地下水空调系统

专利名称：地下含水层储能的回风冷却（加热）空调系统专利类型：发明专利
发明人：赵新颖,马捷
申请号：CN03151298.4
申请日：20030929
公开号：CN1529104A
公开日：
20040915
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：地下含水层储能的回风冷却(加热)空调系统是一种采用地下水储能对回风进行冷却(加热)的空调系统。

主要包括地下水储能系统、回风换热器、制冷机组、新风换热器、回风风机、新风风机、三级新风风量调节器、温度传感器、电动调节阀、压力传感器、三级回风风量调节器以及在空调房间上开的新风口、回风口和排风口。

空调房间的回风由回风换热器进行冷却(加热)，室外新风由新风换热器进行冷却(加热)，经冷却(加热)后的回风和新风由三通阀混合在一起，形成送风，补充到空调房间，通过调节新风和回风的比例，可使送风满足空调房间舒适度要求。

申请人：上海交通大学
地址：200240 上海市闵行区东川路800号
国籍：CN
代理机构：上海交达专利事务所
代理人：周文娟
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地（水）源热泵系统一．地源热泵技术综述所谓地源热泵(Ground Source Heat Pump)，即GSHP技术，是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。

地源热泵利用地能一年四季温度稳定的特性，冬季把地能作为热泵供暖的热源，夏季把地能作为空调的冷源；即在冬季把高于环境温度的地能中的热能取出来供给室内采暖，夏季把室内的热能取出来释放到低于环境温度的地能中，通过少量的高位电能输入，实现低位能向高位能转移的一种技术。

关于地源热泵的名称问题一直以来都是各个地方叫法不一样的，到目前为止，“地源热泵”的命名尚不统一。

最近几年国内空调设备生产厂家纷纷推出了各式各样的地源热泵产品，冠之以诸如“地能中央空调系统”、“水源中央空调系统”、“地温中央空调系”、“中央液态冷热源”等等的名称，在一定程度上起到了混淆视听的作用，使地源热泵这一非常成熟的技术蒙上了一层神秘的面纱。

一般来讲有两个术语来描述：地热泵（Geothermal Heat Pump）和地源热泵（Ground-source Heat pump）。

前者一般用于人们在市场中以及官方用语；后者用于工程技术中。

国内来讲，一般叫做地(源)热泵，或者土壤源热泵。

目前，国内工程市场上习惯把采用地埋管技术的热泵系统称为“地源热泵”，利用抽灌井技术的热泵系统称为“水源热泵”。

其组成如图所示。

压缩机热泵机组介质循环泵过滤器土壤换热器(地藕换热井）空调循环泵地源热泵系统运行原理图蒸发器冷凝器节流阀空调器空调器空调器过滤器地源热泵技术采用热泵技术，将地层作为冷热源。

它的做功总是从低温热源提取热量，向高温热源放出热量，因此，一个相对稳定的地下热源是决定地源热泵技术工作效率的关键因素。

在供暖过程中，地层是低温热源，不断从地层吸收热量向热泵提供相对恒温的介质；在制冷场合，地上循环系统是热泵的低温热源，不断从室内吸收热量向热泵提供相对恒温的循环介质。

暖通空调设计中水（地）源热泵的应用分析水（地）源热泵（Water (Ground) Source Heat Pump，简称WSHP）是一种利用地下水或土壤温度进行空调供暖与制冷的热泵系统。

它通过地热能的吸收和释放，实现室内热量的传递和调节，具有高效环保、节能省电等优点。

本文将对水（地）源热泵在暖通空调设计中的应用进行分析。

一、水（地）源热泵的工作原理水（地）源热泵利用水体或土壤中的地热能进行热能的转移。

当室内需要取暖时，热泵系统通过电能将室外环境的低温热能从水源或地下提取到室内，经过压缩、蒸发和冷凝等过程，将低温热能转化为高温热能供暖。

当室内需要制冷时，热泵系统将室内的热量转移到水源或地下，达到室内温度的降低。

通过这种方式，水（地）源热泵可以实现空调供暖与制冷的功能。

二、水（地）源热泵的优势1. 高效环保：水（地）源热泵能利用水体或土壤中的地热能进行热能的转移，能效比较高，节能环保，减少化石能源的消耗和温室气体的排放。

2. 稳定性好：水（地）源热泵的室外环境温度相对稳定，不受季节变化和气候湿度的影响，室内的供暖和制冷效果较为稳定。

3. 使用寿命长：水（地）源热泵系统一般采用水、土壤等作为热交换介质，没有耗损和磨损部件，使用寿命较长。

4. 应用广泛：水（地）源热泵适用于各种建筑类型，如住宅、办公楼、商业建筑等。

三、水（地）源热泵在暖通空调设计中的应用1. 能耗控制：水（地）源热泵可以通过调整供暖和制冷的温度控制，实现室内温度的舒适和能耗的控制。

可以根据室内的需求和周围的环境条件，自动调整运行模式和能量的使用。

2. 节能减排：水（地）源热泵利用地热能进行热能的转移，能源效率较高，能耗较低，可以实现节能减排的目的。

由于不需要燃烧和生成废气，不会产生污染物和温室气体，环保效果显著。

3. 空间利用：水（地）源热泵可以利用地下水或土壤进行热能的吸收与释放，不需要占用室内和室外的大量空间。

尤其适用于城市中空间有限的建筑和场地，能够有效提高空间利用率。

医院暖通空调系统之地源热泵空调系统介绍及设计前必要条件目录........................................... 错误！未定义书签。

一、空调系统介绍 (2)二、地源空调发展概况 (2)三、地源空调系统的特点： (3)四、地源空调系统的社会效益 (4)五、设计前必要条件参见附件（《地源热泵系统工程技术规范》2009年版本） (5)一、地源热泵空调系统介绍（1）地下水源空调系统是从水井中抽取的地下水。

这种空调在应用上受到许多限制，需要有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。

虽然在理论上抽取的地下水能够回灌到地下水层，但是目前国内地下水回灌技术还不成熟，很容易造成地下水资源的流失。

目前由于对使用地下水的规定和立法越来越严格，这种空调系统的应用已逐渐减少。

（2）土壤热交换器地源空调系统。

地源热泵是一种利用地下土壤中的地热资源，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。

这种空调系统是把热交换器埋于地下，通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。

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。

通常机组消耗1kW的电量，用户可以得到4kW-5KW左右的热量或冷量。

与锅炉供热系统相比，地源空调系统要比电锅炉节省三分之一以上的电能，比燃煤、燃油锅炉节省约二分之一的能量；由于地下土壤的温度全年较为稳定，一般为15～20℃，在夏季远远低于室外空气温度，在冬季远远高于室外空气温度，机组运行工况稳定，无论在制冷还是制热都一直处于高效率运转状态，制冷、制热的性能与传统的空气源热泵相比，要高出30%左右，因此其运行费用为普通中央空调的系统的60～70％。

因此，近十几年来，地源热泵空调系统在北美北欧等国家取得了很快的发展，中国的地源热泵市场在最近五年来也非常活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的高效、环保、节能的供热和供冷空调技术。

地下水源热泵空调系统的设计与应用随着社会的不断发展，对于建筑工程的要求也越来越高。

如何实现低碳环保、节能减排已成为建筑节能技术的热点问题。

作为一种比传统空调更为节能的新型空调方式，地下水源热泵空调系统逐渐受到设计师和业主的青睐。

本文旨在探讨地下水源热泵空调系统的设计与应用，为相关工程师和设计师提供借鉴。

一、地下水源热泵空调系统概述地下水源热泵空调系统采用地下水源作为热源和冷源，通过热泵技术将地下水源的低温热能提取出来，加以处理实现供热或制冷，提高建筑物的能源利用效率。

该系统以独立循环为主要特点，能够实现快速供热和制冷，成为替代传统空调的有效方案。

二、地下水源热泵空调系统的设计1.选址以及水文地质条件的调查地下水源热泵空调系统的热源及冷源均来自地下水，因此选址是非常重要的。

选址时需要考虑到地下水的储量和水质情况，尽量选择储量大的地方，并保证水质适合使用。

同时，还需要对水源地进行水文地质条件的调查，包括地下水的地质构造、水文地质特征、水文地质条件及污染状况等方面的研究，确保地下水的供需平衡和保护地下水资源。

2.系统的热负荷计算热负荷计算是地下水源热泵空调系统设计中必不可少的一步。

通过热负荷计算确定建筑物的实际热负荷，预测冬季供暖和夏季制冷的需求量。

在参数设置时，应考虑空间方位、朝向、立面表面的结构特征以及建筑物的热阻等因素来考虑，确保热泵系统的正常运行。

3.管道系统的设计管道系统是地下水源热泵空调系统中的核心部分。

在设计时，需要确保管道系统与周围环境良好的热交换作用，使地下水源的低温热能得以有效利用。

同时，设计人员应考虑管道的保温性、密闭性、排水系统，以及连接和管道件的操作性和可靠性等方面的要求，确保系统的安全性、稳定性和高效性。

三、地下水源热泵空调系统的应用地下水源热泵空调系统是一种以环保、节能为核心的新型空调方式，已经得到了广泛应用。

特别在一些高端别墅、商业办公大厦、学校及医院等建筑项目中，地下水源热泵空调系统已成为必不可少的装备。

水源空调原理水源空调是一种利用地下水、湖泊、江河等水源作为冷热源的空调系统。

它通过水源热泵技术，将水源的地热能量转化为制冷或供暖能量，实现空调系统的运行。

水源空调原理主要包括水源热泵循环系统和空调系统两个部分。

首先，水源热泵循环系统是水源空调的核心部分。

它由地下水井、水泵、换热器、蒸发器、压缩机、冷凝器等组成。

地下水通过水泵被抽到地面，经过换热器与蒸发器进行热交换，吸收地热能量后被送回地下。

同时，压缩机将蒸发器中的低温低压制冷剂压缩成高温高压气体，然后通过冷凝器散发热量，使制冷剂冷凝成液体，释放出的热量被利用于供暖。

这样循环往复，不断地将地下水的地热能量转化为制冷或供暖能量。

其次，空调系统是水源空调的另一个重要组成部分。

它由冷却水循环系统、供暖水循环系统、送风系统等组成。

冷却水循环系统通过水源热泵循环系统提供制冷能量，将冷却水送至空调末端，降低室内温度。

供暖水循环系统则通过水源热泵循环系统提供供暖能量，将热水送至空调末端，提高室内温度。

送风系统则通过风机将冷热空气送至室内，实现空气循环，保持室内舒适温度。

水源空调原理的核心在于充分利用地下水的地热能量，通过水源热泵循环系统实现能量的转化和利用。

相比传统空调系统，水源空调具有环保、节能、稳定性好的特点。

它不会像空气源热泵一样受到气温的影响，稳定性更好。

同时，由于地下水温度相对稳定，水源空调在制冷和供暖效果上也更为稳定和高效。

总的来说，水源空调原理是一种充分利用地下水地热能量的空调系统。

通过水源热泵循环系统和空调系统的配合，实现了能量的转化和利用，达到了节能环保的效果。

水源空调不仅在商业建筑、工业厂房等大型建筑中得到了广泛应用，也逐渐在家庭空调领域崭露头角。

相信随着技术的不断进步和应用的不断推广，水源空调将在未来的空调市场中占据重要地位。

全水空调系统工作原理
全水空调系统的工作原理主要利用地下水作为循环冷却介质。

在夏季，地下15米左右的水温通常维持在18度左右，通过水泵将水抽上来，经过室内的风机盘管，利用热力学原理，与室内热空气进行热量交换。

地下水吸收热空气的热量后温度升高，而热空气降温后由风口吹入室内，从而实现制冷效果。

回水经管道流回地下。

在冬季，同样的循环可以达到制热目的。

此外，全水空调系统不需要压缩机和氟利昂，因此无氟、无毒、无污染。

它的耗电量相对较低，主要是风机的功耗和部分水泵的功耗。

在冬季采暖期，只需为空调提供30-50℃的热水，它就能吹送热风为室内创造温暖的环境。

请注意，使用全水空调系统需要注意水的浪费问题。

以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询空调专业技术人员。

[19]中华人民共和国专利局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1069115A[43]公开日1993年2月17日[21]申请号91105064.7[22]申请日91.7.29[71]申请人余水柱地址463200河南省确山县日杂公司仓库[72]发明人余水柱 鲁青林 陈保国[51]Int.CI 5F25D 1/02权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页[54]发明名称家用地下水制冷空调系统[57]摘要本发明公开了一种采用抽取常用压水井地下水制冷的家用地下水制冷空调系统，该系统由抽水压井(1)、抽水泵(2)、抽水管(3)、蓄水桶(5)、增压抽水泵(6)、空调送风器(8)、回水管(9)、回水井(10)构成。

抽水压井(1)和回水井(10)各为一个或若干个向地下插入金属或非金属管的压井式水井。

91105064.7权 利 要 求 书第1/1页 1、一种为降低室内温度采用抽取常用压井地下水制冷的家用地下水制冷的空调系统，主要由抽水压井(1)、抽水泵(2)、抽水管(3)、蓄水桶(5)、增压抽水泵(6)、空调送风器(8)、回水管(9)、回水井(10)构成，其特征在于：抽水压井(1)和回水井(10)各为一个或若干个向地下插入金属或非金属管的压井式水井；在回水管(9)的中段位置可安装两只电磁(两通)阀(11a)、(11b)或一只电磁(三通)阀，并连接一复用回水管(12)至蓄水桶(5)，电磁阀由安装于蓄水桶(5)的温度控制器(13)控制其开启、关闭，使蓄水桶(5)内水能够重复使用。

2、根据权利要求1所述的家用地下水制冷空调系统，其特征在于：增压抽水泵（6）从蓄水桶（5）中抽取地下水通过连接水管（7）向安装于房间的空调送风器（8）中的蒸发器（14）输送，再经过回水管（9）压入到回水井（10）。

3、根据权利要求1所述的家用地下水制冷空调系统，其特征在于：安装空调送风器（8）的数量，根据家庭房间大小的多少现场确定，可选用一个或多个，并通过一个或多个联接水管（7）串连接。

水源热泵方案一、水源热泵空调系统介绍水源热泵空调系统是利用地下水，通过水泵把地下水提取出来，从而实现地下水和空调主机的能量提取目的。

夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进展降温。

冬季通过热泵将地下水中的热量转移到房间，对房间进展供暖，实现了能量的季节转换。

机组运行过程：冬天热泵中制冷剂正向流淌，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”到室内，从而不断的向用户供给45℃-50℃的热水。

夏天热泵中制冷剂逆向流淌，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，与地下水的蒸发器变为冷凝器向地下水排放热量，如此循环往复连续地向用户提供7-12℃的冷水。

二、水源空调系统的特点〈1〉水源热泵与常规空调技术相比有着无可比较的优势。

〈2〉利用可再生能源：属可再生能源利用技术水源热泵从常温地下水中吸热或向其排热，利用的是可再生的清洁能源，可持续使用。

〈3〉高效节能，运行费用低：属经济有效的节能技术水源热泵的冷热源温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得水源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节约运行费用40%左右。

另外，地下水温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更牢靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

在制热制冷时，输入 1KW 的电量可以得到 5KW 以上的制冷制热量。

运行费用比常规中心空调系统低 40%左右。

〈4〉节水省地：1〕以水为冷热源，向其放出热量或吸取热量，不消耗水资源，不会对其造成污染。

2〕省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，机房面积大大小于常规空调系统，节约建筑空间，也有利于建筑的美观〔5〕环境效益显著该装置的运行没有任何污染，在供热时，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，不会产生城市热岛效应，对环境格外友好，是抱负的绿色环保产品。

关于地源热泵空调系统施工管理的几点思考随着环保意识的不断提高，在建筑施工领域，地源热泵空调系统逐渐受到人们的关注和青睐。

地源热泵空调系统是一种利用地下储能来进行空调供热和制冷的系统，它具有节能、环保的优势。

地源热泵空调系统的施工管理也需要引起足够的重视。

下面将从几个方面对地源热泵空调系统的施工管理进行思考。

地源热泵空调系统的施工管理需要充分考虑地下管道施工。

地源热泵空调系统在地下的管道施工需要进行足够的前期勘察和设计工作，以保证管道的布置合理、施工质量和施工进度。

地下管道施工需要考虑地质条件、地下管线的覆土深度、地下水位等情况，对于一些特殊地质情况，还需要进行加固和防水处理。

由于地源热泵空调系统需要与建筑物的地板、地面进行连接，因此在地下管道施工的过程中，还需要充分考虑地下管道与建筑物的连接处理。

地源热泵空调系统的施工管理需要重视管道的保温和隔热。

地源热泵系统中的地下管道需要进行保温和隔热处理，以减少热量的散失和管道的温度损失。

保温和隔热处理不仅可以提高地源热泵系统的能效，还可以延长管道的使用寿命，减少维护和更换成本。

在地源热泵空调系统的施工管理中，需要选择合适的保温和隔热材料，并进行合理的施工工艺，以保证管道的保温和隔热效果。

地源热泵空调系统的施工管理需要关注地源井的施工质量。

地源热泵系统中的地源井是地下热交换器，它直接影响地源热泵系统的热交换效果和能效。

地源井的施工需要满足一定的技术要求，包括井深、井径、井壁材料、井壁处理等方面。

而且，由于地源井需要进行地下水的抽取和排放，因此在地源热泵系统的施工管理中，还需要充分考虑地下水的管理和处理。

地源热泵空调系统的施工管理需要重视系统的调试和运行。

地源热泵空调系统在施工完成后，需要进行系统的调试和运行，以保证系统的正常运行和性能的稳定。

系统的调试和运行包括系统的冷热调试、系统的压力测试、系统的自动控制测试等方面。

而且，地源热泵空调系统的运行需要进行系统的监测和维护，以保证系统的长期稳定运行。

地下室空调系统设计与施工方案地下室空调系统设计与施工方案对于建筑物的舒适度和能耗效率有着重要的影响。

本文将详细介绍地下室空调系统设计原则、组成部分以及施工方案，以帮助读者更好地理解和实施相关工程。

一、地下室空调系统设计原则地下室空调系统设计需要根据实际情况，综合考虑以下几个原则：1. 适应地下室的特殊环境：地下室通常具有较高的湿度和较低的温度，空调系统设计应根据这些特点选择合适的设备和控制方式。

2. 节能环保：考虑到能源消耗和环境保护，应选择高效节能的设备和系统，并合理利用地下室的自然资源，如地下水利用等。

3. 平衡舒适度和成本：地下室空调系统应能提供良好的空气流通和温度控制，同时控制施工和运行成本。

二、地下室空调系统组成部分地下室空调系统主要由以下几个组成部分构成：1. 制冷机组：根据地下室的使用情况和负荷需求，选择适当容量和类型的制冷机组，如冷水机组或空气处理机组。

2. 送风系统：将制冷机组产生的冷风输送到地下室内各个区域。

可以采用风管系统或风机盘管等方式，以满足空气流通和温度控制的需求。

3. 空气处理系统：根据地下室的湿度和空气质量要求，选择适当的空气处理设备，如加湿器、除湿器、过滤器等。

确保地下室内的空气清洁、干燥和舒适。

4. 控制系统：采用先进的自动控制系统，监测和控制地下室空调系统的运行状态。

可以根据需求设置温度、湿度和风速等参数，并实现联动控制和智能化运行。

三、地下室空调系统施工方案地下室空调系统的施工方案应根据具体情况制定，一般包括以下几个步骤：1. 方案设计：根据地下室的平面布局和设计要求，确定空调系统的布置方式、管道走向和设备位置等。

同时，提前考虑维修和保养的便利性。

2. 材料准备：根据设计方案，准备所需的材料和设备，包括制冷机组、风机盘管、风管、阀门、控制设备等。

3. 管道敷设：根据设计方案进行风管、水管和电缆的敷设，确保布局合理、管道连接牢固且不漏水、不漏气。

4. 设备安装：安装制冷机组、风机盘管等主要设备，并进行电气连接、水系统连接和控制系统接线等。