地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)形式及其優(yōu)缺點(diǎn)

制冷快報(bào)訊：地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在我國(guó)還屬初級(jí)階段，需要因地制宜、統(tǒng)籌規(guī)劃、使用能量特點(diǎn)和水文地質(zhì)條件相結(jié)合，逐步合理的推進(jìn)地源熱泵空調(diào)技術(shù)，這樣才能有利于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，在環(huán)保的前提下，提高能源利用效率。以下就為您詳細(xì)分析地源熱泵的系統(tǒng)形式及其優(yōu)缺點(diǎn)。

　　形式：

　　1、水平式地源熱泵

　　通過水平埋置于地表面2～4以下的閉合換熱系統(tǒng)，它與土壤進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較小的建筑物，如別墅和小型單體樓。該系統(tǒng)初投資和施工難度相對(duì)較小，但占地面積較大。

　　2、垂直式地源熱泵

　　通過垂直鉆孔將閉合換熱系統(tǒng)埋置在50M～400M深的巖土體與土壤進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較大的建筑物，周圍有一定的空地，如別墅和寫字樓等。該系統(tǒng)初投資較高，施工難度相對(duì)較大，但占地面積較小。

　　3、地表水式地源熱泵

　　地源熱泵機(jī)組通過布置在水底的閉合換熱系統(tǒng)與江河、湖泊、海水等進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于中小制冷供暖面積，臨近水邊的建筑物。它利用池水或湖水下穩(wěn)定的溫度和顯著的散熱性，不需鉆井挖溝，初投資小。但需要建筑物周圍有較深、較大的河流或水域。

　　4、地下水式地源熱泵

　　地源熱泵機(jī)組通過機(jī)組內(nèi)閉式循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過換熱器與由水泵抽取的深層地下水進(jìn)行冷熱交換。地下水排回或通過加壓式泵注入地下水層中。此系統(tǒng)適合建筑面積大，周圍空地面積有限的大型單體建筑和小型建筑群落。

　　近幾年來，地能開發(fā)取得突破性進(jìn)展。地球表面水源和土壤是一個(gè)巨大的集熱器，收集來自太陽48%的能量，比人類每年利用能量的500倍還多。按換熱載體分區(qū)，地源熱泵空調(diào)主要有四種形式：一是地埋管地源熱泵；二是地下水地源熱泵；三是地表水地源熱泵（包括海水源，江湖河溪水或地表潛水）；四是混合式地源熱泵。

　　地表向下30～130米左右，一年四季的溫度是相對(duì)恒定的，一般在15～20℃左右。地源熱泵正是利用地能這一特性，通過消耗少量的電能，實(shí)現(xiàn)由低溫位向高溫位或由高溫位向低溫位的轉(zhuǎn)換，從而充分地利用地能。在冬天把低位熱源中的熱量轉(zhuǎn)移到需要供熱或加溫的地方，在夏天可以將室內(nèi)的余熱轉(zhuǎn)移到低位熱源中，達(dá)到降溫或制冷的目的。

　　優(yōu)缺點(diǎn)：

　　一、地源熱泵空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)

　　從理論和能耗的角度上分析，地源熱泵空調(diào)技術(shù)利用儲(chǔ)存于地表淺層或地下的取之不盡的能源，成為可再生能源的一種形式。地源熱泵空調(diào)之所以節(jié)能，是因?yàn)槠鋵⑼寥馈⒌乇硭虻叵滤鳛槟茉?，在同等工況下，只需消耗約50%的能源，就可提供同等能量，比溴化鋰技術(shù)節(jié)能高可達(dá)65%；比蒸汽壓縮式節(jié)能高達(dá)40%；供熱工程相當(dāng)于燃煤鍋爐的2/3.在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由于不使用氟利昂、天然氣、汽油等冷媒和燃料，可以大大減少對(duì)臭氧層的破壞作用，減少CO，的排放。

　　二、地源熱泵空調(diào)使用可能帶來的問題

　　地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要包括兩大部分：一是建筑物內(nèi)的水環(huán)路空調(diào)系統(tǒng)；二是地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的地下部分，即地下耦合熱泵系統(tǒng)的地下熱交換器、地表水熱泵系統(tǒng)的地表水熱交換器、地下水熱泵系統(tǒng)的水井系統(tǒng)。

　　（1）地表水熱泵系統(tǒng)：地表水溫度受氣候的影響較大，與空氣源熱泵類似，在利用深層河水、湖水、海水進(jìn)行吸熱與放熱的地表水水源熱泵系統(tǒng)時(shí)，首先必須強(qiáng)調(diào)的是水體要有一定深度，沒有5m深度的河流、湖泊、海域就不必考慮，一般來說，只有10m以下深度才有利用價(jià)值。對(duì)于屬于地源熱泵的水源熱泵機(jī)組，如果是流動(dòng)的江、河、溪水，水溫合適的情況下，才可以使用。

　　例如，武漢東湖等淺水性湖泊夏季水溫高于濕球溫度，無利用價(jià)值，冬季水溫略高于氣溫，可用作熱源水；寧波奉化江水7m深31.2℃，珠江底層31.8℃，江水熱污染很厲害，利用價(jià)值不大?？衫瞄L(zhǎng)江水作為地表水熱泵系統(tǒng)的熱源，但冬季江水水位很低，從取水的經(jīng)濟(jì)性及防洪角度考慮，實(shí)際利用還是極難的。

　　一定的地表水體能夠承擔(dān)的冷熱負(fù)荷與其面積、深度和溫度等多種因數(shù)有關(guān)，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行計(jì)算。這種熱泵的換熱對(duì)水體中生態(tài)環(huán)境有無影響應(yīng)預(yù)先加以考慮。深水湖在夏季會(huì)產(chǎn)生溫度的分層，湖底保持較低的溫度；冬季湖面結(jié)冰后會(huì)限制湖水溫度的下降。從目前的實(shí)際工程情況來看，自然形成的淺水性湖泊受外界氣候或熱污染影響較大，因?yàn)槭遣涣鲃?dòng)的湖水，那就要看向湖水中排放的熱量能不能經(jīng)過湖水的自穩(wěn)定性恢復(fù)，如果不能恢復(fù)，就不能使用，否則改變湖水溫度，危及湖中生物；即使海邊的建筑可以考慮海水源熱泵，但一定要注意對(duì)洋流的影響，注意是否影響海洋生物的生存。

　　工程所在地與設(shè)置地下水換熱器現(xiàn)場(chǎng)的距離超過500m的工程，必須認(rèn)真進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析。如果忽略其應(yīng)用條件是否具備，在推廣地表水水源熱泵系統(tǒng)的同時(shí)，后可能導(dǎo)致河水、湖水、海水的水泵輸配能耗抵消在水源熱泵上所獲得的節(jié)能效益。

　　為經(jīng)濟(jì)可行地利用江、河、海水冷熱源，只能對(duì)江、河、海水作粗效預(yù)處理，以解決大量泥沙和懸浮物對(duì)流通面的阻塞問題，但水中依然含有小粒徑的固體物，將影響換熱器的流動(dòng)換熱特性，這樣也增加了運(yùn)行、保修的費(fèi)用。

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