地源热泵系统介绍(包括工作原理图和案例)
2013-地源热泵
芬
尼 克 兹
地源热泵的特点及应用简 介
广东芬尼克兹节能设备有限公司
GuangDong PHNIX Eco-Energy Solution Ltd .
内容
一、地源热泵系统简介 二、工作原理 三、地源热泵机组主要特点 四、PHNIX地源热泵机组特点 五、地源热泵工程设计方法 六、地埋管换热系统施工 七、相关工程图片
机房占地面积小，可 设在地下室，无噪音， 20 年 但需要打井埋管用地 机房占用建筑面积， 冷却塔要占用房顶面 积，储油 设备需要占地，要求 有一定的安全间距
溴化哩吸 收 式直燃机 组 水冷机组 + 燃油（汽 ） 热水锅炉
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需设冷冻站和锅炉房， 冷水机组 面积较大，冷却塔要 20 年 占用房顶面积，储油 燃油锅炉 设备需要占地，要求 10 年 有一定的安全间距 需设冷冻站和锅炉房， 冷水机组 冷却塔要占用房顶面 20 年电 积，需要较大的电负 锅炉15年 荷
智能控制全 是我的功劳 哦！
PHNIX地源三联供热泵机组运行原理 ①热水模式：压缩机 四通阀1 热水侧换热器 节流阀A 地源侧换热器 四通阀2 压缩机.
PHNIX地源三联供热泵机组运行原理 ②制冷模式：压缩机 四通阀1 四通阀2 换热器 节流 空调侧换热器 四通阀2
地源侧 压缩机.
PHNIX地源三联供热泵机组运行原理-制冷 ③制热模式：压缩机 四通阀1 四通阀2 热器 节流 地源侧换热器 四通阀2
PHNIX
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广东芬尼克兹节能设备有限公司
GuangDong PHNIX Eco-Energy Solution Ltd .
尼 克 兹
机组运行噪音小
1、PHNIX地源热泵机组采用高效柔性全封闭式压缩机； 2、完美的机组外壳； 3、机组运行噪音小，性能稳定耐用。
地(水)源热泵系统
地（水）源热泵系统一．地源热泵技术综述所谓地源热泵(Ground Source Heat Pump)，即GSHP技术，是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
地源热泵利用地能一年四季温度稳定的特性，冬季把地能作为热泵供暖的热源，夏季把地能作为空调的冷源；即在冬季把高于环境温度的地能中的热能取出来供给室内采暖，夏季把室内的热能取出来释放到低于环境温度的地能中，通过少量的高位电能输入，实现低位能向高位能转移的一种技术。
关于地源热泵的名称问题一直以来都是各个地方叫法不一样的，到目前为止，“地源热泵”的命名尚不统一。
最近几年国内空调设备生产厂家纷纷推出了各式各样的地源热泵产品，冠之以诸如“地能中央空调系统”、“水源中央空调系统”、“地温中央空调系”、“中央液态冷热源”等等的名称，在一定程度上起到了混淆视听的作用，使地源热泵这一非常成熟的技术蒙上了一层神秘的面纱。
一般来讲有两个术语来描述：地热泵（Geothermal Heat Pump）和地源热泵（Ground-source Heat pump）。
前者一般用于人们在市场中以及官方用语；后者用于工程技术中。
国内来讲，一般叫做地(源)热泵，或者土壤源热泵。
目前，国内工程市场上习惯把采用地埋管技术的热泵系统称为“地源热泵”，利用抽灌井技术的热泵系统称为“水源热泵”。
其组成如图所示。
压缩机热泵机组介质循环泵过滤器土壤换热器(地藕换热井）空调循环泵地源热泵系统运行原理图蒸发器冷凝器节流阀空调器空调器空调器过滤器地源热泵技术采用热泵技术，将地层作为冷热源。
它的做功总是从低温热源提取热量，向高温热源放出热量，因此，一个相对稳定的地下热源是决定地源热泵技术工作效率的关键因素。
在供暖过程中，地层是低温热源，不断从地层吸收热量向热泵提供相对恒温的介质；在制冷场合，地上循环系统是热泵的低温热源，不断从室内吸收热量向热泵提供相对恒温的循环介质。
地源热泵的工作原理
地源热泵的工作原理地源热泵是一种利用地下热能进行空调和供暖的环保节能设备。
它通过地下的稳定温度来提供热能或冷能，实现室内温度的调节。
下面将详细介绍地源热泵的工作原理。
一、地源热泵的组成部分地源热泵系统由地热换热器、热泵主机、室内机组以及管道系统等组成。
1. 地热换热器：地热换热器埋设在地下，通常有水平式和竖直式两种形式。
它通过与地下的土壤或地下水进行热交换，吸收地下的热能或冷能。
2. 热泵主机：热泵主机是地源热泵系统的核心部分，包括压缩机、膨胀阀、换热器等。
它通过循环工质的变化状态来实现热能的转移。
3. 室内机组：室内机组负责将热泵主机传输的热能或冷能释放到室内空间，实现室内温度的调节。
4. 管道系统：管道系统连接地热换热器、热泵主机和室内机组，将热能或冷能传输到各个部分。
二、地源热泵的工作原理地源热泵的工作原理可以分为制冷模式和供暖模式两种情况。
1. 制冷模式：在制冷模式下，地热换热器从地下吸收热能，然后通过管道系统将热能传输到热泵主机。
热泵主机中的压缩机将低温低压的工质压缩成高温高压的气体，然后通过换热器将热能释放到室内机组。
室内机组通过风扇将热能释放到室内空间，同时将室内空气中的热量吸收到热泵主机中。
最后，压缩机将工质冷却成低温低压的状态，循环再次开始。
2. 供暖模式：在供暖模式下，地热换热器从地下吸收热能，然后通过管道系统将热能传输到热泵主机。
热泵主机中的压缩机将低温低压的工质压缩成高温高压的气体，然后通过换热器将热能释放到室内机组。
室内机组通过风扇将热能释放到室内空间，提供供暖效果。
同时，室内机组将室内空气中的热量吸收到热泵主机中。
最后，压缩机将工质冷却成低温低压的状态，循环再次开始。
三、地源热泵的优势地源热泵具有以下几个优势：1. 高效节能：地源热泵利用地下稳定的温度进行热能交换，比传统的燃气锅炉和电加热器更加高效节能。
2. 环保节能：地源热泵不需要燃烧燃料，不产生废气和废水，减少了对环境的污染。
地水源热泵系统介绍1(1)
2.2 水源热泵系统工作原理
• 水源热泵系统是一种可同时实现采暖和制冷的高效节能空 调系统，它主要是以地下水中的热能，作为热泵夏季制冷 的冷却源、冬季采暖供热的低温热源；即在冬季，热泵把 水中的热量“取”出来，供给建筑物室内采暖；夏季，把 建筑物室内的热量取出来，释放到地下水中去，达到建筑 物制冷目的。
• 地埋管地源热泵系统能效比高一般都在4.0以上， 通常热泵机组消耗1单位的能量，再加上土壤中储 存的3单位的能量，用户可以得到4单位以上的热 量或冷量，节能效果明显。
地源热泵系统原理示意图
地源热泵系统原理示意图
一、 地埋管地源热泵系统介绍
• 3. 地源热泵系统发展背景
• 2005年，国家发展改革委“可再生能源和新能源 高技术产业化专项”重点支持了一批风力发电、 太阳能光伏发电、太阳能供热和地源热泵供热 （制冷）、氢能等方面的产业化项目。在太阳能 供热和地源热泵供热（制冷）方面，开展新型太 阳能热水器和地源热泵系统产业化。包括高可靠 性新型真空管集热器、大面积中高温太阳能热水 系统、全天候太阳能热水系统、高效地源热泵及 其配套系统。
一、 地埋管地源热泵系统介绍
• (3) 节水省地 • 1）以土壤为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗
水资源，不会对其造成污染。 • 2）省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，
机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利 于建筑的美观 • (4) 环境效益显著 该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，在供 热时，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放 燃料废物的场地，不会产生城市热岛效应，对环境非常友 好，是理想的绿色环保产品。 • (5) 运行安全稳定，可靠性高 • 地源热泵系统在运行中无燃烧设备，因此不可能产生二氧 化碳、一氧化碳之类的废气，也不存在丙烷气体，因而也 不会有发生爆炸的危险，使用安全。燃油、燃气锅炉供暖， 其燃烧产物对居住环境污染极
地源热泵系统工程简介
地源热泵系统工程简介一、系统介绍（一）、系统介绍地源热泵系统是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。
地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。
热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量（如电能）将吸取的全部热能（即电能+吸收的热能）一起排输至高温热源。
而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的作用。
通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。
目前，地源热泵已成功利用地下水、江河湖水、水库水、海水、城市中水、工业尾水、坑道水等各类水资源以及土壤源作为水源热泵的冷热源。
（二）、系统分类1、按系统冷热源分类。
（1）、地表水热泵系统封闭式地表水热泵系统适用于地表水资源丰富或者人工水景水量较大的地方，利用地表江、河、湖或人工水景中的水来提供冷热源。
前提条件是水有一定的深度，地表水与地温有热交换。
地表水热泵循环系统示意图（2）、地下水源热泵系统地下水源热泵中央空调系统是利用地下浅层地下水地热资源，既制冷又制热，还可以提供生活热水的空调系统。
它不需要锅炉和冷却塔，但要求有一定数量的深井，提供一定量的地下水。
抽取的地下水通过一个完全密闭的金属管路系统和热泵机组进行热交换，将水中的能量提取出来，然后又将水原样灌回地下，不消耗水，也不污染水。
地下水源热泵循环系统示意图（3）、地埋管热泵系统地埋管热泵系统（地下耦合热泵系统）是利用地下岩土中热量的闭路循环的地源热泵系统，通常称为地埋管热泵系统。
地埋管系统无需打井，而是将水循环的管路埋入30-100米深的地下。
通过管内换热介质的循环将地下土壤温度提取出来，以满足热泵机组制冷制热的需要。
地源热泵工作原理示意图
地源热泵工作原理示意图
地源热泵是一种利用地热能源进行供暖和制冷的高效节能设备，其工作原理如下所示：
1. 地热能源采集。
地源热泵系统通过地下埋设的地热换热器，利用地下土壤中的稳定温度来进行能源采集。
在地下埋设的地热换热器中，通过循环的工质流体，将地下的热能传递到地源热泵系统中。
2. 压缩机压缩。
地源热泵系统中的压缩机负责将从地热换热器中采集到的低温热能进行压缩，提高其温度和压力，以满足供暖或制冷系统的需要。
3. 热交换。
压缩机将热能提高后，通过热交换器将热能传递给供暖系统或制冷系统。
在供暖模式下，热能被传递到室内，提供舒适的室内环境；在制冷模式下，热能被传递到室外，实现室内的制冷效果。
4. 膨胀阀控制。
地源热泵系统中的膨胀阀起着控制工质流体流速的作用，通过膨胀阀的调节，可以控制工质的压力和温度，以保证系统的稳定运行。
5. 回路循环。
地源热泵系统中的工质通过压缩、热交换和膨胀阀的作用，形成一个闭合的回路循环，不断地从地下获取热能，经过加工后传递到室内或室外，实现供暖和制冷的效果。
地源热泵系统的工作原理示意图如上所述，通过地下的地热能源，利用压缩、热交换和膨胀阀等设备，实现了对室内环境的供暖和制冷。
这种系统不仅能够高效利用地热能源，还具有环保、节能、稳定运行的特点，是一种值得推广和应用的节能供暖制冷设备。
地源热泵工作原理及分类
地源热泵工作原理及分类地源热泵是一种利用地下热能进行空调供暖的环保节能设备。
它通过地下的热能来提供冷热空气，实现室内温度的调节。
本文将详细介绍地源热泵的工作原理和分类。
一、工作原理地源热泵的工作原理基于地下的稳定温度。
地下温度在不同地区有所差异，但普通在地表以下3米深度处保持相对稳定。
地下温度通常比室外温度更稳定，夏季较凉爽，冬季较温暖。
地源热泵利用地下温度与室内外温度差异来进行热交换，从而实现冷热空气的供应。
地源热泵的工作原理主要包括以下几个步骤：1. 地热吸收：地源热泵通过埋设在地下的地热换热器吸收地下的热能。
地热换热器普通采用地埋水管或者地埋螺旋管，通过导热介质与地下热能进行热交换。
2. 热泵循环：地源热泵通过循环工质（普通为制冷剂）将地下吸收的热能带入室内。
制冷剂在低温状态下吸收地热换热器中的热能，然后通过压缩机进行压缩，提高温度。
3. 热能释放：经过压缩后的制冷剂进入室内机组，释放热能到室内空气中。
室内机组普通由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等组成，通过这些部件，制冷剂的压力和温度得以改变，从而实现冷热空气的供应。
4. 热能回收：地源热泵在释放热能后，将剩余的制冷剂重新送回地热换热器，进行循环使用。
这样既实现了热能的回收利用，也提高了能源利用效率。
二、分类根据地源热泵的工作方式和应用领域，可以将其分为以下几类：1. 地源热泵供暖系统：这是地源热泵最常见的应用领域之一。
地源热泵供暖系统通过地下的热能来供应室内的暖气，取代传统的锅炉供暖方式。
该系统具有环保、节能、稳定性好等优点，适合于各种建造类型。
2. 地源热泵空调系统：地源热泵空调系统是利用地下的热能来进行空调供冷。
该系统通过地下的稳定温度来降低空调系统的能耗，实现室内空气的舒适调节。
地源热泵空调系统适合于各种商业建造、办公楼和住宅等场所。
3. 地源热泵热水供应系统：地源热泵热水供应系统是利用地下的热能来供应热水。
该系统通过地下热能的吸收和释放，提供热水供应，取代传统的燃气热水器或者电热水器。
地源热泵工作原理及分类
地源热泵工作原理及分类地源热泵是一种利用地下热能进行热量转移的设备，它能够实现供暖、制冷和热水供应。
地源热泵系统由地热换热器、热泵机组、热水储存装置和控制系统组成。
下面将详细介绍地源热泵的工作原理及分类。
一、地源热泵的工作原理地源热泵利用地下热能进行热量转移，其工作原理基于热力学的基本原理。
地下温度相对稳定，一般在10℃到25℃之间，比空气温度更适合热泵的工作。
地源热泵的工作原理如下：1. 地热换热器：地热换热器是地源热泵系统中的关键组件，它通过埋设在地下的地源回路与地下热能进行热量交换。
地热换热器一般有水平埋管和垂直埋管两种形式。
水平埋管是将管道埋设在地下，通过管道与地下热能进行热量交换。
垂直埋管是将管道垂直埋设在地下，通过管道与地下热能进行热量交换。
2. 热泵机组：热泵机组是地源热泵系统中的核心部分，它包括压缩机、膨胀阀、冷凝器和蒸发器。
热泵机组的工作过程如下：首先，压缩机将低温低压的制冷剂吸入，然后通过压缩提高其温度和压力，进而将高温高压的制冷剂送入冷凝器。
在冷凝器中，制冷剂释放热量并冷却，然后通过膨胀阀降低温度和压力，进入蒸发器。
在蒸发器中，制冷剂吸收地热换热器中的热量，从而实现热量转移。
3. 热水储存装置：热水储存装置用于存储地源热泵系统产生的热水，以满足供热和热水供应的需求。
热水储存装置一般包括水箱和相应的管道连接。
4. 控制系统：控制系统用于监测和控制地源热泵系统的运行状态，包括温度、压力和流量等参数的监测和调节。
二、地源热泵的分类根据地热换热器的不同形式，地源热泵可以分为水平埋管地源热泵和垂直埋管地源热泵两种类型。
1. 水平埋管地源热泵：水平埋管地源热泵是将地热换热器的管道水平埋设在地下，通过与地下热能进行热量交换来实现热泵的工作。
水平埋管地源热泵适用于土地面积较大的场所，如农田、公园等。
它的优点是安装方便、成本较低，但需要较大的土地面积。
2. 垂直埋管地源热泵：垂直埋管地源热泵是将地热换热器的管道垂直埋设在地下，通过与地下热能进行热量交换来实现热泵的工作。
地源热泵工作原理及分类
地源热泵工作原理及分类地源热泵是一种利用地下热能进行空调供暖的环保节能设备。
它通过地下热能的吸收和释放来实现室内温度的调节，从而达到舒适的居住环境。
本文将详细介绍地源热泵的工作原理和分类。
一、工作原理地源热泵利用地下热能进行空调供暖，其工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 地热吸收：地源热泵通过埋设在地下的地热换热器吸收地下的热能。
地热换热器通常采用地埋管道系统，通过地下管道与地下热能接触，吸收地热能。
2. 热能传递：地热能被吸收后，通过地源热泵系统中的制冷剂传递到蒸发器中。
在蒸发器中，制冷剂与室内空气进行热交换，吸收室内热量，同时蒸发成气体。
3. 压缩增压：经过蒸发器后，制冷剂以气体形式进入压缩机。
压缩机将制冷剂压缩成高温高压气体，增加其温度和压力。
4. 热能释放：高温高压气体进入冷凝器，与室外空气进行热交换。
在冷凝器中，制冷剂释放热量，冷凝成液体。
5. 再次循环：制冷剂变成液体后，经过膨胀阀降压，再次进入蒸发器，循环进行热能吸收和释放的过程。
通过上述循环过程，地源热泵实现了地下热能的吸收和释放，从而达到室内温度的调节。
二、分类根据地源热泵的工作方式和热源类型，可以将地源热泵分为以下几种分类：1. 地下水源热泵：地下水源热泵利用地下水作为热源，通过水井或井泉将地下水引入地热换热器中，进行热交换。
地下水源热泵适用于地下水资源丰富的地区。
2. 地埋管道热泵：地埋管道热泵通过埋设在地下的管道系统吸收地下热能。
地埋管道可以是水平埋管、垂直埋管或螺旋管等形式，根据地形和场地条件选择合适的埋管方式。
3. 地热井热泵：地热井热泵是通过钻探地下热能储存的井口，将地下热能引入地热换热器中进行热交换。
地热井热泵适用于地下水资源较为稀缺的地区。
4. 地下湖热泵：地下湖热泵利用地下湖水作为热源，通过水泵将地下湖水引入地热换热器中，进行热交换。
地下湖热泵适用于地下湖水资源丰富的地区。
5. 地下排水热泵：地下排水热泵利用建筑物排水中的热能，通过地热换热器进行热交换。
地源热泵系统的组成和工作原理
地源热泵系统的组成和工作原理1. 什么是地源热泵系统？嘿，朋友们，今天我们聊聊地源热泵系统。
听起来有点高大上，其实呢，它就是利用地下的温度来给我们家里提供暖意或者凉爽。
想想看，夏天到了，外面热得像蒸笼，进屋却能享受到一阵凉风，这种感觉简直不要太爽！而在冬天，地面下的土壤依然保持着一个相对稳定的温度，这可比我们在外面冻得发抖要强多了。
地源热泵就像个聪明的“小助手”，利用大自然的能量，让我们的生活更加舒适。
2. 地源热泵的组成部分2.1 地埋管首先，地源热泵系统里最重要的部分就是地埋管。
想象一下，这就像埋在地底下的“暖气管道”，其实它们是用来吸收土壤中热量的。
通常，安装这些管道的时候，会把它们埋在地下，甚至可以是水平或垂直的。
这些管道里流动的液体可以吸收地面温度，听上去是不是有点神奇？2.2 热泵主机接下来，就是热泵主机。
它是整个系统的“大脑”，负责将从地埋管中获取的热量进行处理。
主机里有个压缩机，就像你平时喝的汽水，里面的气泡被压缩后变得更凉快，热泵也是这个道理。
它把低温的气体压缩成高温气体，再把热量输送到你家里。
无论你是想要暖和的冬天，还是清凉的夏天，这个“大脑”都能给你想要的温度。
2.3 储热水箱再来说说储热水箱，它就像是一个“温暖的宝藏”，能把热水储存起来，随时为你提供热水。
想象一下，冬天早上起来，洗个热水澡，简直是生活的享受！这个储热水箱可以存储多余的热量，以便在需要的时候使用，真是居家必备的好帮手。
3. 地源热泵的工作原理3.1 热量转移那么，这个地源热泵到底是怎么工作的呢？其实，原理很简单。
就像你在沙滩上用沙子做个沙堡，热量也在不断转移。
冬天，地埋管里流动的液体吸收地下的热量，然后这股热量通过热泵主机进行压缩，最终传递到室内。
简单来说，就是“外面冷，里面热”的魔法。
3.2 节能环保最重要的是，地源热泵系统不仅省钱，还环保！它比传统的取暖或制冷方式要节能很多，算得上是“绿色能源”的代表。
太阳能 地能热泵采暖供热系统原理图
太阳能、地能热泵采暖供热系统原理图●采暖供热原理：如图一所示，热泵主要由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等组成制冷回路，在制冷回路内充注制冷剂。
制冷压缩机通入三相交流电高速旋转，将低温低压制冷剂气体吸入压缩机，经压缩后变成高压高温气体，该高温高压气体经冷凝器被冷却水冷却，变成中压中温制冷剂液体，制冷剂液体经过膨胀阀节流减压后送入蒸发器，由于蒸发器连接在压缩机的吸气口上，压缩机不停的吸入蒸发器的制冷剂气体，使得进入蒸发器的大量制冷剂压力减低，制冷剂进一步大量蒸发。
由于蒸发器另一侧与地下水中水泵连接，所以当地下水大量流过蒸发器时，被蒸发的制冷剂带走大量的地下水中的热量（因为制冷剂蒸发过程，也就是制冷剂吸热的过程）。
地下水中含有大量的地球浅层土壤低温热量，这些低温热量通过地下水媒介被蒸发器中蒸发的制冷剂吸收提取变成制冷剂热量，被源源不断地吸入制冷压缩机。
经压缩机压缩之后，又变成为80-90℃的高温气体，这个高温气体在被冷凝器冷却的过程中，将大量的高温热量传给了冷凝器另一侧的采暖系统，80-90℃高温制冷剂气体被冷却的过程，也可以看作是将这些高温热量传递给冷却系统的过程，或者说是对采暖系统的加热过程，维持采暖系统水温在50-60℃，通过风机盘管或暖气片负荷向空调房间供热。
综上所述，热泵机组是将电能通入压缩机，压缩机将电能变为高速旋转的机械能，机械能又通过压缩机将机械能变成为热能，压缩机输出的总热能=压缩机电功率+压缩机向地下水吸收的热能，而向井水中吸取的热能远远大于压缩机的电功率。
一般从井水中提取的热能是压缩机电功率产生热能的 4-5倍，所以热泵机组的能效比=输出热能（kw）/输入电功率（kw）≈4.5左右。
而电锅炉的能效比=输出热能（kw）/输入功率（kw）≈0.9～0.98左右，从上面的对比可以看出热泵机组是节能环保设备，与电锅炉相比也同样是电采暖设备，只不过热泵比电锅炉更节省运行费用，理应得到电力部门大力推广的设备，最终受益的首先是电力部门，然后是用户，对环保、对电力部门、对全社会都是有很大好处的事。
《地源热泵》课件
通过地源热泵系统，将地下土壤、地 下水或地表水中的低位热能提取出来 ，通过中央空调系统将热能传递到室 内，实现供暖或制冷的目的。
历史与发展
历史
地源热泵技术起源于19世纪，经过多年的研究和发展，目前已经成为一种成熟 、高效、环保的能源利用方式。
发展
随着全球能源危机和环境问题的日益严重，地源热泵技术得到了更广泛的应用 和推广，各国政府纷纷出台相关政策支持地源热泵的发展。
地区。
初投资较高
相比传统空调系统，地源热泵系统 的初投资较高。
安装难度较大
地源热泵系统的安装需要专业的设 计和施工队伍，安装难度较大。
02 地源热泵系统组成
地下换热系统
地下换热系统是地源热泵的重要组成部分，主要通过地埋管换热器实现地下土壤的 热量交换。
地埋管换热器一般采用高密度聚乙烯管或无缝钢管作为换热材料，通过在地下钻孔 并填充砂石等传热介质，与土壤进行热量交换。
节能效果
地源热泵系统的节能效果显著，尤其是在冬季和夏季等需要大量供暖和 制冷的时候，其节能效果更加明显。
03
人工费用
地源热泵系统的人工费用主要包括设备的维护和检修等，相对于传统的
空调和供暖系统来说，其人工费用较低。
生命周期成本
生命周期成本
地源热泵系统的生命周期成本是指在系统的使用寿命内，所有的初投资成本和运行费用之和。由于地源热泵系统的使 用寿命较长，且维护费用较低，其生命周期成本相对于传统的空调和供暖系统来说较低。
地下换热系统的作用是将土壤中的热量或冷量传递给地埋管内的循环水，为整个地 源热泵系统提供冷热源。
热泵机组
热泵机组是地源热泵系统的核心部分 ，负责将地下换热系统传递来的冷热 量进行吸收、压缩和循环使用。
地源热泵系统介绍(包括工作原理图和案例)
地源热泵一、概念1.什么是热泵热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出可用的高品位热能的设备，可以把消耗的高品位电能转换为3倍甚至3倍以上的热能，是一种高效供能技术。
热泵技术在空调领域的应用可分为空气源热泵、水源热泵以及地源热泵三类。
由于热泵是提取自然界中能量，效率高，没有任何污染物排放，是当今最清洁、经济的能源方式。
在资源越来越匮乏的今天，作为人类利用低温热能的最先进方式，热泵技术已经在全世界范围内受到广泛关注和重视。
2.什么是地源热泵地源热泵(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。
地能热泵系统的介绍1.1地能概述人类赖以生存的地球蕴藏着丰富的各类矿产资源，同时它还是一个非常巨大的能量资源库。
以浅层地表为例，据调查地表以下5~10米的地层温度就不随室外大气温度的变化而变化，常年维持在15~17℃。
这样的温度相对于北京等的北方城市，冬季它比大气温度（5~-15℃）高，是可利用的低品位热源；夏季它比大气温度（25~40℃）低，是可利用的冷源。
地能热泵系统就是利用地层的冬暖夏凉的特性，通过提取和释放地层中的热量，实现冬季供暖和夏季制冷。
冬季通过输入1kW的电能，热泵机组可吸收2.5~3kW的地能，为建筑物提供3.5~4kW的热能；夏季通过输入1kW的电能，能为建筑物提供3.5~4kW的冷能。
而该项目技术成功的关键就在于如何从地层中提取和释放热能。
水源热泵和地源热泵都属于地能热泵的范畴，不同之处就在于它们提取和释放地能的方式不同。
1.2水源热泵和地源热泵1.2.1水源热泵系统水源热泵是通过抽取与地层同温度的地下水，机组与地下水换热后，地下水通过回灌井回灌到地层中。
根据系统负荷量及需水量的大小，地层的出水能力和回灌能力来设计抽水井和回灌井的数量。
地源热泵的工作原理
地源热泵的工作原理地源热泵是一种利用地下热能进行空调供暖的系统。
它利用地下的恒定温度来提供热能，以供应建造物的供暖、制冷和热水需求。
下面将详细介绍地源热泵的工作原理。
一、地源热泵系统的组成地源热泵系统主要由地热换热器、热泵机组、暖通设备和管道系统组成。
1. 地热换热器：地热换热器是地源热泵系统的核心部件，它通过埋设在地下的地源热交换器来与地下热能进行热交换。
地热换热器普通有水平埋管、竖井和水体换热等形式。
2. 热泵机组：热泵机组由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等组件组成。
它通过循环工作过程将地下的低温热能转化为高温热能，以满足建造物的供暖和制冷需求。
3. 暖通设备：暖通设备包括散热器、风机盘管和地板辐射等，用于将热泵机组产生的热能传递给室内空气或者地板，实现供暖和制冷效果。
4. 管道系统：管道系统用于连接地热换热器、热泵机组和暖通设备，实现热能的传输和分配。
二、地源热泵系统的工作原理可以分为地热换热和热泵循环两个过程。
1. 地热换热过程：地热换热器通过埋设在地下的地源热交换器与地下热能进行热交换。
在供暖季节，地热换热器中的工质（普通为水或者抗冻液）吸收地下的热能，使地下的热能传递给工质。
工质在地热换热器中被加热后进入热泵机组。
2. 热泵循环过程：热泵机组中的压缩机将工质压缩，使其温度和压力升高，然后进入冷凝器。
在冷凝器中，工质通过与室内暖通设备中的冷却介质进行热交换，释放热能给室内空气或者地板。
膨胀阀将工质的压力降低，使其温度和压力下降，然后进入蒸发器。
在蒸发器中，工质通过与地热换热器中的地下热能进行热交换，吸收地下的热能。
循环过程中，热泵机组不断地将地下的低温热能转化为高温热能，以满足建造物的供暖和制冷需求。
热泵机组通过控制系统实现自动调节和控制，以保持室内的舒适温度。
三、地源热泵的优势地源热泵系统具有以下优势：1. 高效节能：地下的恒定温度使得地源热泵系统具有高效节能的特点，能够显著降低供暖和制冷的能耗。
地源热泵工作原理及分类
地源热泵工作原理及分类地源热泵是一种利用地下热能进行空调和供暖的系统。
它利用地下的恒定温度来提供热量或者冷量，从而实现能源的高效利用。
地源热泵系统由地热换热器、地热水泵、热交换器和供暖或者制冷设备组成。
地源热泵的工作原理如下：1. 地热换热器：地热换热器是地源热泵系统的核心部件，它通过埋设在地下的管道与地下热能进行热交换。
地下的恒定温度使得地热换热器能够从地下获取热量或者冷量。
2. 地热水泵：地热水泵是地源热泵系统中的关键设备，它通过循环工作介质来实现热能的传递。
工作介质在地热换热器中吸收地下的热量，然后通过地热水泵的压缩和膨胀过程，将热量传递给热交换器。
3. 热交换器：热交换器是地源热泵系统中的另一个重要组件，它用于将地下获取的热量或者冷量传递给供暖或者制冷设备。
热交换器通过与工作介质的热交换，将热量传递给供暖设备，或者将冷量传递给制冷设备。
地源热泵根据热源的不同可以分为水源热泵和地源热泵两种类型。
1. 水源热泵：水源热泵利用水体中的热能来进行热交换。
它通常通过水井或者水体中的管道来获取热量或者冷量。
水源热泵适合于地下水温度较高的地区，可以高效地提供热量或者冷量。
2. 地源热泵：地源热泵利用地下土壤或者岩石中的热能来进行热交换。
它通过埋设在地下的管道来获取热量或者冷量。
地源热泵适合于地下水温度较低的地区，可以高效地提供热量或者冷量。
地源热泵系统的优势包括：1. 高效节能：地源热泵系统可以利用地下的恒定温度来提供热量或者冷量，相比传统的供暖或者制冷系统，能够节约能源并降低能耗。
2. 环保清洁：地源热泵系统不产生烟尘、废气和噪音等污染物，对环境友好，可以有效减少空气污染和噪音污染。
3. 稳定可靠：地源热泵系统利用地下的恒定温度来进行热交换，不受季节变化温和候影响，稳定可靠。
4. 综合利用：地源热泵系统可以与其他能源设备结合使用，如太阳能板和太阳能热水器等，实现能源的综合利用。
总之，地源热泵是一种高效节能、环保清洁、稳定可靠的供暖和制冷系统。
地源热泵系统原理及分类
地源热泵技术作为环保节能的新技术已在大多数国家得到广泛使用，它 也必将在我国得到广泛的应用。推广应用地源热泵技术应该因地制宜，结
富田高效能地（水）源热泵机组能效比制热制热超 过为1:5，制冷工况超过1:6；最高达到1:7.07； 达到当今世界最高水平。
地源热泵系统的优点
利用可再生能源，经济环保
地源热泵是以各种可再生能源如土壤、地下 水、江、河、湖、海等地表水、城市污水、 工业废水等为低温热源，通过热泵技术达到 采暖、制冷和制取生活热水的功能，不仅经 济而且非常环保。废除了污染严重的中小型 燃煤锅炉、油锅炉。大大减少SO2, NOX等对 环境有害气体的排放量，有效改善城市中的 大气环境。
热泵技术分类
热泵技术
空气源热泵
地源热泵
地下水源热泵
地表水源热泵 （包括江河湖海水及污水）
地埋管地源热泵
热泵技术分类
空气源热泵是将热泵机组周围的空气作为热源，夏 季向其放热，冬季从中取热，我们常见的风冷热泵、 分体式家用空调既是空气源热泵的一种。
地源热泵系统是根据土壤、地下水、地表水“冬暖 夏凉”的特性来充分利用其能量的空调系统。它是 通过输入少量的高位能（如电能），实现从浅层地 能（土壤、地下水及地表水中的低位热能）向高位 热能转移的热泵空调系统。
凌天科技上海分公司 地源热泵事业部
随着经济的发展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供热和制冷 空调已成为普遍的需求，目前，建筑供热和制冷空调的能耗大约已占社会 总能耗的25%～30%。随着我国建筑业的迅猛发展，建筑节能的要求越来 越高。降低空调系统的能耗、节约能源是建筑节能和暖通空调工作者一直 追求的目标。
地源热泵系统原理图
地源热泵系统原理图绿色建筑与可持续发展是人类未来生存的必然趋势，是全球重点关注的问题；作为目前对环境最友好和最有效的供热、供冷系统，地源热泵是是解决建筑采暖制冷、能源节约和环保问题最有效方式之一。
从北美、欧洲到中国，地源热泵系统已经过几十年的应用，目前地源热泵技术已相对成熟，我们可以通过地源热泵系统原理和地源热泵系统运行原理图，来认识地源热泵系统核心优势。
什么是地源热泵地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
地源热泵简易的可以理解为：夏天制冷时将排放出来的热量放入大地储存好，到了冬天又将储存好的热量释放至室内供暖。
中间换热介质是地下水，地下水具有恒温储热功能，节能环保、提高效益。
整个系统通过热泵机组向建筑物供冷供热，利用可再生能源、高效节能、无污染，集制冷、制热、生活热水于一体，可广泛应用到各种建筑中。
地源热泵系统原理图地源热泵系统原理：制冷模式在制冷状态下，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。
通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝，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水、地下水或土壤里。
在室内热量不断转移至地下的过程中，通过风机盘管，以13℃以下的冷风的形式为房间供冷。
上图为夏天时，地源热泵系统运行原理图地源热泵系统原理：供暖模式在供暖状态下，压缩机对冷媒做功，并通过换向阀将冷媒流动方向换向。
由地下的水路循环吸收地表水、地下水或土壤里的热量，通过冷凝器内冷媒的蒸发，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蒸发器内冷媒的冷凝，由风机盘管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。
上图为冬天时，地源热泵系统运行原理图“冬暖夏凉”的地温资源1. 与空气源热泵比，空气源热泵冬季从低温的空气中取热，夏季还需将空调热释放到高温的室外环境中去，地源热泵的冬、夏季运行效率均较高，综合节能在50%以上。
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地源热泵
一、概念
1.什么是热泵
热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出可用的高品位热能的设备，可以把消耗的高品位电能转换为3倍甚至3倍以上的热能，是一种高效供能技术。
热泵技术在空调领域的应用可分为空气源热泵、水源热泵以及地源热泵三类。
由于热泵是提取自然界中能量，效率高，没有任何污染物排放，是当今最清洁、经济的能源方式。
在资源越来越匮乏的今天，作为人类利用低温热能的最先进方式，热泵技术已经在全世界范围内受到广泛关注和重视。
2.什么是地源热泵
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。
地能热泵系统的介绍
1.1地能概述
人类赖以生存的地球蕴藏着丰富的各类矿产资源，同时它还是一个非常巨大的能量资源库。
以浅层地表为例，据调查地表以下5~10米的地层温度就不随室外大气温度的变化而变化，常年维持在15~17℃。
这样的温度相对于北京等的北方城市，冬季它比大气温度（5~-15℃）高，是可利用的低品位热源；夏季它比大气温度（25~40℃）低，是可利用的冷源。
地能热泵系统就是利用地层的冬暖夏凉的特性，通过提取和释放地层中的热量，实现冬季供暖和夏季制冷。
冬季通过输入1kW的电能，热泵机组可吸收2.5~3kW的地能，为建筑物提供3.5~4kW的热能；夏季通过输入1kW的电能，能为建筑物提供3.5~4kW的冷能。
而该项目技术成功的关键就在于如何从地层中提取和释放热能。
水源热泵和地源热泵都属于地能热泵的范畴，不同之处就在于它们提取和释放地能的方式不同。
1.2水源热泵和地源热泵
1.2.1水源热泵系统
水源热泵是通过抽取与地层同温度的地下水，机组与地下水换热后，地下水通过回灌井回灌到地层中。
根据系统负荷量及需水量的大小，地层的出水能力和回灌能力来设计抽水井和回灌井的数量。
抽灌井可为一抽一灌、一抽多灌或多抽多灌。
1.2.2地源热泵系统
地源热泵系统通过在密闭的换热管里循环的循环液与地层之间进行热量交换，冬季吸热、夏季散热。
根据系统负荷量的大小，地层的导热能力来设计换热孔形式、数量和深度。
图1水源热泵示意图
图2地源热泵示意图
1.2.3两个系统对比
水源热泵地源热泵相同之处站房内系统基本相同，都能同时具备供暖、制冷和制生活热水的功能
不同之处需要钻凿抽灌井需要钻凿换热孔
抽取、回灌地下水，作为热交换的媒介循环液在换热管中密闭循环，不扰动地
下水
机组进水温度稳定，与地层温度相同冬季进水温度为10~13℃，夏季进水温
为17~20℃
水井需要定期维护换热孔不需要任何维护
二、原理
1 地源热泵工作原理
地源热泵则是利用水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（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”。
地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。
其中水源热泵机主要有两种形式：水—水式或水—空气式。
三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。
2 地源热泵技术路线
地源热泵技术路线有以下两种：土--气型地源热泵技术和水--水型地源热泵技术
土--气型地源热泵技术以美国的技术为代表，水--水地源热泵技术以北欧的技术为代表。
二者的差别是：前者从浅层土壤或地下水中取热或向其排热，通过分散布置于各个房间的地源热泵机组直接转换成热风或冷风为房间供暖或制冷。
后者是从地下水中取热或向其排热，经过热泵机组转换成热水或冷水，然后再经过布置在各个房间的风机盘管转换成热风或冷风给房间供暖或制冷。
由于美国的土--气型地源热泵技术，可以不用地下水，采用埋设垂直管、水平管或向地表水抛设管路等多
种方式，直接从浅层土壤取效或向其排热，不受地下水开采的限制，推广的范围更大、更灵活。
3 地源分类
地源按照室外换热方式不同可分为三类：(1)土壤埋管系统，(2)地下水系统，(3)地表水系统。
根据循环水是否为密闭系统，地源又可分为闭环和开环系统。
闭环系统如埋盘管方式（垂直埋管或水平埋管），地表水安置换热器方式。
开环系统如抽取地下水或地表水方式。
此外，还有一种“直接膨胀式”，它不象上述系统那样采用中间介质水来传递热量，而是直接将热泵的一个换热器（蒸发器）埋入地下进行换热。
4 地源热泵系统的形式
土-气型地源热泵系统按照室外换热方式不同分，主要有三类形式：
1、地耦管系统
该方案只需在建筑物的周边空地、道路或停车场打一些地耦管孔，室外水系统注满水后形成一个封闭的水循环，利用水的循环和地下土壤换热，将能量在空调室内和地下土壤之间进行转换。
故该方案不需要直接抽取地下水，不会对本地区地下水的平衡和地下水的品质造成任何影响，不会受到国家地下水资源政策的限制。
2、地下水系统
项目附近如果有可利用的地表水，水温、水质、水量符合使用要求，则可采用开式地表水（直接抽取）换热方式，即直接抽取地表水，将其通过板式换热器与室内水循环进行隔离换热，可以避免对地表水的污染。
此种换热方式可以节省打井的施工费用，室外工程造价较低。
3、地表水系统
项目附近如果有可利用的地表水，水温、水质、水量符合使用要求，则可采用抛放地耦管换热方式，即将盘管放入河水（或湖水）中，盘管与室内循环水换热系统形成闭式系统。
该方案不会影响热泵机组的正常使用；另一方面也保证了河水（湖水）的水质不受到任何影响，而且可以大大降低室外换热系统的施工费用。
地源热泵在回灌困难地区的应用
北京市是伟大祖国的首都，为改善空气环境、减少大气污染，市委市政府早在2000年就提出了大气污染治理规划。
在城区内利用清洁能源取代燃煤锅炉，禁止新建燃煤锅炉。
水源热泵空调作为一种清洁、节能、环保新技术很快被人们认识和接受。
但在水源热泵系统的推广应用中，如何合理地抽取和回灌地下水是困惑用户的首要问题。
在水文地质条件相对差的地区，回灌很难，出现了个别项目难以实现地下水的100%回灌，系统运行不稳定。
地源热泵空调系统正好弥补了水源热泵系统的不足，它通过密闭的PE换热管与地层进行热交换，为热泵提供冷热源，不再需要提取和回灌地下水。
它的成功应用和示范，使在水文地质条件较差的地区也能使用地能资源。
本文将对比水源热泵和地源热泵系统，以及它们所适用的地质条件和地区，并通过对朝阳区绿化局办公楼地源热泵空调系统的介绍，使大家对地源热泵进一步了解。
三、案例
北京市朝阳区绿化局位于朝阳区红领巾公园桥西北侧，新办公楼总建筑面积为4000m2，其中地上局部三层，地下一层。
办公楼于2003年初开始建设，由于距离城市热源主干道较远，如采用燃气锅炉或城市热力供暖都需要投入很大的接口费用。
因为红领巾公园所处地区，地层颗粒较细，主要以粘土、粉细砂、粗砂和砂砾层为主，所以选用了地源热泵系统。
建筑物的总热负荷为450kW（含30kW生活热水负荷），总冷负荷为480kW。
空调系统选用东宇制冷设备厂生产的GWHP530Y30型水水热泵机组。
地埋管系统布置在办公楼东侧道路下，换热孔共计26眼，成两列排布，孔间距为4米。
每孔下入DN32的高密度聚氯乙烯（HDPE）换热管4个，底部采用U型接头（双U型）。
换
热孔一次埋设成功后，地面铺设了道路。
系统建成后经过了一个采暖季和一个制冷季，运行稳定，效果非常好。
采暖季运行费用仅为16元/m2季，制冷季运行费用仅为18元/m2季。
四、小结
地源热泵系统是清洁、节能、经济并环保的技术，利用少量的电能即可实现供暖和供冷。
同时换热孔系统不需要提取和回灌地下水，在水文地质条件较差的地区也能实现地能利用。
地源热泵系统的推广和应用，将会促进“蓝天工程”的实施，在能源结构的调整中占有一席之地。