地源熱泵系統

　　地源熱泵是利用淺層地能進行供熱制冷的新型能源利用技術，是熱泵的一種,熱泵是利用卡諾循環和逆卡諾循環原理轉移冷量和熱量的設備.地源熱泵通常是指能轉移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方.通常熱泵都是用來做為空調制冷或者采暖用的.地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季地源把熱量從地下土壤中轉移到建筑物內,夏季再把地下的冷量轉移到建筑物內,一個年度形成一個冷熱循環.
　　地源熱泵的由來
　　地源一詞是從英文“ground　source”翻譯而來，漢語的內涵則十分廣泛，應包括所有地下資源的含義。但在空調業內，目前僅指地殼表層（小于400米）范圍內的低溫熱資源，它的熱源主要來自太陽能，極少能量來自地球內部的地熱能。 　　
　　"地源熱泵"的概念，最早于1912年由瑞士的專家提出，而該技術的提出始于英、美兩國。
　　1946年美國在俄勒岡州的波蘭特市中心區建成第一個地源熱泵系統。但是這種能源的利用方式沒有引起當時社會各界的廣泛注意，無論是在技術、理論上都沒有太大的發展。 　　
　　20世紀50年代，歐洲開始了研究地源熱泵的第一次高潮，但由于當時的能源價格低，這種系統并不經濟，因而未得到推廣。直到20世紀70年代初世界上出現了第一次能源危機，它才開始受到重視，許多公司開始了地源熱泵的研究、生產和安裝。這一時期，歐洲建立了很多水平埋管式土壤源熱泵，主要用于冬季供暖。雖然歐洲是世界上發展地源熱泵最成熟的地區，但是它也曾因為熱泵專家不懂安裝技術，安裝工人又不懂熱泵原理等因素，致使地源熱泵的發展走了一段彎路。 　　
　　隨著科技的進步，關于能源消耗和環境污染的法律制訂越來越嚴格，地源熱泵的發展迎來了它的另一次高潮。歐洲國家以瑞士、瑞典和奧地利等國家為代表，大力推廣地源熱泵供暖和制冷技術。政府采取了相應的補貼政策和保護政策，使得地源熱泵生產和使用范圍迅速擴大。上世紀80年代后期，地源熱泵技術已經趨于成熟，更多的科學家致力于地下系統的研究，努力提高熱吸收和熱傳導效率，同時越來越重視環境的影響問題。地源熱泵生產呈現逐年上升趨勢，瑞士和瑞典的年遞增率超過10%。美國的地源熱泵生產和推廣速度很快，技術產生了飛速的發展，成為世界上地源熱泵生產和使用的頭號大國。 　　
　　從地源熱泵應用情況來看，北歐國家主要偏重于冬季采暖，而美國則注重冬夏聯供。由于美國的氣候條件與中國很相似，因此研究美國的地源熱泵應用情況，對我國地源熱泵的發展有著借鑒意義。
　　工作原理
　　制冷模式在制冷狀態下，地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功，使其進行汽-液轉化的循環。通過蒸發器內冷媒的蒸發將由風機盤管循環所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環同時再通過冷凝器內冷媒的冷凝，由水路循環將冷媒所攜帶的熱量吸收，最終由水路循環轉移至地水、地下水或土壤里。在室內熱量不斷轉移至地下的過程中，通過風機盤管，以13℃以下的冷風的形式為房間供冷。 地源熱泵制熱模式。
　　在供暖狀態下，壓縮機對冷媒做功，并通過換向閥將冷媒流動方向換向。由地下的水路循環吸收地表水、地下水或土壤里的熱量，通過冷凝器內冷媒的蒸發，將水路循環中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環的同時再通過蒸發器內冷媒的冷凝，由風機盤管循環將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉移至室內的過程中，以35℃以上熱風的形 式向室內供暖。
　　地源熱泵優點 　　
　　1、高效節能，穩定可靠地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩定，土壤與空氣溫差一般為17度，冬季比環境空氣溫度高，夏季比環境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調冷源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統空調系統運行效率要高40%～60%，因此要節能和節省運行費用40%－50%左右。通常地源熱泵消耗1KW的能量，用戶可以得到5KW以上的熱量或4KW以上冷量，所以我們將其稱為節能型空調系統。 
2、無環境污染 　　
　　地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當于減少40%以上，與電供暖相比，相當于減少70%以上，真正的實現了節能減排。 　　
　　3、一機多用 　　
　　地源熱泵系統可供暖、制冷，還可供生活熱水，一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。 　　
　　4、維護費用低 　　
　　地源熱泵系統運動部件要比常規系統少，因而減少維護，系統安裝在室內，不暴露在風雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長壽命。 　　
　　5、使用壽命長 　　
　　地源熱泵的地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管，壽命可達50年。 　　
　　要比普通空調高35年使用壽命。 　　
　　6、節省空間 　　
　　沒有冷卻塔、鍋爐房和其它設備，省去了鍋爐房，冷卻塔占用的寶貴面積，產生附加經濟效益，并改善了環境外部形象。地源熱泵系統的能量來源于自然能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調”。被認為是目前可使用的對環境最友好和最有效的供熱、供冷系統。該系統無論嚴寒地區或熱帶地區均可應用。可廣闊應用在辦公樓、賓館、學校、宿舍、醫院、飯店、商場、別墅、住宅等領域。
　　分類及特色
　　直接利用地下井水的地源熱泵系統
　　其最大優點是非常經濟，占地面積小，但要注意必須符合下列條件：水質良好；水量豐富；符合標準。
　　地下埋管的地源熱泵系統
　　對于垂直式埋管系統，其優點有：較小的土地占用，管路及水泵用電少，其缺點是鉆井費用較高；對于水平式埋管系統，其優點有：安裝費用比垂直式埋管系統低，應用廣泛，使用者易于掌握，其缺點有：占地面積大，受地面溫度影響大，水泵耗電量大。
地表水式熱泵
　　其優點有：在10米或更深的湖中，可提供10℃的直接制冷，比地下埋管系統投資要小，水泵能耗較低，高可靠性，低維修要求、低運行費用，在溫暖地區，湖水可做熱源，其缺點有：在淺水湖中，盤管容易被破壞，由于水溫變化較大，會降低機組的效率。
　　適用于空間小，不能單獨采用地下埋管換熱系統的建筑，冷卻塔和閉環式系統相結合制冷，節省成本；事實證明該系統是高效率、低費用的。