土壤源热泵技术
土壤源热泵
2 土壤源热泵系统的特点2．1 属可再生能源利用技术地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对均衡。
这使得土壤源热泵利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能2．2 高效节能士壤源热泵机组可利用的土壤温度冬季为l5～18℃，土壤温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。
而夏季土壤为17～2O℃，土壤温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。
2．3 运行稳定可靠土壤的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是热泵机组很好的冷热源，土壤温度较恒定的特性，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。
自动控制程度高，使用寿命可长达25年以上。
不存在空气源热泵和冬季除霜等难点问题，克服了常规空调因外界气温的变化引起的多耗电、效果差等弊端。
室外地埋管的数量按照冬季设计负荷来计算，在夏季制冷工况下多余的热量由冷却塔来承担，冬季土壤所承担的吸热量为377 kW，钻孔数量为：377/(40~8o)=118个，所需占地面积为1 888 m ，地埋管系统图如图2所示。
蒜簟深层土壤温度全年恒定，冬季高于室外空气温度．夏季低于室外空气温度，是很好的热泵冷源或热源土壤源热泵比传统空调系统运行效率高出约40％～60％t 1，其制热性能系数也可达到2．2 3．2 ．被称为最具发展潜力的空调技术。
土壤源热泵技术在我国已经进入到快速发展阶段．各省市示范项目已达300多个，通过几年的运行，土壤源热泵表现出环保、节能及运行费用低等优点，同时一些问题也逐步显现出来。
二十世纪八十年代．山东青岛建筑工程学院(青岛理工大学的前身)、天津商学院和天津大学是最早研究地源热泵技术的三所高校他们搭建了国内最早的地源热泵系统试验台，先后开始了水平埋管和聚乙烯竖直埋管的传热理论和实验研究工作．但对于系统运行特性和传热机理的研究不够深入二十世纪九十年代末．一些著名院校如同济大学、哈尔滨工业大学、天津大学、清华大学、山东建筑大学等．在地埋管热泵系统的运行特性及地下土壤温度场的分布规律方面做了很多的研究．为地埋管热泵技术的应用和系统的推广提供了理论和实验参考.可能出现的问题3．2系统不匹配问题在土壤源热泵系统的工程设计中．存在系统匹配不合理的情况．匹配问题包括埋管间距及深度的匹配．埋管与热泵的匹配．热泵与末端装置的匹配等等，某一个设备选择过大或过小都会直接影响整个系统性能的发挥。
土壤源热泵原理
土壤源热泵原理近年来，由于能源危机和环境污染的加剧，人们对于可再生能源的需求越来越迫切。
而土壤源热泵作为一种利用地下土壤的热能来供暖和制冷的新型能源技术，受到了广泛的关注和研究。
土壤源热泵是一种利用地下土壤的稳定温度来实现室内空调和供暖的热泵系统。
它通过在地下埋设换热器，利用土壤的热能来实现室内的舒适温度。
其原理可以简单地概括为：在冬季，土壤的温度高于室内空气温度，通过地下换热器吸收土壤的热能，然后通过热泵机组将热能传递到室内，实现供暖；而在夏季，土壤的温度低于室内空气温度，通过地下换热器排放室内的热能到土壤中，实现制冷。
这样一来，不仅能够节约能源，还能减少对环境的污染。
土壤源热泵利用地下土壤的稳定温度来实现室内的舒适温度，有以下几个优点：土壤源热泵具有高效节能的特点。
由于地下土壤的温度相对稳定，比空气源热泵更适合用于供暖和制冷。
相比传统的电暖气和空调，土壤源热泵能够显著降低能耗，达到节能减排的效果。
土壤源热泵具有环保的特点。
它不需要燃烧化石燃料，不会产生二氧化碳等温室气体的排放，减少了对大气的污染。
同时，由于土壤本身是一个良好的热媒介，能够有效地传递热量，减少能源的损耗。
土壤源热泵具有稳定可靠的特点。
地下土壤的温度相对稳定，不受季节和气候的影响，因此土壤源热泵能够在不同的气候条件下保持稳定的供暖和制冷效果。
而且由于地下土壤的保温性能较好，土壤源热泵的换热器也能够更好地保护和维护，延长使用寿命。
土壤源热泵具有经济实用的特点。
尽管土壤源热泵的设备和安装成本较高，但是其运行成本相对较低。
由于土壤本身就是一个免费的热媒介，不需要额外的能源消耗，因此土壤源热泵的运行费用较低，能够在长期使用中节约大量的费用。
土壤源热泵作为一种利用地下土壤的热能来供暖和制冷的新型能源技术，具有高效节能、环保、稳定可靠和经济实用的特点。
它不仅能够满足人们对于舒适温度的需求，还能够为社会的可持续发展做出贡献。
相信随着技术的不断进步和推广，土壤源热泵将会逐渐成为未来能源领域的主流。
土壤源热泵的原理、优缺点与应用前景
土壤源热泵的原理、优缺点与应用前景作者：王啟寅来源：《农家致富顾问·下半月》2014年第14期摘要：能源危机已经成为社会经济发展中重要的制约因素，因此我们必须寻找新的能源、或者尽量利用可再生能源，并且提高能源的利用效率，以减少能源消费，减轻能源污染，实现我国可持续发展战略。
土壤源热泵技术利用地球表面浅层地热资源作为冷热源进行能量转换，将储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，也是清洁能源转换为可用能源。
它为土壤源热泵技术的发展提供了广阔的空间，土壤源热泵在我国的应用必将有着光明的发展前景。
关键词：土壤源热泵节能优点1.引言土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统与建筑物内部完成热交换的装置。
冬季从土壤中取热，向建筑物供暖；夏季向土壤排热，为建筑物制冷。
它以土壤作为热源、冷源，通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。
高效热泵机组的能效比一般能达到4.0kw/kw以上，与传统的冷水机组加锅炉的配置相比，全年能耗可节省40%左右，初投资偏高，机房面积较小，节省常规系统冷却塔可观的耗水量，运行费用低，不产生任何有害物质，对环境无污染，实现了环保的功效。
能源是人类赖以生存的重大要素之一，是国民经济和社会发展的重要战略物资。
在能源消耗中，建筑能耗占有很大的比例，发达国家建筑能耗占总能耗的30%～40%。
我国的建筑能耗占总能耗的比例也较大。
根据发达国家的经验，随着人民生活质量的改善，建筑能耗所占的比例还将上升，最终达到35～40%。
供暖、空调、照明、烹饪、洗衣等能耗是建筑能耗中的主导部分，而在建筑能耗中则又以建筑采暖和空调能耗为主，因此重点要放在降低采暖和空调能耗上。
因此作为空调冷热源中能源转换效率最高的热泵应用技术，正受到人们的日益重视和关注。
目前人们公认采用热泵技术是解决空调系统的能源与环境问题的有效措施之一。
因此，发展和应用热泵空调系统已成为暖通空调可持续发展的基本出发点之一。
地源热泵系统工程技术规范
地源热泵系统工程技术规范《地源热泵系统工程技术规范》1总则1.0.1 为使地源热泵系统工程设计、施工及验收，做到技术先进、经济合理、安全适用，保证工程质量，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸气压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。
1.0.3 地源热泵系统工程设计、施工及验收除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语2.0.1 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，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。
根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、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
exchanger system传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换的地热能交换系统，又称土壤热交换系统。
2.0.7 地埋管换热器ground heat exchanger供传热介质与岩土体换热用的，由埋于地下的密闭循环管组构成的换热器，又称土壤热交换器。
根据管路埋置方式不同，分为水平地埋管换热器和竖直地埋管换热器。
2.0.8 水平地埋管换热器horizontal ground heat exchanger换热管路埋置在水平管沟内的地埋管换热器，又称水平土壤热交换器。
2.0.9 竖直地埋管换热器 vertical ground heat exchanger换热管路埋置在竖直钻孔内的地埋管换热器，又称竖直土壤热交换器。
2.0.10 地下水换热系统ground water system与地下水进行热交换的地热能交换系统，分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。
2.0.11 直接地下水换热系统由抽水井取出的地下水，经处理后直接流经水源热泵机组热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。
土壤源热泵的工作原理
土壤源热泵的工作原理
土壤源热泵是一种利用土壤中储存的地热能来进行供暖和制冷的设备，其工作原理如下：
1. 土壤换热：土壤层具有较稳定的温度，在地下深处温度较高。
土壤源热泵通过地下埋设的热交换器，将土壤中的热能传递给热泵系统。
2. 系统循环：土壤源热泵系统中包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等组件。
在循环过程中，制冷剂在低温低压状态下进入蒸发器，与地下的温暖土壤交换热量，使制冷剂汽化吸收热量。
3. 压缩和冷凝：经过蒸发器后，制冷剂被压缩机压缩，使其温度和压力升高。
高温高压的制冷剂进入冷凝器，与室内的冷热源交换热量，释放出热能。
4. 膨胀阀和回流：经过冷凝器后，制冷剂通过膨胀阀进入低温低压状态，重新进入蒸发器循环，开始下一轮热交换。
通过这样的循环过程，土壤源热泵能够利用土壤中的地热能源，将地下储存的热能转化为供暖和制冷所需的热能。
这种方式不受气候的影响，且能够节约能源、环保节地，逐渐受到人们的关注和采用。
地源热泵的分类及原理
地源热泵的分类及原理地源热泵（Ground Source Heat Pump，GSHP）是一种利用地下水、地表水、地下土壤或岩石储热的热泵技术。
它具有环保、节能、高效的特点，是可持续发展的能源利用技术之一。
地源热泵可根据工作原理和热源类型等因素进行分类。
一、按工作原理分类：1.1 蒸发-压缩型地源热泵（evaporating-compression GSHP）：蒸发-压缩型地源热泵是利用制冷剂在蒸发和压缩过程中释放和吸收热量的原理，完成对地源能量的提取和利用。
它由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等组成。
1.2 吸收型地源热泵（absorption GSHP）：吸收型地源热泵利用吸收剂对二氧化碳和水蒸气的吸收和析出过程中产生的吸热和放热效应来完成地源能量的提取和利用。
它由吸收器、发生器、冷凝器和膨胀阀等组成。
1.3 热泵-ORC热量泵耦合系统（GSHP-ORC）：热泵-ORC热量泵耦合系统将传统的蒸汽动力工作介质换成有机工作介质，既能进行地源能量的提取和利用，又能通过有机朗肯循环（ORC）将低温热量转化为机械能或电能。
它由地热升温机、热泵、ORC循环和发电机等组成。
二、按热源类型分类：2.1 地下水源热泵（GWHP）：地下水源热泵以地下水为热源，通过地下井、地下水管或隔水层采集地下水进行热交换，并转移到热泵循环系统中。
由于地下水具有较高的稳定温度，所以地下水源热泵的性能更稳定，能效高。
2.2 地下土壤源热泵（GSHP）：地下土壤源热泵以地下土壤为热源，通过埋入地下的换热器，利用土壤的稳定温度进行热交换。
地下土壤源热泵适用于性能需求较低的区域，且对土地利用要求较高。
2.3 地下岩石源热泵（GSHR）：地下岩石源热泵以地下岩石为热源，通过为岩石体进行地热钻探，将岩石的稳定温度引入热泵循环系统。
地下岩石源热泵适用于地质条件优良的地区，如地下岩石层稳定、厚度较大的地区。
地源热泵的工作原理如下：首先，通过地下水、地下土壤或岩石的热交换体系获取低温热量。
地源热泵的基本概念
地源热泵的概念地源热泵是一种以土壤、地下水作为低温热源的热泵空调技术。
其原理是依靠消耗少量的电力驱动压缩机完成制冷循环，利用土壤温度相对稳定（不受外界气候变化的影响）的特点，通过深埋土壤的环闭管线系统进行热交换，夏天向地下释放热量，冬天从地下吸收热量，从而实现制冷或供暖。
换言之：地源、水源热泵空调系统把夏天室内多余的热量通过热泵机组储存到相对稳定的大地中去，而冬天再把夏天通过热泵机组储存在大地中的能源提取出来，重新回放到室内，来完成室内房间的冷暖空调的需求，完成该系统的能源循环只需要少量的电力驱动。
由于系统采取了特殊的换热方式，使之具有传统空调系统无法比拟的优点，是真正高效、节能、环保的一种空调设备。
地源热泵技术是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将建筑物内的余热转移到低位热源中，达到给建筑物降温或制冷的目的。
地源热泵不需要人工的冷热源，可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。
冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热，向建筑物供暖；夏季它向土壤、地下水或者地表水放热，达到给建筑物降温的目的。
同时，它还可以供应生活热水，可谓一举三得，是一种有效利用能源的方式。
地耦管土壤源热泵系统是一个密闭的闭路循环系统，它保持了地下水水源热泵利用大地作为冷热源的优点，同时又不需要抽取地下水作为传热的介质。
地耦管土壤源热泵系统从根本上解决了地下水水源热泵的种种弊端，是一种真正可持续发展的建筑节能的新技术，而且还具有适用范围广、运行费用低、节能和环保效益显著等优点。
地耦管土壤源热泵系统中的土壤换热器按照埋管方式可以分为：水平式土壤换热器、垂直U型式土壤换热器、垂直套管式土壤换热器、热井式土壤换热器及直接膨胀式土壤换热器。
1）水平式土壤换热器水平地埋管普遍使用在单相运行状态的空调系统中，一般的设计埋管深度在2～4米之间，在只用于采暖时，土壤在整个冬天处于放热状态，沟的深度一定要深，管间距要大。
土壤热源热泵
土壤热源热泵
土壤热源热泵是一种利用地下土壤中的热量作为热源或冷源来进行能量转换的设备。
它通过高效热泵机组，将地下土壤中的低位热能提取出来，为建筑物供热或供冷。
土壤热源热泵的原理是利用土壤的蓄热性能和温度相对稳定的特性。
在冬季，热泵从地下土壤中吸收热量，通过循环系统将热量传递给建筑物内部的采暖系统，为建筑物供暖；在夏季，热泵将建筑物的热量吸收后排放到地下土壤中，利用土壤的蓄冷性能为建筑物降温。
土壤热源热泵的优点包括：
1.利用地下土壤的稳定温度特性，使得供暖和供冷的效果更加稳定可靠。
2.相对于传统空调系统，土壤热源热泵的能效比更高，运行费用更低。
3.土壤热源热泵技术环保，不产生任何有害物质，对环境无污染。
4.土壤热源热泵系统结构简单，安装方便，维护成本低。
然而，土壤热源热泵也存在一些局限性，例如在寒冷或炎热的极端气候条件下，地下土壤的温度可能会影响到热泵的效率。
此外，土壤的热传导效率也会受到土壤性质、地下水位等因素的影响。
因此，在实际应用中，需要根据当地的气候条件和土壤特性进行合理的系统设计和优化。
总的来说，土壤热源热泵是一种高效、环保、经济的供暖和供冷技术，尤其适用于那些需要大量供暖和供冷的建筑物，例如住宅、办公楼、工厂等。
土壤源热泵施工工法
土壤源热泵施工工法地源热泵系统特点：1.资源可以再生利用。
2.运行费用低。
3.机房占地面积小，并可设在地下，节省建筑空间。
4.绿色环保，系统利用地球表面的浅层地热资源，没有燃烧，没有排烟及废弃物，清洁环保无任何污染。
5.自动化程度高。
6.一机多用，既可供暖，又可制冷，最大限度的利用了能源。
适用范围：可用于工厂、车站、商场、宾馆、酒店、商务办公、娱乐场所、住宅小区、别墅、蔬菜养花大棚等各类建筑。
小到一、二百平米大到几十万平米，从单供暖、冷暖双供到冷暖及生活热水三供，都可以完美运行。
工艺原理土壤源热泵是利用地下土壤、地下水温度相对稳定的特性，冬季通过消耗少量的高位能量（电能）把土壤储存的低品位热能转移到需要供暖的室内；夏季却将室内的热量转移释放到土壤中，从而达到冬季供暖、夏季制冷的目的。
地源热泵的工作原理参见图。
施工工艺：工艺流程1.竖直管施工工艺：2.水平管施工工艺：施工方法1、测量、放线及钻机就位钻孔测量定位，采用索佳SET210K全站仪进行测量定位及孔口标高，并用木桩做好醒目标示，孔间距5.4m×4.5m。
潜孔钻机就位后，钻杆中心必须与孔位在一条垂线上，钻机找平后四腿支稳，确保钻机水平。
启动空压机，待机上仪表处于正常工况后方可拧动开关送气，管路连接处不得有漏气现象。
2、开孔本工程施工场地内上部覆盖层较厚杂填土，采用Ф180冲击钻头开孔至基岩，下Ф168套管，换用Ф140潜孔冲击器钻进。
钻孔直径为140mm，钻孔深度82m。
3、成孔工艺采用液压潜孔锤钻机，高压空气作为钻进动力和排渣手段。
钻进参数：空气压力13-16MPa；钻机转速75-100rpm；风量15m3/mm；钻头压力15.6KN，压力过大易造成孔斜，导致安装竖直地埋管困难。
增加钻杆前，应在压缩空气关闭后提升动力头至顶端，让其自由落下并且无阻碍，这时方可卸开钻杆丝扣。
钻进中发生不返气现象且空气压力增高时应提钻检查。
孔口粉尘变多时及时增加水泵注水量，尽可能使返出孔口的岩屑为片状或粒状。
土壤源热泵技术简介
土壤源热泵技术土壤源热泵的概念最早出现在1912年，经过50多年的研究与开发，土壤源热泵技术在北美和欧洲已非常成熟，针对土壤源热泵机组、地热换热器以及系统设计和安装有一整套标准、规范、计算方法和施工工艺。
在美国土壤源热泵系统占整个空调系统的20％，是美国政府极力推广的节能环保技术。
我国土壤源热泵的研究始于20世纪80年代，近十几年来发展很快，并已开始应用于工程实践。
土壤源热泵包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和冷源的系统，土壤源热泵系统是一种机械蒸汽压缩制冷循环的运行系统，该系统将热量排入地表层或从地表层吸收热量。
土壤源热泵主要有垂直地埋管土壤土壤源热泵系统、水平地埋管土壤土壤源热泵系统、地下水土壤源热泵系统、地表水土壤源热泵系统。
以下主要介绍土壤源热泵。
土壤源热泵（GSHP：Ground Source Heat Pump）可以解释为土壤热交换器土壤源热泵（Geothermal Heat Exchanger），包括一个土壤耦合地热交换器，它或是水平地安装在地沟中，或是以U形管状垂直安装在竖井之中。
不同的管沟或竖井中的热交换器成并联连接，再通过不同的集管进入建筑物内并与其中的水环路相连接。
在液体温度较低时系统中需加入防冻液。
许多采用土壤源热泵系统的商用或公用项目，还可考虑适合热交换器安装的其他有关地域，如运动场、草坪和公园等。
背景材料1：考察一个工程是否适合采用土壤源热泵系统时，首先要看是否有足够的场地布设换热孔，一般公共建筑可按30%建筑面积估算，换热孔可布置在绿地、停车场、学校操场、甚至可以考虑在建筑基础下埋设）。
背景材料2：换热孔的深度及孔径主要根据当地的地质条件、现有钻机的钻进能力，通过经济性比较确定。
一般第四系粘土、粉质粘土地层比较容易钻，钻进成本也较低，而基岩地层不易钻，成本较高，对该两种地层所采用的钻机也不同。
土壤源热泵与常规空调特点比较项目土壤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地面积小可设在地下室机房占用建筑面积，冷却塔占用屋顶面积储油设备需要占地面积须冷冻站和锅炉房，冷却塔占用屋顶面积，储油设备需要占地面积须冷冻站和锅炉房，冷却塔占用屋顶面积需要较大的电负荷设备寿命20年10年冷水机组20年燃油锅炉10年冷水机组20年电锅炉15年水资源消耗量只利用地下水的热量采用回灌技术，不消耗水资源冷却水循环量的2%冬季供热的排污补水冷却水循环量的2%冬季锅炉的排污补水冷却水循环量的2%冬季锅炉的排污补水驱动能源方式电能能源利用系数为 3.8～4.5燃油或燃气能源利用系数80%夏季：电能利用系数为3.5～3.8冬季燃油或燃气80%夏季：电能利用系数为 3.5～3.8冬季90%环境保护无燃烧污染，水资源不和制冷剂接触，水没有污染有燃烧污染，有一定的噪音和水霉菌污染(冷却塔)有燃烧污染，有一定的噪音和水霉菌污染(冷却塔)无燃烧污染，夏季有一定的噪音和水霉菌污染（冷却塔）备注需要一定量的水资源机房需要设置自动安全报警系统需要设置两套机组和人员，运行维护复杂锅炉房需要设置自动安全报警装置需要设置两套机组和人员，运行维护复杂背景材料3：目前在京津地区，换热孔的深度一般为80～150米之间，多数项目的孔深北京150米、天津120米。
土壤源热泵
土壤源热泵
土壤源热泵是一种利用土壤中的地热能源进行空调供暖的环保节能技术。
该技
术利用地下恒定的温度对建筑室内温度进行调节，同时减少对传统能源的依赖，具有很高的可持续性和环保性。
原理介绍
土壤源热泵的核心原理是利用地下土壤温度比较稳定的特点，通过地下排热管
和回热管在建筑物内外形成热交换系统。
在冬季，土壤源热泵从地下获取地热能源，将热量传递至建筑物内部供暖；而在夏季，热泵则将建筑内部的热量通过地下排热管散热到地下，实现空调效果。
优势
1.节能环保：相比传统空调供暖方式，土壤源热泵能够大幅减少对化
石能源的需求，降低碳排放，减少环境污染。
2.稳定性强：由于地下温度变化相对缓慢，土壤源热泵在运行过程中
温度波动较小，保持室内舒适稳定。
3.运行成本低：尽管土壤源热泵的初始投资较高，但长期运行成本较
低，节能效果明显，可在一定时间内收回成本。
应用范围
土壤源热泵适用于各种建筑类型，包括住宅、商业建筑、办公楼等。
尤其对于
位于温带或温暖地区的建筑，土壤源热泵更具优势，效果更加显著。
发展趋势
随着人们对节能环保的重视和可再生能源的推广，土壤源热泵作为一种地热能
利用技术将在未来得到更广泛的应用。
未来，土壤源热泵技术会进一步完善，成本会逐渐下降，应用范围会更加广泛化。
结语
土壤源热泵作为一种绿色节能供暖技术，具有很大的发展潜力。
通过不断创新
和推广应用，土壤源热泵有望成为建筑行业中一种重要的供暖空调方式，为环境保护和可持续发展做出贡献。
土壤源热泵工作原理
土壤源热泵工作原理土壤源热泵是一种高效的采暖、制冷系统，可以从地下获取热量或冷量，以满足建筑物的采暖或制冷需求。
与传统的采暖和制冷系统相比，土壤源热泵具有更高的效率和更低的能耗。
它的工作原理是基于热交换的原理。
土壤源热泵的主要工作部件包括地下水管网络、地源热泵主机和建筑物内部的暖通空调设备。
地下水管网络通常是埋在地下1~2m深度的一系列管道，通过这些管道，土壤源热泵可以将地下的能量转移到建筑物内部。
地源热泵主机则包含了压缩机、膨胀阀、冷凝器和蒸发器等部件，用于将地下的热能转移到建筑物内部，并实现采暖或制冷。
建筑物内的暖通空调设备则包括散热器或换热器等，用于将热能传递到室内，或者从室内移除热量。
土壤源热泵的工作原理可以分为采暖模式和制冷模式两个部分：1. 采暖模式在采暖模式下，地下的热能被地源热泵主机吸收，通过压缩机将低温的热能提升到高温状态，并将高温的热能传递到建筑物内。
地下水管网络中的水负责传递热能，当水流经地源热泵主机时，它会吸收压缩机释放的热能，然后流回到地下水管网络，继续蓄热。
在采暖模式下，建筑物内的暖通空调设备会从地源热泵主机中得到热能，将其传递到室内。
2. 制冷模式在制冷模式下，地下水管网络中的水被用于吸收建筑物内部的热量，将其传递到地源热泵主机中。
地源热泵主机将低温的热量提取出来，通过蒸发器释放到地下水管网络中，达到制冷的效果。
在制冷模式下，建筑物内的暖通空调设备会传递热量到地源热泵主机中，将其释放到地下水管网络中，完成制冷过程。
总的来说，土壤源热泵的工作原理是基于地下的热能转移，通过地下水管网络将热能传递到建筑物内部，再通过地源热泵主机将低温的热能提升到高温状态，实现采暖或制冷的过程。
相比传统的采暖和制冷系统，土壤源热泵具有更高的能效。
具体的能效水平取决于地下水管网络的数量和深度、地源热泵主机的型号和压缩机的效率等因素。
地源热泵技术应用简介优选全文完整版
优选全文完整版（可编辑修改）地源热泵技术简介一、地源热泵描述1、定义地源热泵(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。
2、原理1）地源热泵制冷原理在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的循环。
通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内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/水热交换器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至地下水或土壤里。
在室内热量不断转移至地下的过程中，通过冷媒/空气热交换器，以13℃以下的冷风的形式为室内供冷。
2）地源热泵制热原理在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。
由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发，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/空气热交换器内冷媒的冷凝，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内的过程中，以强制对流、自然对流或辐射的形式向室内供暖。
3、系统分类1）水平式地源热泵通过水平埋置于地表面2～4M以下的闭合换热系统，它与土壤进行冷热交换。
此种系统适合于制冷供暖面积较小的建筑物，如别墅和小型单体楼。
该系统初投资和施工难度相对较小，但占地面积较大。
如图1图12）垂直式地源热泵通过垂直钻孔将闭合换热系统埋置在50M～400M深的岩土体与土壤进行冷热交换。
此种系统适合于制冷供暖面积较大的建筑物，周围有一定的空地，如别墅和写字楼等。
该系统初投资较高，施工难度相对较大，但占地面积较小。
如图2图23）地表水式地源热泵地源热泵机组通过布置在水底的闭合换热系统与江河、湖泊、海水等进行冷热交换。
此种系统适合于中小制冷供暖面积，临近水边的建筑物。
简述土壤源热泵系统
简述土壤源热泵系统摘要：土壤源热泵系统同水源热泵系统一样是以水或其它换热液作为冷热能的载体。
与水源热泵系统不同的是土壤源热泵系统通过埋设在地下的换热管与岩土体进行热交换，冬季把岩土体中的热量取出来，供给室内采暖；夏季把室内热量取出来，释放到岩土体中。
关键词：土壤；热泵；热量；埋管一、系统的结构土壤源热泵系统由土壤热交换系统、热泵机组和末端系统三大部分组成。
土壤源热泵系统是通过热泵机组将土壤热交换循环系统和末端供冷暖循环系统连接起来。
土壤热交换系统是由土壤热交换器、循环水泵和水管道等组成的闭式循环系统。
与地下水源系统不同的是用土壤热交换器代替抽水井和回灌井。
土壤热交换器一般是垂直或水平埋设在土壤中的高密度聚乙烯管。
二、工作原理我们周围环境中一些低品味的能源可以通过热泵系统将其转化为高品位的能源，其中土壤耦合热泵就是将地热能这种低品位能源转化为可供人们利用的高品位能源的能量转化系统[1]。
水平埋管是在浅层土壤中挖沟渠，将 hdpe 管水平的埋置于沟渠中，并填埋的施工工艺。
水平埋管式通常浅层埋设，工程量大而开挖技术要求不高，初期投资低于竖直埋管式；缺点是占地面积大，温度稳定性也较差，现在已很少采用。
即便采用，也是引入热管等经过改进的技术。
竖直埋管式工程量小，占地面积少，恒温效果好，维护费用少，适合于用地紧张的城市；缺点是技术要求较高，初期投资较大。
垂直埋管是在地层中垂直钻孔，然后将地下热交换器（hdpe 管）以一定的方式置于孔中，并在孔中注入填充材料的施工工艺。
竖直埋管式地热换热器目前应用较多，发展较快。
它是在地面下竖直钻孔，在孔内埋入换热管，换热管的形式又有两种：u 型管式和套管式，目前以 u 型管应用较多。
垂直埋管地热换热器计算的基础是单个钻孔（u 型管）的传热分析。
在多个钻孔的情况下，可以在单孔的基础上运用叠加原理加以扩展[2]。
地下钻孔的孔径一般为 1o0～150mm，孔间距和深度取决于土层的热性质和气象条件并随地理位置而变。
土壤源热泵工作原理及技术特点
土壤源热泵工作原理及技术特点土壤源热泵与其它能源设备不同，土壤源热泵工作原理不复杂，土壤源热泵主要是利用地热资源，将埋在地下的热量通过热量提升装置实现转化，通过消耗少部分电能换取高于几倍电能的高位能量，从而降低能耗，减少使用费，这就是为什么土壤源热泵如此节能的原因。
土壤源热泵工作原理热泵实质上是一种热量提升装置，它本身消耗一部分电能，从环境介质中提取几倍于输入电能的能量，提高温位进行利用，这也是热泵节能的原因。
具体的说土壤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提高品位对建筑供暖，同时储存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑进行降温，同时储存热量，以备冬用，大地在整个循环中起到了蓄热器的作用。
土壤源热泵主要利用地热资源实现高位能源转移，地热资源包括很多种，土壤源热泵主要利用了大地表面地热资源以及地下水地热资源。
土壤源热泵形式分类1、大地表面(地下3米以上水平埋管)。
水平埋管占地面积大，土方开挖量大，而且地下换热器受地表气候的影响，效率较低，可靠性差。
2、地下水。
地下水的应用因其存在不可避免的污染问题而在我国受到严格的限制，且易抽难灌，因此其推广势难持久。
土壤源热泵技术特点非常明显，和传统中央空调及其它能源设备相比，土壤源热泵更节能舒适、环保先进，是绿色建筑节能技术的典范。
土壤源热泵技术特点：卫生、健康、舒适强制供冷供热，室内温度分布均匀，温差小，无温度死角，是国际上公认使室内舒适程度最高的空调末端系统。
土壤源热泵技术特点：环保机组噪声小，无污染物排放，节能，氟利昂用量少，对建筑外立面无损坏，不影响美观。
土壤源热泵技术特点：节能，运行费用低在更合适的情况下，夏季可提高室内平均温度，冬季可降低室内温度，通过降低室内外温差来减少空调负荷。
土壤源热泵技术特点：节省空间空调系统占用室内净空高度很小，无较低的复式吊顶，房间空间感好。
土壤源热泵技术特点：技术先进土壤热泵，智能控制都是当今空调领域很先进的技术。
土壤源热泵的核心技术
土壤源热泵的核心技术关键词：地源热泵、土壤源热泵、研究现状、热泵、能源要真正使土壤源热泵能够取代传统的空调系统，尚有众多的核心技术问题有待进一步解决。
图１给出了一个完整的土壤源热泵的系统动态热特性示意。
从系统的角度分析，按微观到宏观的次序来看有下列问题需解决：1 土壤中传热、传质过程的研究整个系统中处于最底层的是埋地换热器次级子系统。
在该系统中，主要关心的问题是埋地换热器与周围土壤的热交换过程。
由于土壤是一个由固态的土壤骨架、液态和气态水以及空气组成的多相分散体，目前大多数的研究中采用的简单的复合不稳态导热，将水分和空气的输运过程作用归结为一导热系数的附加值来描述土壤中的热质耦合的作法显然会带来较大的误差，相应的结果土壤源热泵的埋地换热器的尺寸偏大，热泵装置的初投资加大（埋地换热器的成本一般占到热泵系统总成本的20 ％-30 ％），无法与传统的空调系统相抗衡。
因此亟待解决的方法是对埋地换热器与土壤的热交换过程采用更完善的数学模型进行描述，全面考虑传热和传质过程。
多孔介质流体力学方法可能是一个有力的工具。
有研究者提出采用不可逆热力学的方法来加以研究，也是一个颇有新意的可行的方法。
还有研究者提出采用分形的方法来研究土壤中的导热系数，有可能使数学模型得到简化，使研究的难度降低。
研究土壤中的传热传质过程的另一个目的，是希望能找到强化传热的新型填充材料，国外已有研究者从事过这方面的研究，并有相关报道。
当然，最终的目的是一致的，就是要尽可能的减少土壤源热泵埋地换热器的初投资费用，但国内尚未见到类似的研究报道。
2 与热泵装置的耦合过程研究研究与热泵装置的耦合过程的目的在于优化热泵装置子系统的性能。
因采用土壤作为热源，无论是冬季或夏季运行，热泵系统的运行条件（室外侧换热器的工作点）都与传统的空气热泵或一般的水源热泵的工作点有一定的差别，从而引起整个热泵系统的工作特性都随着发生变化。
具体说来就是在新的室外侧换热流体温度下，应该如何配置相应的蒸发器、冷凝器、压缩机乃至整个系统的部件，使热泵的热力循环性能最优、最大程度的发挥土壤源热泵的节能潜力。
地泵热源供暖原理
地泵热源供暖原理
地源热泵技术,是一种利用浅层常温土壤中的能量作为能源的高效节能、无污染、低运行成本的既可采暖又可制冷、并可提供卫生热水的新型空调技术。
地源热泵系统是利用地下土壤常年温度相对稳定的特性,通过埋入建筑物周围的地耦管与建筑物内部完成热交换的装置。
冬季通过热泵将大地中的低位热能提高品位对建筑物供暖,同时把建筑物内的冷量储存至地下,以备夏季制冷使用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑物进行降温,同时储存热量,以备冬季制热时使用。
如果夏热冬冷地区制冷和采暖天数基本一致,冷暖负荷大致相同,使用同一系统,可以充分发挥地下储能的作用,同时还能供应生活热水。
因此地源热泵技术被称为二十一世纪的“绿色空调技术”, 地源热泵中央空调系统也成为目前中央空调方案中的最佳选择。
地源热泵供暖原理：
地源热泵系统在制热状态下，地源热泵机组内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内冷媒的
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/空气热交换器内冷媒的冷凝，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内的过程中，以室内采暖空调末端系统向室内供暖。
地源热泵技术包含了抽地下水方式、埋管方式、抽取湖水或江河水方式等，抽取湖水或江河水方式造价最低，埋管方式最贵，但最好。
只要有足够的场可地埋设管道（地下冷热交换装置）或政府允许抽取地下水的就应该优先考虑选择地源热泵中央空调。
地源热泵中央空调如此节能是因为地源热泵技术借助了地下的能量，地下的能量还是来至于太阳能。
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土壤源热泵技术
一、引言
目前，空调冷、热源用能主要以电力和常规能源（煤、石油、天然气）为主，特别是煤炭所占比例较大，能源结构不合理，能源利用率低，环境污染严重［1］。
首先，从可持续发展的方面来看，选择空调冷、热源时，应从环境保护、节能等方面考虑；同时，在技术方面，传统空调系统在冬季运行时，当室外温度过低时，存在蒸发器结霜的问题，这就阻碍了系统的正常运行，使得传统空调系统的应用受到地域的限制。
所以，如果能找到一种最佳冷、热源来代替空气源热泵，这样不但可以提高效率，而且可以减少空气源热泵对环境的污染和不受地域的限制。
土壤便是一种最佳的冷热源，而土壤源热泵系统在运行时不存在蒸发器结霜的问题。
二、土壤源热泵的工作原理土壤源热泵系统是把地下土壤作为热泵机组的低温热源，通过循环液体（水或者以水为主要成分的防冻液）在封闭的地下埋管中流动，实现系统与大地之间的换热。
冬季供热时，流体从地下收集热量，再通过热泵系统把热量带到室内；同时在地下储存冷量，以备夏季制冷用。
夏季制冷时，系统逆向进行，即从室内带走热量，再通过埋管内的循环液体将热量送到地下岩土中；同时在地下储存热量，以备冬季供热用。
土壤源热泵空调系统主要包括三套管路系统：室外环路系统、制冷剂环路系统和室内空调环路系统［2］。
土壤源热泵空调系统的工作原
理如图1－1 所示。
（一）室外环路系统由高强度塑料管（U型管）组成的地下循环封闭环路，循环介质为水或者防冻液。
冬季从周围土壤吸收热量，夏季向土壤释放热量，并与热泵机组之间交换热量。
其循环由一台或者数台低功率的循环泵来实现。
（二）制冷剂环路系统即在热泵机组内部的制冷循环，与空气源热泵相比，只是将空气―制冷剂换热器换成水―制冷剂换热器，其他结构基本相同。
（三）室内空调环路系统室内环路在建筑物内和热泵机组之间传递热量，传递热量的介质有空气、水或制冷剂等，因而相应的热泵机组分别应为水一空气热泵机组、水一水热泵机组和水―制冷剂热泵机组。
图 1 土壤源热泵空调系统的工作原理图
有的土壤源热泵系统还设有加热生活热水的环路。
将水从生活热水水箱送到冷凝器进行循环的封闭加压环路，是一个可供选择的生活热水的环路。
对于冬季工况，该循环可充分利用冷凝器排放的热量，基本不消耗额外的能量而得到热水供应；在冬季，其耗能也大大低于电热水器。
三、土壤源热泵的优缺点建筑的空调系统一般应满足冬季供热和夏
季制冷两种相反
的要求。
传统的空调系统通常需分别设置冷源（制冷机）和热源
（锅炉）。
建筑空调系统由于必须有冷源（制冷机），如果让它在冬季
以热泵模式运行，则可以省去锅炉和锅炉房，不但节省了初投资，而且全年仅采用电力这种清洁能源，大大减轻了供暖造成的大气污染问题。
与传统的空调系统相比，土壤源热泵系统具有以下优点：（一）利用可再生能源。
土壤源热泵是利用地球表层所吸收的太阳能和地热能作为冷热源进行能量转换空调系统。
而土壤中的能量大部分来源于太阳能的辐射，土壤源源不断地收集着太阳辐射能，吸收的这部分能量是人类每年利用总能量的500 倍还多，这就使得利用储存于其中近乎无限的地热能成为可能。
因此，土壤源热泵利用的是可再生能源。
（二）节能。
由于地下土壤温度冬季比环境高，夏季比环境低，且始终保持较为稳定的状态。
由于这一特点，土壤源热泵机组的性能系数（COP较高。
美国环保署估计，设计安装良好的土壤源热泵系统，平均来说可以比常规空调系统节约30%〜40% 的年运行费用［3］。
（三）环保效益显著。
土壤源热泵仅消耗电能，从而降低了一次能源消耗带来的污染物和二氧化碳温室气体的排放。
一个设计良好的土壤源热泵机组，所消耗的电能，与传统空调系统相比，可减少30%以上，与电供暖相比，可减少70%以上［4］，这就大大降低了一次能源的消耗，从而有效遏制了环境的污染。
（四）一机多用。
土壤源热泵机组可供暖、制冷，还可提供生活热水，一套设备可以替代原来的锅炉加冷水机组两套设备，结构紧凑，节省机房面积。
主要缺点有：
（一）初投资较高。
与传统的空调系统相比，主要增加了地下埋管
施工的投资，而地下埋管换热器的初投资占系统初投资的20%〜30%左右。
（二）土壤导热系数小。
地下埋管换热器的持吸热速率仅为
20〜40W/m2 —般吸热速率为25 W/m2。
（三）地下埋管换热器占地面积大。
由于土壤导热系数小，当建筑物冷热负荷较大时，地下埋管换热器占地面积较大。
四、结语
土壤源热泵系统作为一种环保和节能的热泵技术，对需要冬季供热、夏季制冷的冬冷夏热地区提高室内环境和降低建筑能耗具有重大意义。
尽管土壤源热泵存在不足，但是由于其使用的是可再生能源，符合能源的可持续发展理论，因此被称为21 世纪最具有发展前途的绿色空调。