地源热泵的工作原理与家用什么相同

地源热泵的工作原理与家用什么相同

一、例题

地源热泵的工作原理与家用__A__相同,通过制冷在蒸发器、压缩机、冷疑器和膨胀阀等部件中气相变化(沸腾和凝结)的循环,将低温物体的热量传递到高温物体中去。

A.电冰箱

B.微波炉

C.电磁炉

二、解析

1）、工作原理

1、地源热泵系统原理

地源热泵是利用地下浅层地热资源的低品位能源，通过热泵技术获取可供空调使用的冷热水的空调系统。地源热泵是一个广泛的概念，根据地热的利用方式，分为水源热泵和土壤源热泵。二者不同之处是：水源热泵直接利用水作为热源，土壤源热泵需要通过换热器从土壤中获取能量。

地源热泵空调系统通常由地源热泵机组、地热能换热系统、建筑物内系统组成。地源热泵机组与常用的水冷式冷水机组的工作原理基本相同，仅水源部分的温度有所差别。此外，地源热泵冷热工况的转换，一般是通过机组以外管道阀门的切换来实现的。

地埋管换热器是地源热泵的重要组成部分。垂直地埋管方式，是在垂直钻孔内埋置U 型换热管道，然后由水平管将U 型管并联成系统，水从管道内流过并与土壤换热。垂直地埋管方式的主要特点是

运行比较稳定和可靠。还有一种是水平地埋管方式。

2、地源热泵系统工作原理

地源热泵技术是利用浅层常温土壤或地下水的能量作为能源的

新型热泵技术。该技术可以同时供暖和制冷，并且能够提供生活热水。利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热

泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此

时地能为“热源” ；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤

或地表水中，此时地能为“ 冷源” 。

地源热泵系统冬季代替锅炉从土壤中取出热量，以３０～４０℃ 左右的热风向建筑物供暖，夏季代替普通空调向土壤排热，以１０～

１７℃ 左右的冷风形式给建筑物制冷。地源热泵技术节能效果显著，消耗ｋＷ的能量，用户可以得到4ｋＷ以上的热量或冷量。它不

向外界排放任何废气、废水、废渣，是一种的理想的“绿色技术” 。

从能源角度来说，它是一种用之不尽的可再生能源。

3、地源热泵的分类及其各自特点

地源热泵在国内也被称为地热泵。根据利用地热源的种类和方式

不同可以分为以下３类：土壤源热泵或称土壤耦合热泵（ GCHP ）、

地下水热泵（ GWHP ）、地表水热泵（ SWHP ）。

■土壤源热泵

土壤源热泵以大地作为热源和热汇，热泵的换热器埋于地下，与

大地进行冷热交换。土壤源热泵系统主机通常采用水—水热泵机组

或水—气热泵机组。根据地下热交换器的布置形式，主要分为垂直

埋管、水平埋管和蛇行埋管３类。

垂直埋管换热器通常采用的是Ｕ型方式，按其埋管深度可分为浅层（＜３０ｍ），中层（３０～１００ｍ）和深层（＞１００ｍ）３种。埋管深，地下岩土温度比较稳定，钻孔占地面积较少，但相应会带来钻孔、钻孔设备的经费和高承压埋管的造价提高。总的来说，垂直埋管换热器热泵系统优势在于：

（１）占地面积小；

（２）土壤的温度和热特性变化小；

（３）需要的管材最少，泵耗能低；

（４）能效比很高。而劣势主要在于：由于相应的施工设备和施工人员的缺乏，造价偏高。

水平埋管换热器有单管和多管２种形式。其中单管水平换热器占地面积最大，虽然多管水平埋管换热器占地面积有所减少，但管长应相应增加来补偿相邻管间的热干扰。水平埋管换热器热泵系统由于施工设备广泛使用而且施工人员易找，又加上许多家庭有足够大的施工场地，因此造价就可以减下来。除需要较大场地外，水平埋管换热器系统的劣势还在于：运行性能上不稳定（由于浅层大地的温度和热特性随着季节、降雨以及埋深而变化）；泵耗能较高；系统效率降低。

蛇行埋管换热器比较适用于场地有限又较经济的情况下。虽然挖掘量只有单管水平埋管换热器２０％～３０％，但是用管量会明显增加。这种方式优缺点类似于水平埋管换热器，所以有的文献将其归入水平埋管换热器。

■地下水热泵系统

在土壤源热泵得到发展以前，欧美国家最常用的地源热泵系统是地下水热泵系统。目前在民用中已经很少使用，主要应用在商业建筑中。最常用的系统形式是采用水—水式板式换热器，一侧走地下水，一侧走热泵机组冷却水。早期的地下水系统采用的是单井系统，即将地下水经过板式换热器后直接排放。这样做，一则浪费地下水资源，二则容易造成地层塌陷，引起地质灾害。于是产生了双井系统，一个井抽水，一个井回灌。地下水热泵系统的优势是造价要比土壤源热泵系统低，另外水井很紧凑，不占什么场地，技术也相对比较成熟，水井承包商也容易找。其劣势就在于：

（１）有些地方法规禁止抽取或回灌地下水；

（２）可供的地下水有限；

（３）如水质不好或打井不合格要注意水处理；

（４）如泵选择过大、控制不良或水井与建筑偏远，泵耗能就会过大。■地表水热泵系统

地表水热泵系统主要有开路和闭路系统。在寒冷地区，开路系统并不适用，只能采用闭路系统。总的来说，地表水热泵系统具有相对造价低廉、泵耗能低、维修率低以及运行费用少等优点。但是，在公共用的河中，管道或水中的其他设备容易受到损害。另外，如果湖泊过小或过浅，湖泊的温度会随着室外气候发生较大的变化，这就会产生效率降低、制冷或供热能力降低的后果。

4、地源热泵的优点

由于地源热泵系统采取了特殊的换热方式，使它具有普通中央空

调和锅炉不可比拟的优点：

■高效节能

与锅炉（电、燃料）供热系统相比，土—气型地源热泵系统的

转换效率最高可达 4.7 ，而锅炉供热只能将90% 以上的电能或70%~90% 的燃料内能转换为热量供用户使用，因此它要比电锅炉加热

节省 2/3 以上的电能，比燃料锅炉节省 1/2 以上的能量，运行费用

为各种采暖设备的 30%~70% 。由于土壤的温度全年稳定在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（家

用窗式和分体式空调、中央式风冷热泵）相比，要高出 40 ％以上，其运行费用仅为普通中央空调的 50%~60% 。夏季高温差的散热和冬

季低温差的取热，使得土—气型地源热泵系统换热效率很高。因此

在产生同样热量或冷量时，只需小功率的压缩机就可实现，从而达到

节能的目的，其耗电量仅为普通中央空调与锅炉系统的 40% ～ 60% 。■绿色保护

土—气型地源热泵系统在冬季供暖时，不需要锅炉，无废气、废渣、废水的排放，可大幅度地降低温室气体的排放，能够保护环境，

是一种理想的绿色技术。

■分户计费

实现机组独立计费，分户计表，方便业主对整个系统的管理。

■使用寿命长

家用空调设计寿命8年，燃气锅炉为10年；土—气型地源热