暖通工程师基础知识：地源热泵系统构成与原理

　　地源热泵系统构成与原理

　　系统构成：

　　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。

　　地球是一个巨大的蓄热体，一年四季其地表

5m 以下的土壤温度十分稳定，

是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。地源热泵机组工作原理就是在夏季从
土壤或地下水中提取冷量，由热泵原理通过空气或水作为载热剂降低温度后送
到建筑物中，而冬季，则从土壤或地下水中提取热量，由热泵原理通过空气或
水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中，从而实现的热交换过程。需要特别指出
的是：地热泵中的冷热源不是指地下的热汽或热水，而是指一般的常温土壤、地
表水、地下水。

　　

1.2 地耦管热泵系统

　　以导热好、抗腐蚀、强度高且可绕曲的材料制成管路，内有导热流体

(水或防

冻剂

)同土壤直接换热后，进入水源热泵机组的热交换器与其换热。当制冷供暖

面积较小、周围有较大空地时，采用水平敷设地锅管路系统较合理，初投资较小
当制冷供暖面积较大、周围有一定空地时，可采用垂直敷设地锅管路系统，但其
初投资相对较大。

　　与传统的中央空调比较

　　燃煤锅炉对环境的污染严重，而燃油及电锅炉采暖造价及运行费用皆较高，
让人难以承受，也不符合国家长期发展的能源政策，而地源热泵空调技术是国
家科技部重点推广的项目，也是国家节能设计手册优先选用的冷

(热)源方式。因

此，近十几年来，尤其是近五年来，中国的地源热泵市场日趋活跃。

　　通常消耗

l kw 的电能或获取 4kw 的热量或冷量，与锅炉(电、燃料)和空气源

热泵的供热系统相比，锅炉供热只能将

90%一 98%的电能或 70%一 90%的燃料

内能转化为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省

2/3 以上的

电能，比燃料锅炉节省

l/3 以上的能量;由于水源热泵的热源温度全年较为稳定，

一般为

10

℃一 25℃，其制冷、制热系数可达 3.5—4.4，与传统的空气源热泵相

比，要高出

40%左右，其运行费用为普通中央空调的 50%一 60%。