机电毕业论文论地源热泵的特点与应用

论地源热泵的特点与应用

【论文关键词】：地源热泵; 空调; 制冷; 制热【论

文摘要】：针对目前空调系统的流行趋势，结合地源热泵系统在

实际中的应用，详细阐述了地源热泵系统的性能特点、工作原理等。地源热泵是一个广义的术语，它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和冷源的系统。它利用土壤温度相对稳

定的特点，依靠少量的驱动压缩机，通过深埋土壤的闭环管线系

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

而实现制冷或供热的要求，具有传统空调系统无法比拟的节能、

高效、环保等优点。地源热泵越来越被人们认同。一、地源热泵系统的特点 1. 节能、高效性地源热泵

系统在提供100单位能量的时候， 70%的能量来源于土壤，30%的

能量来自电力，电能的消耗主要用于压缩机的做功和使空调系统

运行，即将土壤中的热量"搬运"至室内。它要比电锅炉加热节省

三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由

于土壤的温度全年较为稳定，一般为10℃-20℃之间，其制冷、制热系数可达3.5-4.7，与传统的空气源热泵相比，能效要高出40%

以上。 2. 环保无污染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。

3. 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。 4. 低运行费用土-气型地源热泵系统的高效节

能特点，决定了它的低运行费用，比其他各种采暖和制冷设备节

能30%-70%。使用寿命25年以上，折旧费和维修费也都大大低于

传统空调。 5. 应用灵活、安全可靠、用途广泛灵活性强，可用于新建工程或扩建、改建工程，可逐步分期施工，热泵

机组可灵活地安置在任何地方，节约空间。无储煤、储油罐等卫

生及安全隐患。从严寒地区至热带地区均适用。可为各类物提供

冷暖两用空调系统，同时提供生活热水。二、热泵工

作原理 1. 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℃以下的冷风的形式向室内供冷。 2.

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35℃以上热风的

形式向室内供暖。