地源热泵系统在冬季供暖时，不需要锅炉，无废气、废渣、废水的排放，可大幅度地降低温室气体的排放，能够保护环境，是一种理想的绿色技术。 三、分户计费 实现机组独立计费，分户计表，方便业主对整个系统的管理。 四、使用寿命长
家用空调设计寿命8年，燃气锅炉为10年；土--气型地源热泵机组为50年，水循环和风管系统60年以上，地耦管路系统为70年，它比所有各种空调系统和采暖设备的寿命都要长。 五、节省建筑空间控制设备简单 土--气/水型地源热泵系统采用将地源热泵机组分散安装于各处所（居室、会所、办公室等）的方式，中央控制仅需选择水路控制，除去了一般中央空调集中控制所有参量的复杂环节，从而降低控制成本。在各分散安装单元（居室、会所、办公室）可根据用户要求设不同的体积很小的终端控制器，实现从最简单（起停、供暖、制冷三档）到复杂的可编程智能控制方式。 六、系统可靠性强 每台机组可独立供冷或供热，个别机组故障不影响整个系统的运行。机组的运行工况稳定，几乎不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑。 七、同时供暖制冷 土--气/水型地源热泵系统可做到同时有的房间或区域制冷，有的房间或区域供暖，这对大型商业建筑尤其重要。采用传统中央空调系统只有使用造价极其昂贵的四管空调系统才能做到，而土--气型地源热泵不需增加任何设备便可做到。 八、维护费用低廉 土—气/水型地源热泵系统不带有室外安装的设备，不设冷却塔、屋顶风机，没有室外设备安装维护费用。压缩机工作稳定，不会出现传
北京房地产 地源热泵，在这个能源短缺的时代，作为建筑节能的有效手段，它正在走进大众视野。地源热泵技术是利用地表浅地热能，冬天供暖，夏天制冷，并为用户提供全年热水。由于具有开源和节能的双重效果，它被称为２１世纪的“绿色空调技术”。 面对巨大的能源压力和供热制冷需求，开源和节流并举显得尤为重要。我国地源热泵技术已经达到什么水平？它的应用情况如何？本人近几年一直对地源热泵系统成功案例进行跟踪测试和总结，为更好的吸收国外先进经验，本人有幸参与了中日热泵与蓄热技术交流会。就中日地源热泵技术发展现状总结如下。 ■日本热泵发展概况 日本热泵制造技术非常领先，一些市政建设项目和公益性建筑都曾利用地源热泵进行供暖、制冷及热水供应等综合性服务，效果颇佳。据不完全统计，日本每年生产的热泵空调，商用大约是６０～８０万台，住宅用大约为６００～８００万台。热泵的工业应用包括空调和加工供热。此外，热泵的普及不仅提高了能源效率，还改善了室内的空气质量。 日本热泵技术应用最广的是空气源（风源）热泵，其次是海水源热泵；水源热泵和土壤源热泵的发展受一定条件的约束，还没有被完全推广。 日本有一种新型热泵，利用海水的潜热作为热泵系统的热源，满足室内温度和相对湿度的要求。该热泵系统已在日本清水港水族管投入使用。该新型热泵既具有空气源热泵的价格优势，又具有海水源热泵的性能优势。该系统利用非峰值时间的电能对海水进行冷却。在夜间，热泵运行，收集海水热量，然后储存在蓄冰箱中。该海水源热泵的节能通过以下两个途径来实现：第一，水的传热效率远远高于空气；第二，在冬季，海水温度通常高于环境温度，夏季又低于环境温度，这样有利于提高热泵的运行效率。这种新型热泵系统投入运行以后，与传统空气源热泵和燃油系统相比，其运行费用显著降低；另外也相信ＣＯ２等温室效应气体的排放量要低于其他传统的 热泵系统。 ２００１年，热泵热水器于开始进入日本家庭，政府对消费者给予 一定的补助。这种热水器可以使每户节能３０％，很受用户欢迎。日本政府有关人士预计，到２０１０年大约有５２０万个日本家庭会使用这种热水器。 水源热泵（浅层地下水），日本早在上世纪３０到６０年代曾采用了大量的地下水源型热泵系统。上世纪７０年代时，几十个地下水热泵系统应用于宾馆、医院、公寓等建筑中。但是，由于回收水及地表下陷的等问题，地下水源型热泵系统还没有被完全推广。 土壤源热泵，在日本，出于房屋空间的限制，垂直型系统将更有 发展前途。但是由于目前钻探费用是地热源热泵系统得到采用的巨大障碍，所以除特殊项目之外政府不对终端用户提供直接补助来改进地热源热泵系统。 ■地源热泵系统的施工技术 不同形式地源热泵系统采用的施工技术也不相同，这里主要对目前采用最多的地源换热器埋管系统施工技术加以详述。 一、换热器埋管技术 闭式地源热泵系统将换热器管埋于地下，埋管形式有水平埋管和竖直埋管两种。 水平埋管通常浅层埋设，开挖技术要求不高，初投资低于竖直埋管，但其占地面积大，开挖工程量大。这种形式在地源热泵技术的早期应用中较多，现国外工程己很少采用。 竖直埋管地源热泵系统占地面积小，受外界的影响极小，恒温效果好；施工完毕后，需要的维护费用极少，用电量也低，运行成本得到了大幅度降低。它比较适合我国这样人多地少的国家建造，同时，它也是国际地源组织（１ＧＳ卿Ａ）的推荐形式。目前国外应用较多，发展也较快。如何提高钻孔效率，降低初投资中的钻孔费用是当前该领域研究的重点。 １．竖直埋管换热器形式 日本地源热泵技术发展现状 □北京依科瑞德地源科技有限责任公司苏存堂 窗口 ２００ ７－１１编辑潇 琦面对巨大的能源压力和供热制冷需求，开源和节流并举显得尤为重要。更好地吸收国外先进经验，本人参与了中日热泵与蓄热技术交流会。 ９９
国家标准《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005设计要点解析 中国建筑科学研究院空气调节研究所邹瑜徐伟冯小梅 摘要：本文针对不同地源热泵系统的特点，结合《规范》条文，对地源热泵系统设计特点、方法及要点进行了深入分析，为地源热泵系统的设计提供指导。 关键词：地源热泵系统、设计要点、系统优化 1 前言 实施可持续发展能源战略已成为新时期我国能源发展的基本方针，可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。2006年1月1日《可再生能源法》正式实施，地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。地源热泵系统利用浅层地热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益，但由于缺乏相应规范的约束，地源热泵系统的推广呈现出很大盲目性，许多项目在没有对当地资源状况进行充分评估的条件下就匆匆上马，造成了地源热泵系统工作不正常，为规范地源热泵系统的设计、施工及验收，确保地源热泵系统安全可靠的运行，更好的发挥其节能效益，由中国建筑科学研究院主编，会同13个单位共同编制了《地源热泵系统工程技术规范》（以下简称规范）。该规范现已颁布，并于2006年1月1日起实施。 由于地源热泵系统的特殊性，其设计方法是其关键与难点，也是业内人士普遍关注的问题，同时也是国外热点课题，在新颁布的《规范》中首次对其设计方法提出了具体要求。为了加深对规范条文的理解，本文对其部分要点内容进行解析。 2 《规范》的适用范围及地源热泵系统的定义 2.1 《规范》的适用范围 该《规范》适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸气压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。它包括以下两方面的含义： （1）“以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质”，意旨不适用于直接膨胀热泵系统，即直接将蒸发器或冷凝器埋入地下的一种热泵系统。该系统目前在北美地区别墅或小型商用建筑中应用，它优点是成孔直径小，效率高，也可避免使用防冻剂；但制冷剂泄漏危险性较大，仅适于小规模应用。 （2）“采用蒸气压缩热泵技术进行……”意旨不包括吸收式热泵。 2.2 地源热泵系统的定义 地源热泵系统根据地热能交换系统形式的不同，分为地埋管地源热泵系统（简称地埋管系统）、地下水地源热泵系统（简称地下水系统）和地表水地源热泵系统（简称地表水系统）。其中地埋管地源热泵系统，也称地耦合系统（closed-loop ground-coupled heat pump system）
地源热泵空调工作原理 地源热泵供热空调系统是目前世界上先进的绿色空调系统。热泵供热空调系统的工作原理是利用环境（空气、水和大地）中的低品味热量，经过热泵机组的工作而改变温度，进而实现对建筑物的供热和空调，同时还可以提供生活热水。 地源热泵系统通过循环液在封闭的地下埋管中流动，实现系统与大地之间的换热，利用大地岩土层中的可再生热能。由于较深的底层中在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度，与室外温度相比是冬暖夏凉，因此地源热泵可克服空气源热泵的技术障碍，且效率大大提高。在热泵机组中消耗1KW的电能可以得到4KW以上的热量，即能效比大于4。此外，它保持了地下水源热泵利用大地作为冷热源的优点，同时又不需要抽取地下水作为传热的介质，因此它是一种可持续发展的建筑节能新技术。 地源热泵空调工作流程 地源热地下环路的（即地热换热器）埋管方式多种多样。目前国外普遍采用的有垂直埋管和水平埋管地热器两种基本的配置形式。垂直埋管地热换热器是在地层中垂直钻孔的地热换热器是在浅层土地中水平埋管。地热换热器型式和结构的选取应根据实际工程以及给定的建筑场地条件来确定。水平埋管占地面积大，而且水平埋管的地热换热器受地表气候变化的影响，效率较低，因此这种水平埋管的地源热泵空调系统在多数场合不适合中国人多地少的国情。 垂直环路地源热泵系统在工作中有三个必需的环路，有的还有第四个可供选择的预热生活热水的环路。 1、地下换热环路
水或防冻剂溶液在地下循环的封闭加压环路。冬季从周围土壤吸收热量，夏季向土壤释放热量，其循环由一台低功率的循环泵来实现。 2、制冷剂环路 即在热泵机组内部的制冷循环，与空气源热泵相比，只是将空气—制冷剂换热器变成水—制冷剂热换器，其它结构基本相同。 3、空气环路 把已调节好的空气分配到建筑物中去的环路。送风机将空气送到空气分布系统，再根据各区域的热损失或得热，将它们分配到特定的区域去。 4、生活热水环路 将水从生活热水箱送到过热蒸汽冷却器去进行循环的封闭加压环路，是一个可选的环路。 这些环路的不同运行方向即构成了冬夏两大循环：制热循环和制冷循环。 地源热泵空调的突出优点 1.高效节能 热泵的运行方式，使能量输入和输出之比，在供热状态可达1：3以上，制冷状态为1:5左右；即使在部分负荷状态下，也能高效运行，运行费用仅为传统中央空调的40—60%。 2.绿色环保 地源热泵系统省去了锅炉和锅炉房，全年仅采用电力这种清洁能源，彻底解决了锅炉造成的大气污染问题。由于提高了能源的利用效率，大大减少了由于建筑供热空调产生的CO2排放量。同时避免了地下水源热泵系统可能造成的对地下水的浪费和污染。
地源热泵技术 一、地缘热泵机组的结构 热泵机组装置主要有：压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀四部分组成，通过让液态工质（制冷剂或冷媒）不断完成：蒸发（吸取环境中的热量）--压缩一冷凝（放出热量）--节流—再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。 二、地源热泵组的原理 地源热泵则是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来为地缘热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为冷能。 三、水平式地缘热泵 通过水平埋置于地表面2-4米以下的闭合换热系统，它与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较小的建筑物，如别墅和小型单体楼。该系统初投资和施工难度相对较小，但占地面积较大。 垂直式地源热泵 通过垂直钻孔将闭合换热系统埋置在50M-400M深的岩土体与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较大的建筑物，周围有一定的空地，如别墅和写字楼等。该系统初投资较高，施工难度相对较大，但占地面积较小。 四、地表水式地源热泵 地源热泵机组通过布置在水底的闭合换热系统与江河、湖泊、海水等进行冷热交换。此种系统适合于中小制冷供暖面积，临近水边的建筑物。它利用池水或湖水下稳定的温度和显著的散热性，不需钻井挖沟，初投资最小。但需要建筑物周围有较深、较大的河流或水域。 五、地下水式地源热泵 地缘人泵机组通过机组内闭式循环系统进过换热器与由水泵抽取的深层地下水进行冷热交换。地下水排回或通过加压式泵注入地下水层中。此系统适合建筑物面积大，周围空地面积有限的大型单体建筑和小型建筑群落。 地源热泵技术 随着经济的发展和人们生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空调已经成为普遍的要求。作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低，而且还会给大气造成严重的污染，因此在一些城市中燃煤锅炉在被逐步淘汰，而燃油、燃气锅炉则运行费用很高。地源热泵就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。而成立于02年的祝融环境是国内较早从事以地源热泵系统为核心的舒适环境工程的专业公司。 目录 1原理 2国外应用 3技术特点 4优点 5热泵定义 6定义 7工作原理 制冷及供冷图 制热及供热图 8发展趋势 9由来
水地源热泵技术的应用和推广分析 随着国家有关能源政策的转变，燃煤采暖的时代已经过去，在北方需要供暖的建筑和企业面临的困难越来越明显。用燃气因费用太高而无法接受，用空气源热泵则是投资中等，能解决冬暖夏凉的好方法，但因其COP（节能指数越高则意味着越节能，费用下降，反之则成正比）只能达以2.0-3.5之间，且冬季部分小品牌还延续过去的中央空调的性能，只能在1.0左右，只有部分超低温空气源才能达到冬季运行COP2.5左右，虽然是现今最先进的技术，但因初装费较高，运行节能一般也只能部分效益好的企业和个人才能使用。 水源、地源热泵技术在发达的欧美国家已经普遍应用，节能效果明显，能效COP均为5.0以上。 水、地源热泵技术引入我国已经有近20年，时间虽短暂但推广很快，全国各地均有应用，但因为技术原因产生了大量不利的影响，如下所述： 一、水源地源热泵项目投资较大，部分用户为了减少投资间接的改变了原来的设计，缩小安装功率，降低投资成本，使本来就设计不足的机组更小，结果使用起来不能满足要求，为了推卸责任，直接断言，不好用！ 二、安装方面由于水、地源热泵空调引入中国只有不足20年，而生产热泵机组的厂家又不做安装工程，当然，安装所涉及的附属设备数量和造价远远的大于机组本身。当然要求安装方面有更专业的技
术支持，此方面不像机组直接引入外国的产品就行，而是由国内的公司和人员提供安装和服务。因此，一但安装队伍技术经验不足，就会直接影响安装使用的效果，一但效果不理想，用户就会直接否定产品，不好用！ 三、水源热泵原理就是抽取地下水提取能量后再排到地下，既不污水源也不浪费地下水。但由于业主的省钱思想或由于打井队伍技术不佳或由于设计不合格等原因，造成地下水抽取提出能量后无法灌回地下，部分用户就直接将水排到露地排水沟，造成地下水浪费。因此，国家在10年前还是支持水源热泵项目的，还有大量的财政补贴，几年下来发现无法控制地下水私自排放，就直接禁止再装配水源热泵机组了。但因水源热泵的节能效果和运行的稳定性与现有的其它节能产品确实无与伦比，因此部分地区又开始允许安装了，但要实行严格和审批和检查。 河水源、海水源和污水源热泵空调系统依然还在鼓励的范围内，补贴数额各地有所不同。 四、地源热泵原理是利用地埋管道通过管道换热的原理提取地下能源的一种新型节能方法，通过热泵提取地下的热量为建筑冬季供暖，夏季可通过同样原理提取地下冷量为建筑制冷，综合能效5.0以上。此种方法投资最高，运行稳定，一度成为北方地区推广最为普遍的技术。但随着时间的推移，问题也越来越明显，因北方地区供暖时间远大于夏天制冷，地表土壤中热量损失大于夏天制冷时热量补充，因此多年以后，确切的说6-10年后个别系统就会出现了冬季供暖不