广西民族大学相思湖学院地源热泵空调系统原理与管理分析.pdf

广西民族大学相思湖学院地源热泵空调系统原理介绍

及管理应用

分析目的：

在老师和工程师的指导下初步了解学院地源热泵空调系统的工作原理，运用安全工程学知识

分析系统中的安全问题并列出安全措施，进一步提升安全工程专业水平等级，培养安全管观念。

一、地源热泵空调系统简介

地源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围

的管路系统或地下水，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与

建筑物完成热交换的一种技术。

地源热泵空调系

统主要分为三个部分：室外地能换热系统、水源热泵机组系统和室内采暖空调末端系统。其中水源

热泵机组主要有两种形式：水-水型机组或水-空气型机组。三个系统之间靠水或空气换热介质进行

热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。

二．地源热泵工作原理

源热泵工作原理是：冬季，热泵机组从地源（浅层水体或岩土体）中吸收热量，向建筑物供暖；

夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形

式的不同，地源热泵系统分为地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统。

1.夏季制冷及供冷

地源热泵系统在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的循

环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循

环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由循环水路将冷媒中所携带的热量吸收，最终通

过室外地能换热系统转移至地下水或土壤里。在室内热量通过室内采暖空调末端系统、水源热泵机

组系统和室外地能换热系统不断转移至地下的过程中，通过冷媒-空气热交换器（风机盘管），以

13℃以下的冷风的形式为房供冷。

2、冬季制热及供热

地源热泵系统在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动

方向换向。由室外地能换热系统吸收地下水或土壤里的热量，通过水源热泵系统机组内的冷媒蒸发，

将水循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，由

空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以室内采暖空调末端

系统向室内供暖。

地源热泵技术包含了抽地下水方式、埋管方式、抽取湖水或江河水方式等，抽取湖水或江河

水方式造价最低，埋管方式最贵，但最好。

只要有足够的场可地埋设管道（地下冷热交换装置）或政府允许抽取地下水的就应该优先考虑

选择地源热泵中央空调。地源热泵中央空调如此节能是因为地源热泵技术借助了地下的能量，地下

的能量还是来至于太阳能。

3.冬季夏季工作原理对比图

三．地源热泵系统的管理应用

1：地源热泵空调使用的目的

采用空调的主要目的是为了满足人对室内空气环境的舒适要求：

①满足使用要求

②降低运行成本

③延长使用寿命

2：地源热泵空调运行管理的重要性

地源热泵空调往往一次性投入大，包含的设备多品种多、管线长、自动化程度高其运

行、维护、检修要综合运用热工、流体、空调、制冷机械、电工电子、自动控制等多方面的

知识和技能。因此要求运行管理人员和维护人员必须具有一定的专业知识和专业技能，这样

才能管好它、用好它。否则，会使设备的使用效率降低，故障频繁，

寿命短，不仅影响正常使用，还会增加企业的非正常资金投入，从而加大管理成本

3、效益分析

地源热泵系统(地下水源)具有节能、高效、制冷快、无污染、节水、健康舒适等特点。其运行

过程中的能耗很低。水源热泵地温空调利用地下水作为空调机组换热介质，充分利用地下水冬暖夏

凉低温恒温特点，夏天用低温井水作为冷凝器冷却介质能获得6以上制冷能效比，比一般风冷热泵

空调制冷效率提高一倍，比用冷却塔水源的中央空调水冷机组制冷效率提高50%以上，是最省电

的中央空调冷水机组。冬天用温暖地下水作为蒸发器换热介质能获得4.6以上制热能效比，克服了

一般空调冬天不能供暖或者供暖效率太低的缺陷，是不烧煤的运行费用最低的节能环保热水锅炉，

广泛适用于别墅、宾馆、工厂、学校、商场、医院、办公等各种场所冷暖空调，亦可作为热水锅炉

使用。

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