地溫中央空調

地溫中央空調是一種利用地下淺層地熱資源（也稱地能），既可供熱又可製冷的高效節能空調系統。水源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現低溫位熱能向高溫位轉移。在冬季把地能中的熱量“取”出來，提高溫度後，供給室內採暖；在夏季把室內的熱量“取”出來，釋放到地能中。以此達到給用戶製冷制熱。

基本介紹

• 中文名：地溫中央空調
• 類型：一種利用地下淺層地熱資源
• 屬性：又可製冷的高效節能空調系統
• 作用：給用戶製冷制熱

工作原理

地溫中央空調是以貯量巨大，分布廣泛，溫度穩定，熱品位極低的地下能源(地下水、土壤等)為冷熱源，實現夏季供冷，冬季供熱，並可提供生活熱水的一種新型熱泵機組。以水源熱泵(其工作原理見圖1、圖2)為例，冬季制熱以地下水為吸熱熱源，把水中的熱量收集起來，經過能量轉換，將熱量釋放到用戶端，實現供熱；夏季製冷以地下水為排熱熱源，把用戶端的熱量收集起來，經過能量轉換，排放到地下水中去，實現製冷。製冷時，井水為機組的排熱源。製冷劑在蒸發器內吸熱蒸發，製取7℃冷水，送入房間使用，製冷劑再經壓縮機壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，進入冷凝器，由井水帶走熱量並排至井中。制熱時，井水為機組的吸熱源。製冷劑在蒸發器內吸取井水的熱量蒸發，井水回灌井內。

正如水通過水泵能從低處向高處流動一樣,熱泵系統就是能夠把能量從溫度低(低品位能量)傳遞到溫度高(高品位能量)的設備系統.它是以花費一部分高質能為代價,從自然環境中獲取能量,並連同所花費的高質能一起向用戶供熱,從而有效地利用了低水平的熱能.

地溫中央空調是一種介於中央空調和分散空調之間的最佳化空調能源方式,它既具有中央空調合理利用能源,設備能效係數高,運行成本低和安全,可靠等優點,又具有分散空調調節靈活,方便,便於管理和收費等優點.

性能特點

地溫中央空調是一種新型節能、環保、經濟可靠的空調方式，利用地溫能源，冬天採用熱泵技術原理，通過換熱器將地下水或土壤中的熱量提出用於室內採暖，而夏天則利用地下土壤或地下水帶走熱量，達到製冷效果，並可提供生活用水，是當代最經濟的央空調主機。

地溫中央空調有以下幾個特點

(1)節能：能效比係數夏季可達5.0，冬季可達5.2。

(2)高效：輸入1kW的電能可得到5kW以上的能量。

(3)經濟：初投入低於其他中央空調機組，運行費用僅為其他形式空調機組的60%左右。

(4)安全：不存在任何爆炸和燃燒隱患。

(5)自動化程度高：配有微電腦控制，可無人值守。

(6)可靠性高、壽命長：無故障運轉時間6萬h，使用壽命15～20年。

(7)環保：使用過程中不釋放任何對環境有害的物質，不消耗、不破壞、不污染水資源；地下水夏用冬灌、冬灌夏用，地下能量基本達到總體平衡。

歷史

地溫中央空調系統的歷史可以追溯到1912年瑞士的一個專利,而熱泵真正意義的商業套用也只有近十幾年的歷史.

我國的地溫中央空調行業近幾年才開始起步,但發展勢頭看好.這除了得益於國內外的大環境——即節約常規能源,充分利用可再生能源外,還有一個很重要的原因,那就是我國具有較好的熱泵科研與套用的基礎.

有資料表明,早在20世紀50年代,天津大學熱能研究所呂燦仁教授就開展了我國熱泵的最早研究,1965年成功研製國內第一台水冷式熱泵空調機.

目前,國內的清華大學,天津大學,重慶建築大學,天津商學院,中國科學院廣州能源研究所等多家大學和研究機構都在對地溫中央空調進行研究.其中中國科學院廣州能源研究所等單位還多次召開全國性的有關熱泵技術發展與套用的專題研討會,清華大學經過多年的研究在多工況地溫中央空調領域已經形成產業化的成果。

地源熱泵中央空調,可再生能源綜合開發的市場業務,已形成了一套從方案諮詢,系統設計,產品研發,生產,工程施工,售後服務,專業人才培訓為一體的能源綜合利用及開發的專業化服務體系.

解決方法

幾年來通過對地溫空調工程運行情況的回訪和調查，有這樣兩個問題普遍存在：首先是回灌井的回灌效果不好，回灌水從井中溢出；其次就是水源熱泵機組中積砂，影響水源熱泵機組的製冷制熱效果。為了避免以上問題的出現，我們在設計及施工中就應該引起重視，做好以下幾個環節：

一、為防止回灌井堵塞，確保空調系統長期穩定的運行，水井管網設計成雙迴路，如圖1-b所示，出、回水井可以互相切換使用，定期更換抽水井和回水井，這樣可以保證水井中濾水層暢通，不會堵塞，保證回灌量，而且還可以保證水井的出水量。

二、水井管網中一定要設計排污管，現在常見的施工圖設計中一般都考慮了出水管設排污管，這樣有利於井管網安裝後的洗井，將新打成的井連續抽洗，一般是日夜不停兩三天左右，另外是每年夏冬兩季開機的時候也要洗井，一般是一兩天可以把水井抽清，井水抽清以後使用，即可延長主機、水泵等設備的使用壽命，又可以避免污染地下水源。

三、井水回水管和排污管連通，主機進出水管加旁通管，這樣有利於徹底清洗管路中的雜質。一般設計人員的思路是水井抽清以後，開始往管網中注水，然後水從旋流除砂器排出，沖洗乾淨以後，關閉除砂器的排污管，開始向主機中注水。這樣做缺點有三：①這樣只衝洗了部分管路系統，即從水井到旋流除砂段，而旋流除砂器至主機段及主機出水到水井段的管路系統仍然是不清潔的，主機中易沉積雜質。②不清潔的水流回水井容易造成地下水污染。③旋流除砂器中流出的水不易及時排走，在機房中漫延。特別是機房設在地下室的情況，排污泵的流量往往只有幾噸/小時，而深井泵的出水量少的也有幾十噸甚至一、二百噸/小時。

四、回水井設成有壓回灌，將井加設法蘭、密封井口，這樣即可保證回水不會從井中外溢，又可以在外力的作用下使水井中透水層暢通，利於回水百分之百回灌。

五、選用高質量的旋流除砂器

有些施工單位為了降低工程造價，自己在現場用鋼板加工旋流除砂器，嚴格來講，這是不符合要求的。旋流除砂器在地溫空調中是一個很重要的設備，正規廠家的產品在選材、尺寸設計上都是很嚴格的。經過正規計算，材質是選用耐磨、耐腐蝕、經久耐用的低碳鋼，生產出的產品都經過國家權威部門的檢驗。而現場加工的產品都是選用普通鋼材，且尺寸也是憑經驗而定，這樣的設備除砂效率不高。久而久之，砂粒就會在地溫主機中越積越多，降低主機的效率，甚至報廢。

選用了正規廠家的高質量除砂器，還要經常定期排污除砂，才能達到除砂的目的，起到保護水源熱泵主機的作用。

缺點

地溫中央空調系統是一柄“雙刃劍”，利用的好，可產生巨大的經濟效益和良好的社會效益；但是，如果處理不當，會對水資源和建築物造成破壞。