地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過(guò)輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在冬季，把地能中的熱量“取”出來(lái)，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來(lái)，釋放到地下去。通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4-5kW以上的熱量或冷量。與鍋爐（電、燃料）供熱系統(tǒng)相比，鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70～90%的燃料內(nèi)能為熱量，供用戶使用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省約二分之一的能量；由于地源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10～25℃，其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)4-5，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50～60％。地源熱泵系統(tǒng)的能量來(lái)源地下能源。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(diào)”。被認(rèn)為是目前可使用的對(duì)環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無(wú)論嚴(yán)寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用?？蓮V范應(yīng)用在辦公樓、賓館、學(xué)校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場(chǎng)、別墅、住宅等領(lǐng)域。地能或地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低。地能溫度這種較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。地源熱泵技術(shù)是利用這種常溫土壤或地下水中的能量作為能源的新型熱泵技術(shù)，該技術(shù)可同時(shí)供暖和制冷并能提供生活用水。地源熱泵技術(shù)節(jié)能效果顯著，消耗1K的能量，用戶可以得到4KW以上的熱量或冷量。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣，是一種理想的綠色技術(shù)。從能源角度來(lái)說(shuō)，它是一種清潔能源，也是一種用之不竭的再生能源。
1.水平式地源熱泵
通過(guò)水平埋置于地表面2～4以下的閉合換熱系統(tǒng)，它與土壤進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較小的建筑物，如別墅和小型單體樓。該系統(tǒng)初投資和施工難度相對(duì)較小，但占地面積較大。
2.垂直式地源熱泵
通過(guò)垂直鉆孔將閉合換熱系統(tǒng)埋置在50M～400M深的巖土體與土壤進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較大的建筑物，周圍有一定的空地，如別墅和寫(xiě)字樓等。該系統(tǒng)初投資較高，施工難度相對(duì)較大，但占地面積較小。
3.地表水式地源熱泵
地源熱泵機(jī)組通過(guò)布置在水底的閉合換熱系統(tǒng)與江河、湖泊、海水等進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于中小制冷供暖面積，臨近水邊的建筑物。它利用池水或湖水下穩(wěn)定的溫度和顯著的散熱性，不需鉆井挖溝，初投資最小。但需要建筑物周圍有較深、較大的河流或水域。
4.地下水式地源熱泵
地源熱泵機(jī)組通過(guò)機(jī)組內(nèi)閉式循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)換熱器與由水泵抽取的深層地下水進(jìn)行冷熱交換。地下水排回或通過(guò)加壓式泵注入地下水層中。此系統(tǒng)適合建筑面積大，周圍空地面積有限的大型單體建筑和小型建筑群落。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空調(diào)已經(jīng)成為普遍的要求。作為中國(guó)傳統(tǒng)供熱的燃煤鍋爐不僅能源利用率低，而且還會(huì)給大氣造成嚴(yán)重的污染，因此在一些城市中燃煤鍋爐在被逐步淘汰，而燃油、燃?xì)忮仩t則運(yùn)行費(fèi)用很高。地源熱泵就是一種在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都具有較大優(yōu)勢(shì)的解決供熱和空調(diào)的替代方式。在美國(guó)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的40%，是美國(guó)政府極力推廣的節(jié)能、環(huán)保技術(shù)。1998年美國(guó)能源部頒布法規(guī)，要求在全國(guó)聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的建筑中推廣應(yīng)用地埋管土壤換熱器地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。為了表示支持這種技術(shù)，美國(guó)總統(tǒng)布什在他的得克薩斯州的別墅中也安裝了這種地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)（見(jiàn)2001年5月28日參考消息）?，F(xiàn)在，在中北歐的瑞士、瑞典、奧地利、丹麥等國(guó)家，地源熱泵（土壤換熱器）技術(shù)利用處于領(lǐng)先地位，地埋管土壤換熱器熱泵得到廣泛的應(yīng)用。據(jù)1999年統(tǒng)計(jì)，在家庭應(yīng)用的供暖設(shè)備中，地源熱泵所占的比例：瑞士96﹪、奧地利38﹪、丹麥27﹪在我國(guó)由于能源價(jià)格的特殊性以及人們節(jié)能、環(huán)保的認(rèn)識(shí)程度等原因以及其它一些因素的影響，地源熱泵空調(diào)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展比較緩慢，人們對(duì)之尚不十分了解，推廣較困難，然而隨著人們生活水平的提高，人均能耗的增長(zhǎng)，一次性礦物能源的日益衰竭以及環(huán)境的日趨惡化，地源熱泵技術(shù)已越來(lái)越引起人們的重視。在目前節(jié)能和環(huán)保的潮流下，該技術(shù)以其特有的節(jié)能性和穩(wěn)定性受到行業(yè)的矚目，國(guó)內(nèi)許多院校、科研所作了大量的應(yīng)用研究。國(guó)家建設(shè)部在《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中專門作了推薦。為辦好本屆奧運(yùn)會(huì)，北京市主管部門和科研部門全力合作，相繼進(jìn)行了一些先進(jìn)技術(shù)研究，國(guó)內(nèi)外專家提出以地源熱泵為代表的清潔能源符合“綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)”的宗旨，應(yīng)當(dāng)在奧運(yùn)工程建設(shè)中推廣、使用，會(huì)議形成倡議書(shū)遞交北京市政府和奧運(yùn)會(huì)組委會(huì)，受到有關(guān)方面的高度重視，后詳細(xì)研究及考核，將地源熱泵中央空調(diào)作為2008年北京奧運(yùn)會(huì)指定選用的中央空調(diào)型式。早在很多年前，在國(guó)家政府所屬的建筑中就有使用地源熱泵的，最有代表性的就是毛主席紀(jì)念堂。北京市于2007年7月1日，由發(fā)改委及其他八部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)關(guān)于發(fā)展熱泵系統(tǒng)的指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》（京發(fā)改〔2006〕839號(hào)），《指導(dǎo)意見(jiàn)》中，明確提出了，在建筑中使用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，每平米補(bǔ)助50元；水源熱泵補(bǔ)助35元。從去年開(kāi)始，國(guó)家分別將三個(gè)城市做為地源熱泵試點(diǎn)城市，分別是北京、天津、沈陽(yáng)。大力發(fā)展地源熱泵?，F(xiàn)在在這三個(gè)城市，甚至全國(guó)，地源熱泵已經(jīng)如火如荼?，F(xiàn)在國(guó)家努力引導(dǎo)發(fā)展地源熱泵，現(xiàn)在國(guó)家的一些政府部門的建筑，學(xué)校，醫(yī)院等，都進(jìn)行了地源熱泵改造，而且現(xiàn)在正是奧運(yùn)會(huì)的關(guān)鍵時(shí)刻，很多項(xiàng)目也都使用地源熱泵，如奧運(yùn)會(huì)的部分場(chǎng)館，奧運(yùn)森林公園等等都使用地源熱泵；不光國(guó)家的項(xiàng)目，現(xiàn)在很多的私人企業(yè)辦公場(chǎng)所，別墅等區(qū)域都在尋找做地源熱泵的廠家、經(jīng)銷商。我們?cè)趯ふ翼?xiàng)目的同時(shí)他們也在尋找我們。
地源熱泵是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進(jìn)行冷熱交換來(lái)作為地源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來(lái)，供給室內(nèi)采暖，此時(shí)地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來(lái)，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時(shí)地能為“冷源”。
地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、地源熱泵機(jī)組和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。三個(gè)系統(tǒng)之間靠水作為換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞，地源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水，與建筑物采暖空調(diào)末端換熱介質(zhì)也是水。
地源熱泵的應(yīng)用方式從應(yīng)用的建筑物對(duì)象可分為家用和商用兩大類，從輸送冷熱量方式可分為集中系統(tǒng)、分散系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。
1、家用系統(tǒng)
用戶使用自己的熱泵、地源和水路或風(fēng)管輸送系統(tǒng)進(jìn)行冷熱供應(yīng)，多用于小型住宅，別墅等戶式空調(diào)。
3、混合系統(tǒng)：將地源和冷卻塔或加熱鍋爐聯(lián)合使用作為冷熱源的系統(tǒng)，混合系統(tǒng)與分散系統(tǒng)非常類似，只是冷熱源系統(tǒng)增加了冷卻塔或鍋爐。南方地區(qū)，冷負(fù)荷大，熱負(fù)荷低，夏季適合聯(lián)合使用地源和冷卻塔，冬季只使用地源。北方地區(qū)，熱負(fù)荷大，冷負(fù)荷低，冬季適合聯(lián)合使用地源和鍋爐，夏季只使用地源。這樣可減少地源的容量和尺寸，節(jié)省投資。分散系統(tǒng)或混合系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種水環(huán)路熱泵空調(diào)系統(tǒng)形式。
1）利用可再生能源：屬可再生能源利用技術(shù)地源熱泵從常溫土壤或地表水（地下水）中吸熱或向其排熱，利用的是可再生的清潔能源，可持續(xù)使用
2）高效節(jié)能，運(yùn)行費(fèi)用低：屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)地源熱泵的冷熱源溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%，因此要節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。在制熱制冷時(shí)，輸入1KW的電量可以得到4-5KW以上的制冷制熱量。運(yùn)行費(fèi)用每年每平方米僅為18——26元，比常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)低40%左右。
3）節(jié)水省地：1）以土壤(水)為冷熱源，向其放出熱量或吸收熱量，不消耗水資源，不會(huì)對(duì)其造成污染。2）省去了鍋爐房及附屬煤場(chǎng)、儲(chǔ)油房、冷卻塔等設(shè)施，機(jī)房面積大大小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)省建筑空間，也有利于建筑的美觀
4）環(huán)境效益顯著該裝置的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，在供熱時(shí)，沒(méi)有燃燒，沒(méi)有排煙，也沒(méi)有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，不會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，對(duì)環(huán)境非常友好，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
5）運(yùn)行安全穩(wěn)定，可靠性高：地源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行中無(wú)燃燒設(shè)備，因此不可能產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳之類的廢氣，也不存在丙烷氣體，因而也不會(huì)有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，使用安全。燃油、燃?xì)忮仩t供暖，其燃燒產(chǎn)物對(duì)居住環(huán)境污染極重，影響人們的生命健康。由于土壤深處溫度非常恒定，主機(jī)吸熱或放熱不受外界氣候影響，運(yùn)行工況非常穩(wěn)定，優(yōu)于其它空調(diào)設(shè)備。不存在空氣源熱泵供熱不足，甚至不能制熱的問(wèn)題。整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用也較鍋爐－制冷機(jī)系統(tǒng)大大減少，保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。維修量極少，折舊費(fèi)和維修費(fèi)也都大大地低于傳統(tǒng)空調(diào)。
6）一機(jī)兩用，應(yīng)用范圍廣地源熱泵系統(tǒng)可供暖、制冷，一套系統(tǒng)可以代替原來(lái)的鍋爐加制冷機(jī)的兩套裝置或系統(tǒng)?？蓱?yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑，更適合于住宅的采暖、供冷。
7）自動(dòng)運(yùn)行地源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定，所以可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)，部件較少，機(jī)組運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠，維護(hù)費(fèi)用低；自動(dòng)控制程度高，可無(wú)人值守；此外，機(jī)組使用壽命長(zhǎng)，均在20年以上。
（1）環(huán)保：利用土壤溫度，不用地下水，沒(méi)有交叉污染。（2）能效比高：普通風(fēng)冷機(jī)器需要在零下十幾度的環(huán)境制熱，在零上三十五度以上的環(huán)境下制冷，能效比相對(duì)比較低,室溫控制困難。地源空調(diào)利用土壤溫度，相對(duì)恒溫,一年四季都是將十度到十五度之間的水進(jìn)行轉(zhuǎn)換，能效比較高。
（3）節(jié)能：傳統(tǒng)空調(diào)冬季用鍋爐采暖，能效比僅為1：1。地源空調(diào)能效比可達(dá)1：5，省電4/5。夏季也可省電1/2。機(jī)器可分多級(jí)控制，根據(jù)溫度自動(dòng)卸載，運(yùn)行節(jié)能。
（4）運(yùn)行穩(wěn)定：機(jī)器在室內(nèi)，無(wú)風(fēng)吹雨淋，工作環(huán)境好。地下水溫也基本恒定，無(wú)起伏波動(dòng)。機(jī)器故障率低。
（5）可分戶計(jì)量。
（6）不用鍋爐和冷卻塔。
（7）地下?lián)Q熱系統(tǒng)不用后期維護(hù)，系統(tǒng)后期維護(hù)費(fèi)用低。相對(duì)于水源熱泵的每年需要對(duì)井維護(hù)來(lái)說(shuō),后期維護(hù)費(fèi)用極低.缺點(diǎn)：需要一定的面積埋管，且對(duì)埋管技術(shù)要求較高。
施工案例
1.鉆孔
首先根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行土壤換熱器的鉆孔工作。土壤換熱器的換熱管為高密度PE管，產(chǎn)品分批取樣送檢，合格的HDPE管，要在工廠進(jìn)行管底連接，然后進(jìn)行打壓試驗(yàn)（一次打壓）；
為了防止運(yùn)輸過(guò)程中HDPE管的局部損壞，貨到現(xiàn)場(chǎng)后，還要對(duì)HDPE管進(jìn)行打壓測(cè)試（二次打壓），并保壓1小時(shí)以上，打壓測(cè)試合格的HDPE管方可使用。
在鉆孔完成后，將二次打壓測(cè)試合格的HDPE換熱管下入鉆好的孔中。
在下管前要在換熱管上安裝專用的支架，支架間距為3～4米，使HDPE管之間具有一定的距離，且盡可能緊靠換熱孔的孔壁，加強(qiáng)換熱管與地層的換熱效果，減小HDPE管之間的換熱干擾。
換熱管下到孔中后，在回填料之前，要對(duì)換熱管進(jìn)行打壓測(cè)試（三次打壓），將不合格的HDPE管提出，重新下入合格的PE管，打壓測(cè)試合格后方可進(jìn)行下續(xù)的工作。
填料的密實(shí)與否直接關(guān)系到土壤換熱器的換熱效率，為了提高填料的密實(shí)程度。
一要嚴(yán)格控制填料的速度，沿孔壁四周均勻慢速填料，減少因填料過(guò)快而造成填料在孔內(nèi)搭橋的機(jī)會(huì)；
二要分批次進(jìn)行填料，在均勻填料的過(guò)程中向孔內(nèi)注入水，從而避免填料在孔內(nèi)形成搭橋，即使形成搭橋也可沖開(kāi)，確保填料密實(shí)。
所有的單體土壤換熱器完成后，要將換熱器分區(qū)連接后匯入設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)，整個(gè)土壤換熱器系統(tǒng)按同程方式連接。確保各土壤換熱器內(nèi)循環(huán)液的流量、流速一致，為系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供可靠的保障。所有管道連接完以后再進(jìn)行最后系統(tǒng)打壓（四次打壓）,打壓嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行。通過(guò)以上的施工工藝和質(zhì)量控制措施，可確保室外土壤換熱管系統(tǒng)使用壽命在50年以上。循環(huán)液在完全密閉的地下?lián)Q熱器系統(tǒng)中流動(dòng)，完成換熱，對(duì)地下環(huán)境沒(méi)有任何污染。
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(zhuǎn)移到建筑物內(nèi),夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi),一個(gè)年度形成一個(gè)冷熱循環(huán).
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