地源热泵是什么

基本概念和原理地源热泵则是利用水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统其中水源热泵机主要有两种形式：水—水式或水—空气式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，我来为大家讲解一下关于地源热泵是什么?跟着小编一起来看一看吧!

地源热泵是什么

基本概念和原理

地源热泵则是利用水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机主要有两种形式：水—水式或水—空气式。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。

1、制冷工况

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需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，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过冷媒—空气热交换器，以13-7℃的冷风的形式为房间供冷。

2、制热工况

在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,并通过水路切换将水流动方向切换。由地下的水路循环吸收地下水或土壤的热量，通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发，将水路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/水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。在地下热量不断转移至室内的过程中，以35-50℃的热水的形式向室内供暖。

3、应用

地源热泵是以地表能（包括土壤、地下水和地表水等）为热源，通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低品位热能向高品位热能转移的热泵空调系统。与传统空调和供热系统相比，它具有可再生利用、运行费用低、占地面积小、节约水资源、有利环保等特点。

大家都知道，在南方夏季冷负荷比热负荷要大/

北方冷负荷比夏季热负荷小

，如果采用

浅层地源热泵系统

的话，常年的向土壤输送的热量比冷量要大/

常年的向土壤输送的热量比冷量要小

，那么若干年后是不是会引起地温升高/

降低

，该系统在该地区就不能使用或使用效果下降，即地热不平问题。显然不平衡是存在的，但是没有足够的数据和模型证明这种不平衡。地埋管平衡问题一直是比较棘手的问题，目前尚未见到不平衡导致系统无法运行的情况，想在理论上做的更有说服力的话需要建筑的全年动态负荷及使用负荷率时间表。目前地源界对此问题尚无定论，仁者见仁，智者见智。

对于冬冷夏热地区：冷负荷大于热负荷，在考虑到压缩机的功率，制冷时排热量大于制热时的吸热量。所以对于做浅层地源热泵之前，要先进行

热平衡计算

。夏季向地下放热，冬季向地源取热，两者在部分地区（夏季冷负荷和冬季热负荷可以持平的地区）大体平衡。不

平衡是动态变化的

，随着地温的升高或降低，该地块的吸热或放热的能力也会变化。最后会趋于一种

失效平衡

。

一般的地源热泵

可以从以下角度分析

：先计算出夏天和冬天散热量（冷负荷）和吸热量（热负荷），如果大体平衡就不需采取别的措施。

1、如果夏天的散热大于冬天的吸热，那么就应该减少其散热量，可以采用热回收，把冷凝热回收一部分，如果仍然平衡不了，那么就加冷却塔，直到两者平衡为止。

2、相反如果冬天吸热大于夏天散热，那么就减少冬天的吸热量，可以采用锅炉分担部分负荷，以达到两者平衡的目的。目前大家都在用夏季辅助放热 冬季辅助收热的方法进行平衡 但是没有确切的方法和方案

3、先给建筑建立模型（可以选用SKetchUp、legacyOpenStudio和DesignBuilder进行建模），计算全年累计负荷。得出向土壤的吸热、放热负荷。然后用EnergyPlus软件j进行负荷模拟，看看是否在管数最合理的情况下平衡。

目前解决

技术措施

主要有三个：

1、需要生活热水的项目采用热回收(全热和余热皆可)技术，把一部分排热转化成热水，即分担部分地埋管的负担，又有免费的热水用，一举两得。也能够缓解夏季散热量大于冬季吸热量的问题；缓解程度和热回收量大小有关；

2、地埋管系统按照冬季采暖负荷进行设计；如果不能平衡，排热过多的话，夏季偏少部分通过增加单冷机组、无需生活热水的项目只能加冷却塔了。实现制冷量的补充。目前工程中采用辅助冷热源的项目多是埋管面积不够或是为了节省初投资。

3、地埋管系统按照夏季制冷量设计，冬季吸热过多，通过增加辅助散热措施、如东北寒冷地区，采暖时间比制冷时间长，冬季吸热量大于夏季排热，可采用辅助热源，如锅炉。提高地下的热补充量使之平衡。不过北方多集中采暖，鲜有为了热平衡才使用辅助源的。

该三个措施，严格意义上是从技术层次加以考虑，但是，从初投资角度考虑，第三种方案不合适；可以说，如何在经济性和稳定性之间寻找最佳的平衡点，还是值得我们去进一步的探讨和研究。