地源热泵技术原理及其优缺点
地源热泵的工作原理
地源热泵的工作原理地源热泵是一种利用地下热能进行空调和供暖的环保节能设备。
它通过地下的稳定温度来提供热能或冷能，实现室内温度的调节。
下面将详细介绍地源热泵的工作原理。
一、地源热泵的组成部分地源热泵系统由地热换热器、热泵主机、室内机组以及管道系统等组成。
1. 地热换热器：地热换热器埋设在地下，通常有水平式和竖直式两种形式。
它通过与地下的土壤或地下水进行热交换，吸收地下的热能或冷能。
2. 热泵主机：热泵主机是地源热泵系统的核心部分，包括压缩机、膨胀阀、换热器等。
它通过循环工质的变化状态来实现热能的转移。
3. 室内机组：室内机组负责将热泵主机传输的热能或冷能释放到室内空间，实现室内温度的调节。
4. 管道系统：管道系统连接地热换热器、热泵主机和室内机组，将热能或冷能传输到各个部分。
二、地源热泵的工作原理地源热泵的工作原理可以分为制冷模式和供暖模式两种情况。
1. 制冷模式：在制冷模式下，地热换热器从地下吸收热能，然后通过管道系统将热能传输到热泵主机。
热泵主机中的压缩机将低温低压的工质压缩成高温高压的气体，然后通过换热器将热能释放到室内机组。
室内机组通过风扇将热能释放到室内空间，同时将室内空气中的热量吸收到热泵主机中。
最后，压缩机将工质冷却成低温低压的状态，循环再次开始。
2. 供暖模式：在供暖模式下，地热换热器从地下吸收热能，然后通过管道系统将热能传输到热泵主机。
热泵主机中的压缩机将低温低压的工质压缩成高温高压的气体，然后通过换热器将热能释放到室内机组。
室内机组通过风扇将热能释放到室内空间，提供供暖效果。
同时，室内机组将室内空气中的热量吸收到热泵主机中。
最后，压缩机将工质冷却成低温低压的状态，循环再次开始。
三、地源热泵的优势地源热泵具有以下几个优势：1. 高效节能：地源热泵利用地下稳定的温度进行热能交换，比传统的燃气锅炉和电加热器更加高效节能。
2. 环保节能：地源热泵不需要燃烧燃料，不产生废气和废水，减少了对环境的污染。
地源热泵工作原理
地源热泵中央空调与传统中央空调系统对比 地源热泵中央空调和传统中央空调相比，最大的特点就在于它的节能性；
项目 地源热泵中央空调 溴化锂吸收式直燃机组 水冷机组+燃油(气)热水锅炉 水冷机组+电热锅炉
占地面积
机房占用建筑面积，冷却塔占 须冷冻站和锅炉房，冷却塔占 须冷冻站和锅炉房，冷却塔占 机房占地面积小可设在地下室 用屋顶面积储油设备需要占地 用屋顶面积，储油设备需要占 用屋顶面积需要较大的电负荷 面积 地面积
地源热泵工作原理
1、地源热泵工作原理
2、地源热泵技术特点
3、地源热泵的类型
目 录
4、与传统空调的比较
1. 地源热泵的工作原理
1.1 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Байду номын сангаас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。
1.2地源热泵工作原理
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。
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。
地源热泵-最全面的资料
生命瑰丽 百年品牌
地源热泵系统 groud-source heat pump system 以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由热泵机组、 以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由热泵机组、 地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。 地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根 据地热能交换系统形式的不同， 据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管 地源热泵系统、 地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系 统。 对于制冷来说，地源热泵与常规冷水机组最大的区别是：空 对于制冷来说，地源热泵与常规冷水机组最大的区别是： 调系统的冷却水冷却变为地下水或土壤冷却。 调系统的冷却水冷却变为地下水或土壤冷却。 地下水或土壤冷却，又有若干种方式。 地下水或土壤冷却，又有若干种方式。地埋管换热系统或 地下水换热系统。 地下水换热系统。
生命瑰丽 百年品牌
2 、地下热交换器设计 2.1 选择热交换器形式：水平（卧式）或垂直（立式） 选择热交换器形式： 在现场勘测结果的基础上，考虑现场可用地表面 积、当地土壤类型以及钻孔费用，确定热交换 器采用垂直竖井布置或水平布置方式。尽管水 平布置通常是浅层埋管，可采用人工挖掘，初 投资一般会便宜些，但它的换热性能比竖埋管 小很多[1]，并且往往受可利用土地面积的限制， [1] 所以在实际工程中，一般采用垂直埋管布置方 式[2] 。
kW （1）
kW （2） 2
注：COP是制冷量与输入功率的比值，一般在1.1-1.5之间 其中Q1＇ ——夏季向土壤排放的热量，kW Q1——夏季设计总冷负荷，kW Q2＇——冬季从土壤吸收的热量，kW Q2——冬季设计总热负荷，kW COP1——设计工况下水源热泵机组的制冷系数 COP2——设计工况下水源热泵机组的供热系数
地源热泵供暖方案
地源热泵供暖方案地源热泵（Ground Source Heat Pump, 简称GSHP）是一种利用地下热能进行空调供暖的环保能源技术。
它通过利用地下稳定的热源，将低温热能转化为高温热能，为建筑提供供暖和制冷服务。
本文将介绍地源热泵供暖方案及其优势。
一、地源热泵供暖原理地源热泵供暖采用了地热能资源，其原理可通过以下几个步骤来解释：1. 地下热能吸收：通过地下水循环、地下水循环泵和地下回水管等设备，将地下储存的热能通过吸热剂吸收到地源热泵中。
2. 热泵系统循环：地源热泵将吸热剂中获得的低温热能传给蒸发器，将低温液态制冷剂转化为低温蒸气。
3. 压缩和加热过程：低温蒸汽被压缩成高温蒸汽，蒸汽冷凝释放出高温热能。
4. 供暖系统传热：高温热能通过换热器传导给供暖系统，供暖系统将热能以空气或水的形式传输到室内，实现供暖效果。
二、地源热泵供暖方案的优势1. 高效节能：地源热泵供暖系统利用地下稳定的温度资源，不依赖外界环境温度，能够在较低的运行能力下提供稳定的热能。
相比传统燃煤、电采暖等方式，节能效果显著，能够减少能源消耗和碳排放。
2. 环保低碳：地源热泵供暖过程中，不产生燃烧废气和烟尘，无热量和噪音污染，对周围环境没有负面影响。
地源热泵是一种清洁、环保的供暖方式。
3. 稳定舒适：地源热泵供暖系统能够保持持续稳定的供热温度，并具有自动调控功能，可以根据室内温度和需求进行智能调节，使室内温度始终保持在舒适范围内。
4. 多功能应用：地源热泵系统不仅可以满足供暖需求，还可以提供制冷、热水等多种功能。
它可以通过调节工作模式，将热泵逆向工作从而实现室内空调效果。
三、地源热泵供暖系统的应用地源热泵供暖系统广泛应用于居住区、办公楼、商场、学校等各类建筑。
对于冷气困扰、能源需求高的地区，地源热泵供暖系统具有重要的应用前景。
1. 居住区：地源热泵供暖系统可以满足大规模居住区的供暖需求。
它的高效节能和环保特点使其成为未来城市发展的首选供热方式。
地源热泵的原理
地源热泵的原理
地源热泵利用地下深处的稳定温度来进行供暖和制冷，其工作原理如下：
1. 地下热储层：地下存在着一层稳定的热储层，其温度通常在8℃至12℃之间，即使冬季温度极低或夏季温度极高，地下温度依然能保持相对稳定。
这一温度是地源热泵工作的基础。
2. 地下热交换：地源热泵通过埋设在地下的水平或垂直管道，与地下热储层进行热交换。
当需要制冷时，热泵会将室内的热量通过循环水泵传输至地下管道，与地下的低温储热层进行热交换，将热量释放到地下。
当需要供暖时，热泵则会从地下热储层吸收地热，将其通过循环水泵传输至室内，实现室内的供暖。
3. 压缩循环系统：地源热泵利用压缩循环系统将地下的低温能量提升至更高的供热温度。
具体步骤如下：
a. 蒸发器：地下的低温循环水在蒸发器中流动，吸收室内的热量后蒸发为低温蒸汽。
b. 压缩机：低温蒸汽被压缩机吸收并进行压缩，使其温度和压力提高。
c. 冷凝器：压缩机排出的高温高压气体在冷凝器中冷却，释放出热量并冷凝为高温液体。
d. 膨胀阀：高温液体通过膨胀阀降压，成为低温低压液体，
进入蒸发器继续循环。
通过上述循环过程，地源热泵能够利用地下的稳定温度，实现室内加热和制冷的需求，具有能源高效、环保、可持续等优点，被广泛应用于住宅和商业建筑的供热和制冷系统中。
地源热泵的特点及施工难点解析
地源热泵的特点及施工难点解析地源热泵（Ground Source Heat Pump，GSHP）是一种利用地下的热能实现供暖和制冷的系统。
其特点和施工难点如下所述：1.高效节能：地源热泵利用地下稳定的温度来供暖和制冷，相比传统的采暖设备，具有更高的能效。
根据数据，地源热泵的能效比（COP）可以达到3-4，即每消耗1单位的电能，可以获得3-4个单位的热能。
2.环保低排放：地源热泵没有直接的燃烧过程，不会产生二氧化碳、氮氧化物等空气污染物，对环境友好。
3.稳定性好：地下温度相对稳定，不受季节变化、气候变化的影响，能够提供稳定的供暖和制冷效果。
4.灵活性高：地源热泵可以通过地下的水源、土壤或岩石等热源进行采暖和制冷，适用范围广泛。
5.可以与其他能源设备结合使用：地源热泵可以与其他能源设备如太阳能、风能等进行结合，提高能源利用效率。
1.地质勘探：地源热泵需要通过地下热源来实现供暖和制冷，因此需要进行地质勘探，了解地下的岩层、土壤等情况，选择合适的热源，并准确地确定地源热泵的井深和井径等参数。
2.井施工：地源热泵需要通过井从地下获取热能，井的施工是地源热泵系统中的关键环节。
井的施工涉及到井的钻探、井壁护结构、井套管等工艺，施工难度较大。
此外，由于地下的地质条件不同，井的施工也存在一定的风险，如遇到坚硬岩层、岩溶地貌等问题，施工难度更大。
3.管道敷设：地源热泵需要通过管道从地下热源传递热能到建筑物内部，管道的敷设是地源热泵系统中的重要环节。
管道的敷设需要考虑到敷设深度、保温材料、管道的连接方式等因素，施工需要专业的技术和设备。
4.建筑物适配：地源热泵需要与建筑物的供暖、制冷系统进行适配，包括供暖、制冷设备的选择、管网的设计等。
建筑物的适配需要根据具体情况进行设计，包括建筑物的保温性能、能源需求等因素的考虑。
5.运行维护：地源热泵系统的运行维护也是一个难点。
地源热泵系统中的各个组件需要进行定期的检测和维护，包括井的清洗、泵的检修、管道的保养等。
地源热泵系统简介
GROUND SOURCE HEAT PUMP SYSTEM
地源热泵系统简介
地源热泵空调
二十世纪七十年代以来，欧美发达国家大力推 广的空调科技，以其环保、节能、高效的特点， 倍受新建筑的欢迎。 以土壤作为其热来源，利用地表浅层土壤温度 全年相对稳定的特点，通过深埋土壤的闭环境 系统进行热交换来达到向建筑物供暖、供热的 目的，是一种节能、高效、环保的利用能源的 方式。
土壤交换地源热泵工作原理图
应用案列
北京 –地源热泵系统特点
运行费用低 绿色环保 运行可靠
维护简单
价格比较
价格比较
小结
地热供暖空调，集制冷和供暖于一身。 运行费用比风冷热泵节能40%,比电采暖节能 70%，比燃气炉效率提高48%，所需制冷剂比 一般热泵空调减少50%。 24小时恒温空间，四季如春。 总之，地源热泵系统具有传统空调系统无法比 拟的优势，是一项适应节约型社会、循环型经 济的先进科技。
地源热泵方案优缺点
水源热泵与常规空调技术相比，有以下优点：1、地源热泵属经济有效的节能技术地能或地表浅层地热资源的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，是很好的热泵热源和空调冷源，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40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。
另外，地能温度较恒定的特性，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。
据美国环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30～40％的供热制冷空调的运行费用。
2、地源热泵技术属可再生能源利用技术地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。
地表浅层地热资源可以称之为地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。
地表浅层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。
它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。
这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
3、节水省地以地表水为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗水资源，不会对其造成污染；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，节省建筑空间，也有利于建筑的美观。
4、地源热泵环境效益显著地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。
虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25％的充灌量；属自含式系统，即该装置能在工厂车间内事先整装密封好，因此，制冷剂泄漏机率大为减少。
该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料物的场地，废且不用远距离输送热量。
5、地源热泵一机多用，应用范围广地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，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；可应用于宾馆、购物商场、家电电脑办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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围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/空气热交换器冷媒的蒸发将室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。
在室热量通过室采暖空调末端系统、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的过程中，以室采暖空调末端系统向室供暖。
五、地源热泵的技术特点
○1环保：使用电力，没有燃烧过程，对周围环境无污染排放；不需使用冷却塔，没有外挂机，不向周围环境排热，没有热岛效应，没有噪音；不抽取地下水，不破坏地下水资源。
○2使用寿命长：使用寿命20年以上，是分体式或窗式空调器的2-4倍。
○3地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用。
○4全电脑控制，性能稳定，可以遥控，可以进行温湿度控制。
六、地源热泵的优势
1、地源热泵技术属可再生能源利用技术
地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。
地表浅层地热资源可以称之为地能（Earth Energy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。
地表浅层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。
它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。
这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
2、地源热泵属于经济有效的节能技术
地能或地表浅层地热资源的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，是很好的热泵热源和空调冷源，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40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。
另外，地能温度较恒定的特性，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。
3、地源热泵环境效益显著
地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。
虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25％的充灌量；属自含式系统，即该装置能在工厂车间事先整装密封好，因此，制冷剂泄漏机率大为减少。
该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区，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，且不用远距离输送热量。
4、地源热泵一机多用，应用围广
地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，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；可应用于宾馆、购物商场、家电电脑办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。
5、地源热泵系统维护费用低
在同等条件下，采用地源热泵系统的建筑物能够减少维护费用。
地源热泵非
常耐用，它的机械运动部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安装在室，从而避免了室外的恶劣气候，其地下部分可保证50年，地上部分可保证30年，因此地源热泵是免维护空调，节省了维护费用，使用户的投资在3年左右即可收回。
6、绿色环保，高效节能
地源热泵利用的是少量电能作为驱动力，汲取蓄存在的太阳能取暖，或把来自室的热量排入制冷。
是再生资源的转换，不排放任何污染，是清洁能源。
研究和实践证明管道不会对自然环境有任何损害。
垂直铺设管道用地面积更小，对草坪没有太大的影响。
地源热泵利用的地下水或土壤温度在15℃左右，只需要少量电能来实现热交换，因此机组的能效比可达到4.5-6以上，即用1kW的电可以达到4.5-6kW 的能量，比传统空调节能40－60％左右。
2-4年即可收回多余投资。
六、地源热泵的局限性
当然，象任何事物一样，地源热泵也不是十全十美的，如其应用会受到不同地区、不同用户、不同地质及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同；并不是所有的建筑都适用于地源热泵系统，这需要实地考察经过一定的实验及计算才能给出实际设计方案，而且节能效果也是随着不同的环境在变化，这都是需要实地考察才能得出具体数据。