地源热泵供暖方案

地源热泵与空气源热泵供暖工程区别

随着很多地方煤改电项目的大规模应用，地源热泵与空气源供暖作为重要的煤改电设备之一逐步被人们广泛接受和关注。

地源热泵是以大地为热源对建筑进行空调的技术，冬季通过热泵将大地中的低位热能高对建筑物进行供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用。

空气源热泵的供暖方式无外乎三种：分户式、集中式、分栋式。分户式是大家都熟悉的，优点是各空间独立控制、热量输送距离短、水系统防冻好、机组安装位置非常灵活，缺点是设备比较分散。空气源热泵是一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置。它是热泵的一种形式。热泵也就是像泵那样，可以把不能直接利用的低位热能（如空气、土壤、水中所含的热量）转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位能（如煤、燃气、油、电能等）的目的。

一、地源热泵特点

1、地源热泵技术是一项先进、成熟的供热制冷技术

冬季它从地球内部、江河湖泊、海水、工业余热、城市污水等低品位热源中汲取能量，提升、转移为高品位热能，为用户供热。夏季又可以将用户端空调制冷的废热排入土壤中。

2、属于可再生能源的利用技术 地源热泵是利用地球表面或浅层水源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地球表面水源和土壤是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的 500 倍还多。地源热泵技术利用储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，为人们提供供暖空调，当之无愧的成为一种可再生能源利用形式。

3、是一种经济有效的节能技术

地球表面或浅层水源的温度一年四季相对稳定，夏热冬冷的地区，平均地温为15～20℃。在夏季，作为冷凝器的埋地换热器进、出水温度30/35℃左右，与岩土之间存在15～20℃的温差，有利于提高机组制冷系数；在冬季，作为蒸发器的埋地换热器，在10～15℃的地温作用下，蒸发器的出水温度远远高于当时室外大气温度，有利于提高机组的供热系数。这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高30%。在15～20℃的地温作用下，地源热泵的埋地换热器不会产生结霜。这就节省了空气源热泵结霜、除霜所消耗的能量。另外，地能具有温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

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地源热泵中央空调方案

XXX环境有限公司

2009年08月28日

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-. 目 录

一、 空调系统方案推荐

（一）工程概况

（二）可用于本项目的空调方案

（三）适用本项目的几类空调方案的比较

（四）选用建议

二、 地源热泵推广及选型设计

（一）地源热泵空调系统简介

（二）同方地源热泵机组组特点

（三）空调设备选型设计

（四）地埋管换热系统设计选型

（五）土壤换热平衡的分析

（六）主要设备表、运行费用分析及工程预算

三、 地源热泵系统设计与安装

（一）地源热泵系统设计与安装关键

（二）室外地埋管换热系统的主要施工工序及注意问题

（三）室外垂直埋管系统的施工工艺

附件一：技术支持单位概况

附件二：相关设计图纸

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一、空调系统方案推荐

工程概况

城市：XXXX

项目名称：XXX国际精品城1#楼中央空调工程

项目简介：

该建筑集商铺、办公、餐厅、会议为一体多功能国际精品城，建筑面积约8760平方米，空调面积约6473平方米，拟采用地源热泵机组进行夏季供冷，冬季供暖。室内末端拟用风机盘管系统，局部拟用全空气系统实现室内的冷热需求。

可用于本项目的空调方案

1. 冷水机组+燃气锅炉

制冷机采用电制冷（压缩式）冷水机组（1台离心1台螺杆制冷机组）。夏季制冷，由电制冷（压缩式）冷水机组提供冷源；冬季由工业场地锅炉房（或热电厂）提供的0.6Mpa蒸汽经换热器交换进行空调采暖。大楼空调系统采用风机盘管加新风系统或全空气处理空调系统。

两套水换热器：冷凝器、蒸发器；通过冷却塔冷却主机的冷凝器；通过蒸发器为室内末端提供冷冻水。

空调机组只能制冷，冬季采暖需要别的热源。

2. 风冷冷水热泵机组

风冷冷水热泵技术是一种消耗少量清洁能源（电），充分利用空气中的冷、热能资源制成冷热水供空调空间使用的空调方式，已经得到了专家、政府和社会各界人士的肯定，风冷热泵作为替代传统空调方式的优选方式之一，已是不争的事实。

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

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 ℃

1 刊于《暖通空调》2011年8月期“工程设计问答”

问题与答复(19)

关于地源热泵系统

问：地源热泵系统涵盖哪些范围？

地源热泵系统的涵盖范围，应以GB 50366-2005《地源热泵系统工程技术规范》的术语为准：以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组的供热空调系统。

以岩土体为低温热源的地埋管地源热泵系统，以抽取和回灌浅层地下水为低温热源的地下水源热泵系统，以提取和回放江、湖、河、海等地表水为低温热源的地表水源热泵系统，构成了地源热泵系统的地源主体。深层地热资源的梯级利用，以及污水源热泵系统，不属于地源热泵系统的范围。

问：采用地源热泵系统，应该着重注意什么问题？

GB 50366-2005《地源热泵系统工程技术规范》的全文中，一共只有两条强制性条文。即：3.1.1条提出，方案设计前，应进行工程场地状况调查，并对浅层地热能资源进行勘察。5.1.1条提出，地下水换热系统应根据水文地质勘察资料进行设计，必须采取可靠回灌措施，确保置换冷量或热量后的地下水全部回灌到同一含水层，并不得对地下水资源造成浪费和污染。

JGJ26-2010《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》的5.4.8条，又以强制性条文重申“当选择土壤源热泵系统、浅层地下水源热泵系统、地表水（淡水、海水）源热泵系统、污水水源热泵系统作为居住区或户用空调（热泵）机组的冷热源时，严禁破坏、污染地下资源。”

这说明，地源属于新能源和可再生能源，当合理和有效地加以利用时，能够取得节能减排的效益，但是应以不造成对环境的负面影响作为前提。

问：什么叫做“合理和有效地加以利用”？

一般应该从以下几个角度，衡量是否能合理和有效地加以利用：

1）计算冷源的综合制冷性能系数（SCOP）。对于常规的冷源系统，冷源综合制冷性能系数是指在名义工况下，制冷机的制冷量与制冷机、冷却水水泵及冷却

2 塔（或风冷式的风机）等的净输入能量之比。而对于地源热泵系统，冷源综合制冷性能系数应指在名义工况下，热泵机组的制冷量与热泵机组、地源侧循环水泵以及净化过滤换热设施等的净输入能量之比。在许多情况下，地源热泵系统的冷源综合制冷性能系数，有可能会并不比水冷式或风冷式蒸气压缩循环冷水机组优越。