地源熱泵技術原理和優點缺點

地源熱泵技術原理：

地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源既能供熱又能制冷的高效節能環保型空調系統。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(電能)，即可實現能量從低溫熱源向高溫熱源的轉移。在冬季，把土壤中的熱量“取”出來，提高溫度后供給室內用于采暖;在夏季，把室內的熱量“取”出來釋放到土壤中去，并且常年能保證地下溫度的均衡。

地源熱泵技術特點：

環保：使用電力，沒有燃燒過程，對周圍環境無污染排放;不需使用冷卻塔，沒有外掛機，不向周圍環境排熱，沒有熱島效應，沒有噪音;不抽取地下水，不破壞地下水資源。

一機三用：冬季供暖、夏季制冷以及全年提供生活熱水。

使用壽命長：使用壽命20年以上，是分體式或窗式空調器的2-4倍。

全電腦控制，性能穩定，可以電話遙控，可以進行溫濕度控制和新風配送。

地源熱泵優點：

1、地源熱泵技術屬可再生能源利用技術

地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源(通常小于400米深)作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統。地表淺層地熱資源可以稱之為地能(earth energy)，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能量，比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。

2、地源熱泵屬經濟有效的節能技術

地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩定，冬季比環境空氣溫度高，夏季比環境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調冷源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統空調系統運行效率要高40%，因此要節能和節省運行費用40%左右。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，也保證了系統的高效性和經濟性。

據美國環保署epa估計，設計安裝良好的地源熱泵，平均來說可以節約用戶30～40%的供熱制冷空調的運行費用。

3、地源熱泵環境效益顯著

地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當于減少40%以上，與電供暖相比，相當于減少70%以上，如果結合其它節能措施節能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規空調裝置減少25%的充灌量;屬自含式系統，即該裝置能在工廠車間內事先整裝密封好，因此，制冷劑泄漏機率大為減少。該裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區內，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。

4、地源熱泵一機多用，應用范圍廣

地源熱泵系統可供暖、空調，還可供生活熱水，一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統;可應用于賓館、購物商場、家電電腦辦公樓、學校等建筑，更適合于別墅住宅的采暖、空調。

5、地源熱泵空調系統維護費用低

在同等條件下，采用地源熱泵系統的建筑物能夠減少維護費用。地源熱泵非常耐用，它的機械運動部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安裝在室內，從而避免了室外的惡劣氣候，其地下部分可保證50年，地上部分可保證30年，因此地源熱泵是免維護空調，節省了維護費用，使用戶的投資在3年左右即可收回。

此外，機組使用壽命長，均在15年以上;機組緊湊、節省空間;自動控制程度高，可無人值守。

地源熱泵缺點

當然，象任何事物一樣，地源熱泵也不是十全十美的，如其應用會受到不同地區、不同用戶及國家能源政策、燃料價格的影響;一次性投資及運行費用會隨著用戶的不同而有所不同;采用地下水的利用方式，會受到當地地下水資源的制約，實際上地源熱泵并不需要開采地下水，所使用的地下水可全部回灌，不會對水質產生污染。

什么是地源熱泵

地源熱泵則是利用水源熱泵的一種形式，它是利用水與地能(地下水、土壤或地表水)進行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”;夏季把室內熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。

太陽能的47%被地表吸收，因此地表淺層蘊涵著大量取之不盡的能量，超過人類每年利用能量的500倍，并且不受地域資源限制，無處不在。由于近乎無限且持續恒定的特點，使得地能成為最易被利用的清潔、可再生能源。同樣，地下水、河流和湖泊中也吸收了大量太陽能。在地源熱泵系統中地球成為無窮大的“冷卻塔”或“鍋爐”。

傳統的地源熱泵中央空調系統就是以水為承載能量的載體，將空調排放熱量散入土壤或從土壤中提取熱量供給室內的中央空調系統。工作時的棄/吸熱過程中，系統勻通過可逆的逆卡諾循環，加以少量電能代價，就將地能得意數倍的利用。這根本區別于任何資源型能源，資源越用越少，而太陽卻天天升起。

地源熱泵供暖空調系統主要分三部分：室外地能換熱系統、水源熱泵機組和室內采暖空調末端系統。其中水源熱泵機主要有兩種形式：水—水式或水—空氣式。三個系統之間靠水或空氣換熱介質進行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質為水，與建筑物采暖空調末端換熱介質可以是水或空氣。

地源熱泵技術的主要優點

1.高效：一般空調對著空氣換熱稱為風冷熱泵，缺點在于天氣炎熱或者寒冷最需要冷量或熱量時效率反而下降。地溫一年四季基本恒定在16℃左右，略高于該地區平均溫度1到2度，使得熱泵無論在制冷或制熱工況中均處于高效率點。

2.節能省費用：冬季運行時，cop約為4.2，即投入1kw電能，可得到4kw的熱能，夏季運行時，cop可達5.3，投入1kw電能，可得到5kw的冷量，能源利用效率為電采暖方式的3-4倍;并且熱交換器不需要除霜，減少了結霜和除霜的用電能耗。比常規空氣源空調節能50%左右。

3.環保：供熱時沒有燃燒過程，避免了排煙污染，供冷時省了冷卻塔，避免了噪音及霉菌污染。

4.舒適：因為地源熱泵機組供冷暖時都是通過冷熱水經風機旁管(或地板管、墻埋管)交換完成的，所產生的冷氣和暖氣(或輻射熱)比常規空調的要更柔和的多，熱不易感冒。

5.節省占地面積：省去了冷卻塔、鍋爐及與之配套的煤棚和渣場，節省了土地資源，產生附加經濟效益，并改善了建筑物的外部形象。

6.安全：無燃燒設備，從而不存在爆炸、失火和中毒的隱患。

7.機組壽命長：熱泵機組長期在良好的低溫井水(16℃)下進行熱交換工作，可大大延長機組壽命。

8.一機多用：地源熱泵系統可供暖，空調，還可供生活熱水，一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。

9.可再生：土壤有較好的蓄熱性能，冬季通過熱泵將大地淺層的低位熱能提高對建筑供暖，同時蓄存冷量，以備夏用;夏季通過熱泵將建筑物內的熱量轉移到地下對建筑進行降溫，同時蓄存熱量，以備冬用，保證大地熱量的平衡。

10.可分區控制：中央空調享受的檔次，又可達到單體空調局部控制的效果，不存在“大馬拉小車”。

地源熱泵節能主要體現

地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(電能)，實現低溫位熱能向高溫位轉移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源。其能量來源是低溫熱源，對環境沒有污染，效率高，能夠很地適應建筑物制冷和供熱的環保、節能要求。