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两种地源热泵系统的设计及分析 　　【摘要】地源热泵技术是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术。本文就两种地热源泵系统的设计做简要分析。 　　 关键词 ：地源热泵； 系统设计；分散式；中央式 　　引言： 　　 土壤、地表水以及地下水体具有较大的蓄热能力，在冬季的时候其温度比室外平均气温高，在夏季时比室外平均气温低。因此，地源热泵空调系统比空气源热泵和非热泵式空调系统具有更好的节能效果。 　　 1 地源热泵空调系统介绍 　　 地源热泵是一种利用地下土壤中的地热资源, 既可供热又可制冷的高效节能空调系统。这种空调系统是把热交换器埋于地下, 通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动,从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下,对房间进行降温。同时储存热量,以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间, 对房间进行供暖, 同时储存冷量,以备夏用, 大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉, 这样就实现了能量的季节转换。通常机组消耗1kW的电量,用户可以得到4～5kW左右的热量或冷量。与锅炉供热系统相比,地源空调系统要比电锅炉节省三分之二以上的电能,比燃煤、燃油锅炉节省约二分之一的能量;由于地下土壤的温度全年较为稳定,一般为15～20℃,在夏季远远低于室外空气温度,在冬季远远高于室外空气温度,机组运行工况稳定, 无论在制冷还是制热都一直处于高效率运转状态,制冷、制热的性能 与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右, 因此其运行费用为普通中央空调的系统的40％～50％。因此,近十几年来,地源热泵空调系统在北美北欧等国家取得了很快的发展, 中国的地源热泵市场在最近几年来也更加活跃, 在新的建设项目中得到了广泛的应用.可以预计,该项技术将会成为21世纪最有效的高效、环保、节能的供热和供冷空调技术。 　　 2 地源热泵原理及特点 　　 在制热状态下，地源热泵机组蒸发器中的制冷剂吸收室外地下热交换器环路系统中与大地交换的热量而蒸发。在冷凝器中，制冷剂所携带的热量传递给室内循环系统，制冷剂放出热量后而凝结成液体。室内循环系统中的循环液体在吸收了冷??的热量后，将该部分热量携带到建筑物内。这样，各环路不断地循环，地下热量就不断地被转移到建筑物内，从而实现建筑物的供暖。在制冷状态下，在冷凝器中，制冷剂所携带的热量传递到室外的地下热交换器环路系统中，制冷剂在放出热量后凝结成液体。而室外地下热交换器环路系统图1地源热泵系统工作原理图罔中的循环液体在吸收了制冷剂的热量后，将该部分热量释放到大地中。这样，各环路不断地循环，室内的热量就不断地被转移到地下，从而实现建筑物的制冷。制热与制冷两状态的切换是通过四通换向阀将制冷剂流动方向换向来实现。地源热泵技术的主要特点是： 　　 1)利用地球表面浅层地热资源作为冷热源，属于可再生能源利用技术； 　　 2)供暖时利用电能将土壤中的热量搬运到室内，能量的70％来自土壤，制热系数高达3．5～4．5，远高于锅炉，制冷时要比普通空调节能40％～50％，运行费用低 　　 3)由于相同需求情况下，用的电能减少，带来的环境效益相当显著 　　 4)能够实现建筑物的供热和制冷，还能提供生活热水，一机多用，设备利用率高。 　　 　　3 地源热泵两种形式的系统设计 　　 分散式地源热泵的室内系统没有主末端装置,直接吹冷风或热风,功能相当于冷水机组+风机盘管。分散式系统的特点是体积小、容量小, 无需设置大型专用机房, 初期投资较小, 控制简单, 使用灵活,可实现真正意义的分户计量。分散式地环热泵空调系统是利用地下土壤中的地热资源通过水环路将此小型机组并联在一起, 构一个以回收建筑物内部余热为主要特点的热泵供冷、供暖的空调系统。分散式室内系统有两种类型,一种是水循环系统+ 分散式地源泵机组+ 小型风管系统,这种类型具有空气品质好、系统效率高、末端区域没有噪声和冷凝水问题等优势,但这种系统对建筑层高有一定要求,机组位置需要进行减噪处理, 且易分室控制。另一种是水循环系统+分散式地源泵机组+小区式末端换热装置,这种类型具有末端装置布局灵活、可结合地板采暖系统使用、可同时提供生活热水、可实现分室控制 的优势,但存在室内管道需要保温、有冷凝 水滴漏风险、会占用一定室内空间以及末 端区域存在噪声等问题。 由于分散式地源热泵是分散布置在各 户或各室的,它和普通家用空调一样,实行 单独电费计量, 克服了锅炉采暖和中央空 调制冷时的分户计量难题。正由于它是分 散安装的,可分期分批投资,解决了中央空 调机组必须一次投资到位的要求, 从而降 低了融资成本。 　　 中央式地源热泵空调室外系统是利用 地下土壤中的地热资源通过室外地下水环 路系统输送给集中设置在一个机房内的所 有机组,机组