地源熱泵中央空調系統

地源熱泵屬於中央空調的一種，地源熱泵中央空調系統是利用地球表面淺層水源（如地下水、河流和湖泊）和土壤源中吸收的太陽能和地熱能，並採用熱泵原理，既可供熱又可製冷的高效節能中央空調系統。

基本介紹

概念

地源熱泵中央空調系統是利用淺層地能進行供熱製冷的新型能源利用技術，是熱泵的一種，熱泵是利用卡諾循環和逆卡諾循環原理轉移冷量和熱量的設備。地源熱泵通常是指能轉移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方。通常熱泵都是用來做為空調製冷或者採暖用的。地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力，冬季地源把熱量從地下土壤中轉移到建築物內，夏季再把地下的冷量轉移到建築物內，一個年度形成一個冷熱循環。

歷史

地源一詞是從英文“ground　source”翻譯而來，漢語的內涵則十分廣泛，應包括所有地下資源的含義。但在空調業內，目前僅指地殼表層（小於400米）範圍內的低溫熱資源，它的熱源主要來自太陽能，極少能量來自地球內部的地熱能。

地源熱泵的概念最早於1912年由瑞士的專家提出，而該技術的提出始於英、美兩國。1946年美國在俄勒岡州的波蘭特市中心區建成第一個地源熱泵系統，但是這種能源的利用方式沒有引起當時社會各界的廣泛注意，無論是在技術、理論上都沒有太大的發展。

20世紀50年代，歐洲開始了研究地源熱泵的第一次高潮，但由於當時的能源價格低，這種系統並不經濟，因而未得到推廣。

直到20世紀70年代初世界上出現了第一次能源危機，它才開始受到重視，許多公司開始了地源熱泵的研究、生產和安裝。這一時期，歐洲建立了很多水平埋管式土壤源熱泵，主要用於冬季供暖。雖然歐洲是世界上發展地源熱泵最成熟的地區，但是它也曾因為熱泵專家不懂安裝技術，安裝工人又不懂熱泵原理等因素，致使地源熱泵的發展走了一段彎路。

上世紀80年代後期，地源熱泵技術已經趨於成熟，更多的科學家致力於地下系統的研究，努力提高熱吸收和熱傳導效率，同時越來越重視環境的影響問題。地源熱泵生產呈現逐年上升趨勢，瑞士和瑞典的年遞增率超過10%。美國的地源熱泵生產和推廣速度很快，技術產生了飛速的發展，成為世界上地源熱泵生產和使用的頭號大國。

系統組成

風機盤管

通常我們叫它風盤，形象的說就是中央空調出風口，是中央空調理想的末端產品，它隱藏在客廳或房間的局部吊頂的位置，將源源不斷的冷熱風量傳輸到建築的每一個角落。風機盤管種類有很多，系統主要由低噪聲電機、盤管等組成。風機將室內空氣或室外混合空氣通過表冷器進行冷卻或加熱後送入室內，使室內氣溫降低或升高，以滿足人們的舒適性要求。

地板採暖

地暖全稱是低溫輻射地板採暖，是將溫度不高於60攝氏度的熱水或發熱電纜，暗埋在地熱地板下的盤管系統內加熱整個地面，通過地面均勻地向室內輻射散熱的一種採暖方式。根據熱源不同又分為水暖和電暖兩種，我國目前大多採用的是低溫熱水供暖系統。

熱水箱

儲熱水箱和電熱水器的保溫水箱一樣，是儲存熱水的容器，是解決家庭生活熱水的一個重要組件。地源熱泵中央空調系統可利用空調末端的餘熱免費製取生活熱水。

工作原理

地源熱泵供暖模式

在供暖狀態下，壓縮機對冷媒做功，並通過換向閥將冷媒流動方向換向。由地下的水路循環吸收地表水、地下水或土壤里的熱量，通過蒸發器內冷媒的蒸發，將水路循環中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環的同時再通過冷凝器內冷媒的冷凝，由風機盤管循環將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉移至室內的過程中，以35℃以上熱風的形式為房間供暖。

地源熱泵製冷模式

在製冷狀態下，地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功，使其進行汽-液轉化的循環。通過蒸發器內冷媒的蒸發將由風機盤管循環所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環同時再通過冷凝器內冷媒的冷凝，由水路循環將冷媒所攜帶的熱量吸收，最終由水路循環轉移至地水、地下水或土壤里。在室內熱量不斷轉移至地下的過程中，通過風機盤管，以13℃以下的冷風的形式為房間供冷。

系統特點

可再生性

地源熱泵是一種利用地球所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進行能量轉換的供暖製冷空調系統，地源熱泵是利用清潔可再生能源的一種技術。地表土壤和水體是一個巨大的太陽能集熱器，所收集的太陽輻射能量，比每年利用能量的500倍還多（地下的水體是通過土壤間接接受太陽輻射能量），它又是一個巨大的動態能量平衡系統，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發散的相對平衡，地源熱泵技術的成功使用，使得利用儲存於其中的近乎無限的太陽能或地能成為現實。

高效節能

地源熱泵機組利用的土壤或水體溫度冬季為12-22℃，溫度比環境空氣溫度高。熱泵循環的蒸發溫度提高，能效比也提高；土壤或水體溫度夏季為18-32℃，溫度比環境空氣溫度低，製冷系統冷凝溫度降低，使用冷卻效果好於風冷式和冷卻塔式，機組效率大大提高，可以節能30-40%的運行費用。投入1KW的電能可以得到4KW以上的熱量或 5KW以上冷量。

環境和經濟效益顯著

地源熱泵機組運行時，不消耗水也不污染水，不需要鍋爐.冷卻塔，也不需要堆放燃料廢物的場地，環保效益顯著。地源熱泵機組的電力消耗，與空氣源熱泵相比可以減少40%以上；與電供暖相比可以減少70%以上，它的制熱系統比燃氣鍋爐的效率平均提高近50%,比燃油爐的效率高出75%。

一機多用，套用範圍廣

地源熱泵系統可制熱.製冷，還可提供生活熱水，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。特別是對於同時有供熱和供冷要求的建築物，地源熱泵有較明顯的優勢。不僅節省了大量的能源，減少了設備的初投資。地源熱泵可套用於賓館、居住小區、公寓、廠房、商場、辦公樓、學校等建築，小型的地源熱泵更適合別墅住宅的採暖,製冷。

自動運行

地源熱泵機組由於工況穩定，系統可以設計得較簡單；機組運行可靠，維護費用低；自動控制程度高，使用壽命長。