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地源熱泵空調系統系統形式及其優缺點
點擊次數：2125 發布時間：2016-6-29
制冷快報訊：地源熱泵空調系統在我國還屬初級階段，需要因地制宜、統籌規劃、使用能量特點和水文地質條件相結合，逐步合理的推進地源熱泵空調技術，這樣才能有利于優化能源結構，在環保的前提下，提高能源利用效率。以下就為您詳細分析地源熱泵的系統形式及其優缺點。
形式：
1、水平式地源熱泵
通過水平埋置于地表面2～4以下的閉合換熱系統，它與土壤進行冷熱交換。此種系統適合于制冷供暖面積較小的建筑物，如別墅和小型單體樓。該系統初投資和施工難度相對較小，但占地面積較大。
2、垂直式地源熱泵
通過垂直鉆孔將閉合換熱系統埋置在50M～400M深的巖土體與土壤進行冷熱交換。此種系統適合于制冷供暖面積較大的建筑物，周圍有一定的空地，如別墅和寫字樓等。該系統初投資較高，施工難度相對較大，但占地面積較小。
3、地表水式地源熱泵
地源熱泵機組通過布置在水底的閉合換熱系統與江河、湖泊、海水等進行冷熱交換。此種系統適合于中小制冷供暖面積，臨近水邊的建筑物。它利用池水或湖水下穩定的溫度和顯著的散熱性，不需鉆井挖溝，初投資小。但需要建筑物周圍有較深、較大的河流或水域。
4、地下水式地源熱泵
地源熱泵機組通過機組內閉式循環系統經過換熱器與由水泵抽取的深層地下水進行冷熱交換。地下水排回或通過加壓式泵注入地下水層中。此系統適合建筑面積大，周圍空地面積有限的大型單體建筑和小型建筑群落。
近幾年來，地能開發取得突破性進展。地球表面水源和土壤是一個巨大的集熱器，收集來自太陽48%的能量，比人類每年利用能量的500倍還多。按換熱載體分區，地源熱泵空調主要有四種形式：一是地埋管地源熱泵；二是地下水地源熱泵；三是地表水地源熱泵（包括海水源，江湖河溪水或地表潛水）；四是混合式地源熱泵。
地表向下30～130米左右，一年四季的溫度是相對恒定的，一般在15～20℃左右。地源熱泵正是利用地能這一特性，通過消耗少量的電能，實現由低溫位向高溫位或由高溫位向低溫位的轉換，從而充分地利用地能。在冬天把低位熱源中的熱量轉移到需要供熱或加溫的地方，在夏天可以將室內的余熱轉移到低位熱源中，達到降溫或制冷的目的。
優缺點：
一、地源熱泵空調的優點
從理論和能耗的角度上分析，地源熱泵空調技術利用儲存于地表淺層或地下的取之不盡的能源，成為可再生能源的一種形式。地源熱泵空調之所以節能，是因為其將土壤、地表水或地下水作為能源，在同等工況下，只需消耗約50%的能源，就可提供同等能量，比溴化鋰技術節能高可達65%；比蒸汽壓縮式節能高達40%；供熱工程相當于燃煤鍋爐的2/3.在系統運行時，由于不使用氟利昂、天然氣、汽油等冷媒和燃料，可以大大減少對臭氧層的破壞作用，減少CO，的排放。
二、地源熱泵空調使用可能帶來的問題
地源熱泵空調系統主要包括兩大部分：一是建筑物內的水環路空調系統；二是地源熱泵空調系統的地下部分，即地下耦合熱泵系統的地下熱交換器、地表水熱泵系統的地表水熱交換器、地下水熱泵系統的水井系統。
（1）地表水熱泵系統：地表水溫度受氣候的影響較大，與空氣源熱泵類似，在利用深層河水、湖水、海水進行吸熱與放熱的地表水水源熱泵系統時，首先必須強調的是水體要有一定深度，沒有5m深度的河流、湖泊、海域就不必考慮，一般來說，只有10m以下深度才有利用價值。對于屬于地源熱泵的水源熱泵機組，如果是流動的江、河、溪水，水溫合適的情況下，才可以使用。
例如，武漢東湖等淺水性湖泊夏季水溫高于濕球溫度，無利用價值，冬季水溫略高于氣溫，可用作熱源水；寧波奉化江水7m深31.2℃，珠江底層31.8℃，江水熱污染很厲害，利用價值不大。可利用長江水作為地表水熱泵系統的熱源，但冬季江水水位很低，從取水的經濟性及防洪角度考慮，實際利用還是極難的。
一定的地表水體能夠承擔的冷熱負荷與其面積、深度和溫度等多種因數有關，需要根據具體情況進行計算。這種熱泵的換熱對水體中生態環境有無影響應預先加以考慮。深水湖在夏季會產生溫度的分層，湖底保持較低的溫度；冬季湖面結冰后會限制湖水溫度的下降。從目前的實際工程情況來看，自然形成的淺水性湖泊受外界氣候或熱污染影響較大，因為是不流動的湖水，那就要看向湖水中排放的熱量能不能經過湖水的自穩定性恢復，如果不能恢復，就不能使用，否則改變湖水溫度，危及湖中生物；即使海邊的建筑可以考慮海水源熱泵，但一定要注意對洋流的影響，注意是否影響海洋生物的生存。
工程所在地與設置地下水換熱器現場的距離超過500m的工程，必須認真進行全面的技術經濟比較分析。如果忽略其應用條件是否具備，在推廣地表水水源熱泵系統的同時，后可能導致河水、湖水、海水的水泵輸配能耗抵消在水源熱泵上所獲得的節能效益。
為經濟可行地利用江、河、海水冷熱源，只能對江、河、海水作粗效預處理，以解決大量泥沙和懸浮物對流通面的阻塞問題，但水中依然含有小粒徑的固體物，將影響換熱器的流動換熱特性，這樣也增加了運行、保修的費用。
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