地源熱泵、水源熱泵、空氣源熱泵安裝*季?。?！

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地源熱泵基礎知識 

臨沂浴場污水源熱泵多種型號，地源熱泵系統(tǒng)原理  地源熱泵是利用地下淺層地熱資源的低品位能源，通過熱泵技術(shù)獲取可供空調(diào)使用的冷熱水的空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵是一個廣泛的概念，根據(jù)地熱的利用方式，分為水源熱泵和土壤源熱泵。二者不同之處是：水源熱泵直接利用水作為熱源，土壤源熱泵需要通過換熱器從土壤中獲取能量。 

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)通常由地源熱泵機組、地熱能換熱系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成。地源熱泵機組與常用的水冷式冷水機組的工作原理基本相同，僅水源部分的溫度有所差別。此外，地源熱泵冷熱工況的轉(zhuǎn)換，一般是通過機組以外管道閥門的切換來實現(xiàn)的。地埋管換熱器是地源熱泵的重要組成部分。垂直地埋管方式，是在垂直鉆孔內(nèi)埋置U型換熱管道，然后由水平管將U型管并聯(lián)成系統(tǒng)，水從管道內(nèi)流過并與土壤換熱。垂直地埋管方式的主要特點是運行比較穩(wěn)定和可靠。還有一種是水平地埋管方式。

地源熱泵系統(tǒng)工作原理  地源熱泵技術(shù)是利用淺層常溫土壤或地下水的能量作為能源的新型熱泵技術(shù)。該技術(shù)可以同時供暖和制冷，并且能夠提供生活熱水。利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內(nèi)采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。    

地源熱泵系統(tǒng)冬季代替鍋爐從土壤中取出熱量，以３０～４０℃左右的熱風向建筑物供暖，夏季代替普通空調(diào)向土壤排熱，以１０～１７℃左右的冷風形式給建筑物制冷。地源熱泵技術(shù)節(jié)能*，消耗１ｋＷ的能量，用戶可以得到４ ｋＷ以上的熱量或冷量。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣，是一種的理想的“綠色技術(shù)”。從能源角度來說，它是一種用之不盡的可再生能源。

臨沂浴場污水源熱泵多種型號，地源熱泵的分類及其各自特點  地源熱泵在國內(nèi)也被稱為地熱泵。根據(jù)利用地熱源的種類和方式不同可以分為以下３類：土壤源熱泵或稱土壤耦合熱泵（GCHP）、地下水熱泵（GWHP）、地表水熱泵（SWHP）。水平埋管換熱器有單管和多管２種形式。其中單管水平換熱器占地面積zui大，雖然多管水平埋管換熱器占地面積有所減少，但管長應相應增加來補償相鄰管間的熱干擾。水平埋管換熱器熱泵系統(tǒng)由于施工設備廣泛使用而且施工人員易找，又加上許多家庭有足夠大的施工場地，因此造價就可以減下來。除需要較大場地外，水平埋管換熱器系統(tǒng)的劣勢還在于：運行性能上不穩(wěn)定（由于淺層大地的溫度和熱特性隨著季節(jié)、降雨以及埋深而變化）；泵耗能較高；系統(tǒng)效率降低。    

蛇行埋管換熱器比較適用于場地有限又較經(jīng)濟的情況下。雖然挖掘量只有單管水平埋管換熱器２０％～３０％，但是用管量會明顯增加。這種方式優(yōu)缺點類似于水平埋管換熱器，所以有的文獻將其歸入水平埋管換熱器地下水熱泵系統(tǒng)     

，在土壤源熱泵得到發(fā)展以前，歐美國家zui常用的地源熱泵系統(tǒng)是地下水熱泵系統(tǒng)。目前在民用中已經(jīng)很少使用，主要應用在商業(yè)建筑中。zui常用的系統(tǒng)形式是采用水—水式板式換熱器，一側(cè)走地下水，一側(cè)走熱泵機組冷卻水。早期的地下水系統(tǒng)采用的是單井系統(tǒng)，即將地下水經(jīng)過板式換熱器后直接排放。這樣做，一則浪費地下水資源，二則容易造成地層塌陷，引起地質(zhì)災害。于是產(chǎn)生了雙井系統(tǒng)，一個井抽水，一個井回灌。地下水熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢是造價要比土壤源熱泵系統(tǒng)低，另外水井很緊湊，不占什么場地，技術(shù)也相對比較成熟，水井承包商也容易找。

優(yōu)點

，雙壓縮機并統(tǒng)設計*的多壓縮機并聯(lián)技術(shù)，能量覆蓋范圍廣，客戶選擇余地大屬可再生能源利用技術(shù)。水源熱泵是利用了地球水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。所以說，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季為12～22℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季水體為18～35℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式，機組效率提高。據(jù)美國環(huán)保署EPA估計，設計安裝良好的水源熱泵，平均來說可以節(jié)約用戶30～40％的供熱制冷空調(diào)的運行費用。采用此結(jié)構(gòu)使蒸發(fā)器的進出水無論是在制冷時的5℃溫差，還是在制熱時的10℃溫差，蒸發(fā)器的換熱性能基本*，也就是說蒸發(fā)器的換熱面積在冬、夏兩種工況下得到了充分利用。同時熱泵工況運行時，水量減少20%，系統(tǒng)的制熱量提高了10%左右，Cop提高了7%左右。

分壓縮機啟動，大幅降低啟動電流對電網(wǎng)的沖擊。部分負載時雙壓縮機交替運行，壽命更長；

通過滑閥調(diào)節(jié)實現(xiàn)機組平滑適應空調(diào)負荷變化，無喘震現(xiàn)象。高效滿液式壓縮機，容積效率高、噪音低、維護成本低；

內(nèi)置高效油分離器，壓縮機排氣中的含油量降到zui低，潤滑可靠，密封性好；電機直接驅(qū)動轉(zhuǎn)子，運轉(zhuǎn)效率高；壓差供油，無需油泵；制冷劑氣體冷卻電機，冷卻均勻，電機壽命長。

地埋管打孔孔徑

孔徑：

根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，鉆孔孔徑可以是Ф100、Ф150、Ф200或Ф300，天津地區(qū)地表土壤層很厚，為了鉆孔、下管方便多采用Ф300孔徑。

技術(shù)方面對比

1）.傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)不論是水冷還是風冷，由于它的換熱器必須置于暴露的空氣中，因此會對建筑造型造成不好的影響，破壞建筑的外觀；而地源熱泵把換熱器埋于地下，且遠離主建筑物，故不會對其造型產(chǎn)生影響。

2）.普通空調(diào)對環(huán)境的影響是很嚴重的，它不僅對臭氧層造成嚴重的破壞和產(chǎn)生令人難以忍受的噪音，還由于夏季將廢熱排入大氣，冬季吸收大氣中的熱量而使大氣、住宅周圍的環(huán)境更加惡劣；而地源熱泵可以利用大地的蓄熱能力，把夏季多雨的排入大地的熱能在冬季取用，把冬季多余的冷能在夏季取用，以達到冬夏兩季室內(nèi)的采暖制冷。同事該裝置的運行幾乎沒有排放物和廢棄物，所以不僅對大氣沒有影響，還能使大地不至于過冷和過熱。

3）.風冷換熱器與水冷換熱器的換熱環(huán)境均為大氣，故不可避免的收到環(huán)境條件變化的影響，會明顯降低換熱效率；而地源熱泵換熱器是和大地換熱，換熱對象是1m以下的地層，其初始溫度大約等于年平均溫度，基本不受外界環(huán)境的影響，這種溫度特性使地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)運行效率要高40%-60%。

經(jīng)濟方面對比

1）.影響地源熱泵使用經(jīng)濟性的因素很多，如國家能源政策、環(huán)保政策、電與燃料價格、建筑環(huán)境、使用者和氣候條件等。根據(jù)我國目前的現(xiàn)狀，由于這些方面的因素而導致的運行費還有待進一步研究，難以獲得準確的結(jié)論，但是可以借鑒美國等發(fā)達國家的經(jīng)驗，世界環(huán)境保護組織在一份有關空調(diào)未來的報告中得出結(jié)論：設計an裝良好的地源熱泵，可以節(jié)約30%~40%甚至更高的供熱制冷空調(diào)的綜合運行費用。

2）.由于技術(shù)方面的優(yōu)勢，可以節(jié)省運行費用40%~60%。

3）.地源熱泵系統(tǒng)還可以集采暖、空調(diào)制冷和提供生活熱水于一身。一套熱泵系統(tǒng)可以替換原有的供熱鍋爐、制冷空調(diào)和生活熱水加熱的三套裝置或系統(tǒng)，從而也增加了經(jīng)濟性。由此可得出結(jié)論：地源熱泵系統(tǒng)雖然由于室外部分比較復雜，初次投資高于普通空調(diào)系統(tǒng)，但普通空調(diào)的運行費用遠高于地源熱泵系統(tǒng)，一般州年時間就可將增加的初次投資回收。U形管型是在鉆孔的管井內(nèi)an裝U形管，一般管井直徑為100～150mm，井深 10~200m U形管徑一般在DN50mm 以下（主要是流量不宜過大所限）。由于其施工簡單，換熱性能較好，承壓高，管路接頭少，不易泄漏等原因，目前應用zui多。如美國加州斯托克斯大學供應了48萬m2空調(diào)建筑的地源熱泵系統(tǒng)，有 390 個深度超過120m的地下埋管，據(jù)介紹，采用這種地源熱泵系統(tǒng)較常規(guī)空調(diào)每年可節(jié)約各種費用45.5萬美元，其中能量費用33萬美元，節(jié)電25%，節(jié)約燃料費70%。

國外有的工程把 U 形管捆扎在樁基的鋼筋網(wǎng)架上，然后澆灌混凝土，不占用地面，這種技術(shù)稱為樁基換熱器或是能量樁。也有直接在建筑物框架內(nèi)直接埋設布置管道，作為厚板埋管工程（embedded pipework slab）的一個應用。如瑞士某工廠地源熱泵系統(tǒng)從600個樁基中吸收熱量或冷量，用于2萬平方米建筑物的供暖和制冷。

垂直套管式土壤換熱器，換熱器有內(nèi)套管和外套管的閉路循環(huán)系統(tǒng)，水從外套管的上部流入管內(nèi)，循環(huán)時，水沿外套管自上至下的流動，從外套管的底部經(jīng)內(nèi)套管上流到頂部出套管。

套管式換熱器的外管直徑一般 100～200mm，內(nèi)管為DN15～DN25ｍｍ。由于增大了管外壁與巖土的換熱面積，因此其單位井深的換熱量高，根據(jù)文獻試驗結(jié)果，其換熱效率較U形管提高16.7%。其缺點是套管直徑及鉆孔直徑較大，下管比較困難，初投資比U形管高。在套管端部與內(nèi)管進、出水連接處不好處理，易泄漏，因此適用于深度≤30m 的豎埋直管，對中埋采用此種形式宜慎重。為防止漏水，套管端部封頭部分宜由工廠加工制作，現(xiàn)場an裝，以保證嚴密性。

污水源熱泵系統(tǒng)的特點： 

（1）環(huán)保效益顯著    城市污水源熱泵是利用了污水作為冷熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。供熱時省去了燃煤、燃氣、然油等鍋爐房系統(tǒng)，沒有燃燒過程，避免了排煙污染；供冷時省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音及霉菌污染。不產(chǎn)生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵，環(huán)境效益顯著

（2）高效節(jié)能    冬季，污水溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季污水溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式，機組效率提高。   

（3）運行穩(wěn)定可靠    污水的溫度一年四季相對穩(wěn)定，其波動的范圍遠遠小于空氣的變動。是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。

（4）一機多用，應用范圍廣    此熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，生活熱水供應（夏季免費）等。一機多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。

（5）投資運行費用低城市污水源熱泵具有初投資低，運行費低的巨大經(jīng)濟優(yōu)勢。運行效果良好，經(jīng)濟效益顯著。污水熱泵系統(tǒng)的機房面積僅為其他系統(tǒng)的50%。系統(tǒng)根據(jù)室外溫度及室內(nèi)溫度要求自動調(diào)節(jié)，可做到無人看管，同時也可做到聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。污水源熱泵系統(tǒng)原理簡單，設備的可靠性強，wei護量小，平時無設備的wei護問題。 

污水源熱泵系統(tǒng)目前在國內(nèi)主要有兩種應用方式   

一種是利用防堵機技術(shù)把污水過濾后直接進入熱泵機組，此種是對污水的直接利用，污水直接利用，進入熱泵機組的熱源溫度較高，從理論上，系統(tǒng)能效比較高；但是在實際應用中，防堵機和污水熱泵需要經(jīng)常清洗，防堵機和熱泵機組都為電氣機械產(chǎn)品，經(jīng)常堵塞、腐蝕等問題，使得的系統(tǒng)運行壽命降低，且清洗時，系統(tǒng)不能運行。 

另一種污水的利用方式是，污水經(jīng)過離心污水換熱器，間接利用，離心污水換熱器不存在堵塞及腐蝕且清洗周期較長，由于間接利用，中介質(zhì)水為軟化水，進入熱泵機組，不影響機組的壽命，清洗周期較長。 

污水源熱泵的缺陷的控制： 

在污水利用過程中．經(jīng)常出現(xiàn)的水質(zhì)問題是結(jié)垢、腐蝕、生物生長、淤塞和起泡，這些問題都是由污水中的污染物引起。因此針對不同材質(zhì)的換熱器．為了保證污水的水質(zhì)不影響污水源熱泵系統(tǒng)的應用，處理主要從以下幾個方面考慮。

（1）控制結(jié)垢  通過長時間對污水源熱泵系統(tǒng)的監(jiān)測，系統(tǒng)經(jīng)過一段時間的運行，換熱器表面會形成一層軟垢，通常的穩(wěn)定期在15 天左右，而控制軟垢的增長可提高換熱器內(nèi)污水流速來進行抑制軟垢的增長。另一種方法是定期清洗換熱器，通過實踐記錄，采暖季過后或制冷期過后可定期進行清洗。

（2）防止腐蝕  如果總?cè)芙夤腆w(TDS)的數(shù)值高就提高了水的電導性，這就造成了高的腐蝕性。另溶解的氣體和高氧化狀態(tài)下的金屬離子也能造成腐蝕。冷卻水處于酸性狀態(tài)下也容易形成腐蝕。據(jù)美國得克薩斯州的Lubbock 市的Jones Station 電廠報道，當循環(huán)冷卻水中存在氨離子時，氨離子轉(zhuǎn)化成硝酸，使pH 值從7.4—7.9 降低到6.5 甚至更低。對此，可以加入二氧化碳，通過提高重碳酸鹽堿度而調(diào)節(jié)pH 值阻垢劑(如鉻酸鹽、聚磷酸鹽、鋅離子和聚硅酸鹽)能夠減少污水的潛在腐蝕性。另外，熱泵換熱器采用抗腐蝕性強的銅管作為換熱器的換熱管，從材質(zhì)上解決污水具有的腐蝕性。（3） 減少淤塞  通過阻止顆粒性物質(zhì)的形成和沉降能夠控制淤塞。智能污水防阻機過濾網(wǎng)孔徑2mm，只有小于2mm 的雜質(zhì)才可進入熱泵系統(tǒng)，換熱直徑18 mm，*可避免換熱管淤積的情況，實踐也證明這一點。 

*的油管理系統(tǒng)

高效*的機械二次油分設計，保證回油順暢，運行可靠；可靠的引射泵回油系統(tǒng)，確保壓縮機長時間運行不缺油；*的油路平衡設計確保各個壓縮機內(nèi)油位高度*?？煽?、*的電子膨脹閥控制自動檢測蒸發(fā)器液位高度變化，通過電子膨脹閥快速、精確地調(diào)節(jié)制冷劑流量；時刻保持理想的蒸發(fā)器液位，使機組始終保持高效運行狀態(tài)；電子膨脹閥動作快速、精確，可適應各種運行范圍更寬。

管程走水，分配均勻，無水短路現(xiàn)象，可方便地打開水室清洗換熱管，維護方便，可靠性更高。

優(yōu)點

前期設備投資比變頻多聯(lián)（VRV）便宜15%左右。

風冷熱泵機組是以電能作為能源，電能是*空調(diào)能源利用效率zui高的一種能源使用方式；

主機加工簡單、操作方便，制冷量調(diào)節(jié)范圍大，可是實現(xiàn)有級或無級調(diào)節(jié)；

主機為全金屬構(gòu)件，技術(shù)成熟，使用壽命長；

風冷模塊機組是以空氣為冷（熱）源，以水為供冷（熱）介質(zhì)的*空調(diào)機組，作為冷熱源兼用型一體化設備，省卻了冷卻塔、冷卻水泵、鍋爐及相應管道系統(tǒng)等龐大的附屬設備或附件。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，安裝空間小，尤其適用于水源缺乏區(qū)域。同時省去了冷卻塔冷卻水泵和冷卻水系統(tǒng)，從而節(jié)約了冷卻水系統(tǒng)投資和運行費用，無須機房，可直接安裝在屋頂或室外空間。

風冷模塊式機組每個模塊均有兩套獨立的工作系統(tǒng)，如果其中一套系統(tǒng)有故障，不會影響其它系統(tǒng)的正常運行，而且可不停機進行維修，整個空調(diào)系統(tǒng)不會受到影響，可靠性強。

主機集中控制，電腦自動調(diào)節(jié)每個模塊的運行時間，機組的使用壽命長。

室內(nèi)空氣通過水進行冷卻，減小了送回風溫差，使空氣相對濕度保持在人體舒適性范圍內(nèi)。

但是針對這個問題我們提醒客戶注意以下問題：

1、冬季使用熱泵提供熱水，熱水溫度基本正常，但熱泵主機選配時需適當加大熱負荷，如果熱泵主機滿足采暖需求后，單供生活熱水，有“大馬拉小車”的問題，消耗的電能更大；

2、夏天進行熱回收的過程，出現(xiàn)的問題是生活熱水溫度低，不能滿足業(yè)主的正常需求，長時間以土壤中取熱不向土壤中排熱會造成地下儲熱量不足，時間久了熱泵能效比可能會降低；

3、春秋兩季如果用熱泵滿足生活熱水，溫度可達到要求，但主機壓縮機啟動時瞬間電流大，耗能也大，且主機因一點生活熱水頻繁啟動，縮短了主機的使用壽命得不償失；生活熱水可考慮其他方式完成。采用地源熱泵進行熱交換的方式，已經(jīng)是非常成熟的施工工藝，只要按相關標準施工，其穩(wěn)定性已經(jīng)得到廣泛認可。且由于其不受外界氣候的影響，地源熱泵是目前所有空調(diào)系統(tǒng)中運行zui為可靠的。相比之下，在下列情形中，地源熱泵的優(yōu)勢不是十分明顯：

（1）樓層高、檔次較低的住宅，此時地源熱泵投資會明顯抬高單位面積成本，影響房產(chǎn)商的利潤，用戶可能更傾向于簡便、低廉的窗式空調(diào)或分體式空調(diào)。

（2）地質(zhì)情況不好，如遇巖層、空洞等特殊土壤結(jié)構(gòu)等，或外部場地十分狹小，造成鉆井距離不足甚至是無法完成鉆孔布局的情況下，就不宜安裝地源熱泵。

地源熱泵系統(tǒng)非常的可靠耐用。一般室外地埋換熱部分壽命為50年，熱泵機組壽命為15-25年。熱泵主機系統(tǒng)安裝于室內(nèi)，沒有風吹、日曬、雨淋、不用頻繁的清洗，壽命遠遠長于傳統(tǒng)空調(diào)。