论地源热泵的特点与应用

摘要：鉴于当前社会地源热泵空调的流行热潮，本文结合地源热泵在实际生活中的应用，对地源热泵空调系统进行了深入的研究。而所谓的地源热泵空调事实上就是一种新型的节能空调，其具有良好的节能环保效果。地源热泵空调是通过利用利用地表浅层的地热资源作为空调的冷热源，然后利用热泵的工作原理，进而只需要少量的电能就能够实现空调的正常运转。而随着全球性的能源资源危机，使得地源热泵空调有了广阔的发展空间，因此对底蕴热拌的特点与应用进行研究意义重大。本文通过对地源热泵系统的深入研究，然后对地源热泵的性能和工作原理等进行了详细的阐述，以供同行探讨。

关键词：地源热泵 空调系统 特点 应用

引言

随着空调在现代人们生活中的推广应用，极大的提高了人们的生活质量。然而，在空调的使用过程中却伴随了大量的能源消耗和环保节能问题。随着全球性的能源危机，能源问题已经成为了一个世界性的话题。因此在现代的各个领域中，都先后倡导了节能生产，而在空调领域也不例外。随着科学技术的进步，人们一直致力于节能环保空调的研究，并且取得了显著的成果。地源热泵空调是一种新型的节能空调，其具有良好的节能环保效果。从专业的角度上讲，地源热泵是一个涵盖范围极广的术语，其不仅包括了使用土壤作为冷、热源的系统，还包括了使用地下水或者地表水做冷、热源的系统。地源热泵通过对土壤温度较为稳定这一特点的利用，仅仅用少量的电能就能够驱使压缩机运作，并且通过埋藏在地下的闭环管线系统对热量进行交换，从而实现冬天供热、夏天供冷，进而满足人类对制冷制热的需求。地源热泵系统具有传统空调所不具备的高效、节能以及环保等众多优点，并且随着时代的发展，在能源危机已经殃及全球的时代背景下，地源热泵空调更是备受广大用户的青睐。而鉴于当前社会地源热泵空调的流行热潮，对底蕴热拌的特点与应用进行研究不仅意义重大，而且迫在眉睫。本文从地源热泵系统的特点出发，对地源热泵的特点与应用进行探讨，并且对地源热泵的性能和工作原理等进行了详细的阐述，希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨，进而达到共同提高的目的，并且为我国地源热泵空调系统的应用起到一定的参考作用。

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。

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。

三、地源热泵系统工作原理

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，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高效节能优点。基本的地热资源主要有以下四种：

1. 建筑物周围有充足的可以利用的场地时，可以考虑用水平环路。 把管线布置在沟中，可根据场地长度在30到120米之间。

2. 建筑物周围场地面积受限制时，垂直的回路是理想的选择。 可利用钻井设备钻成深度为22到90米的深孔，然后将管线垂直布置。

3. 建筑物附近有一定深度的池塘、湖泊或海洋时，施工费用和运行费用会十分经济。 管线简单地布置在池塘或者湖的底部。

4. 敞开的回路系统是用地下水作为一种直接能源。 在理想状况下，应用敞开的回路是最经济的地热系统。

四、地源热泵系统的应用

20世纪50年代欧洲和美国开始了研究地源热泵的第一次高潮，直到20世纪70年代，世界石油危机使得人们关注节能、高效用能，地源热泵的推广应用迅速展开。在我国，地源热泵的研究起始于20世纪80年代，最近5年该项技术成了国内建筑节能及暖通空调界热门的研究课题，并开始大量应用于工程实践。

五、结束语

当前，由于全球性的能源危机，节能环保已经成为了社会各个领域生产发展的第一要素，因此，因此在现代的各个领域中，都先后倡导了节能生产，而在空调领域也不例外。随着科学技术的进步，人们一直致力于节能环保空调的研究，并且取得了显著的成果。地源热泵空调是一种新型的节能空调，其具有良好的节能环保效果。随着地源热泵空调系统的应用，为人类社会节约了大量的能源资源，进而为人类社会的可持续发展奠定了基础。通过本文对地源热泵的特点与应用的详细阐述，相信读者对其也有了进一步的认识，并且随着科学技术的发展和人类节能环保意识的提高，地源热泵的应用必定会更加广泛、成熟。