原理

地源热泵是一个利用地下一定深度的土壤、岩石、水等介质在不同季节温度相对稳定的特点,在地下安置专门的热交换装置,与地下介质进行冷热交换,为室内供暖或制冷的现代空调系统。

在夏季,为室内提供冷气的同时,其废热储存于地下,以提高冬季供暖的效率;在冬季,室内供暖的大部分能量来自于地下介质,吸收地下土壤温度来为室内提供热能。


地下循环方式

地下换热器是系统投资和效率的关键。换热系统有开式循环系统、闭式循环系统和混合循环系统等几种形式。

开式循环系统

开式循环管道中的水来自于湖泊、河流,或者竖井之中的水源。与闭式循环不同的是,与建筑物交换热量之后,水流回到原来的地方,或者排在其它的合适地点。

具有简单易行,成本低廉等优势,因而在中国国内得到广泛应用,但同时,要注意到的是这种方法所存在的一些问题:

1)许多地区的地下水资源馈乏,限制了热泵的应用。不同的城市有不同的地下水资源管理办法,过分依赖地下水,缩小了地源热泵的市场。

2)地下水位可能受地区、季节和周边地区用水的影响,而不稳定的地下水位,有可能威胁地源热泵的长期可靠的运行,尤其当我们所意指的寿命是30年、50年甚至更长的时候。

3)在长期的使用中,水井的出水量会有所变动,而回灌将是更大的问题,至少需要在一定的时间内对水井进行再生和处理。

4)地下水质极大地影响冷凝器或蒸发器的可靠运行及其寿命,危害主要来自水中杂质(包括泥沙)对换热设备的阻塞,使管道结垢,设备要定期进行清理。

5)抽水井和回水井有明显的水位差,这将加大循环水泵的功率消耗。

6)在闭式循环中基本上没有上述问题,而且保证了地源热泵系统的可靠性和低维护,或免维护,目前已成为主 要的应用方式。


优点:

设计简单,安装费用低,占用土地面积小以及传热效率高等。但它仅仅适应于有充足的水源,而且当地的法律条例允许使用这些水源。



封闭循环

不受外界气候的影响,地源热泵是目前所有空调系统中,运行最为可靠的系统。

构造合理:它的机械运动部件极少,所有的部件埋在地下或安装在室内,避免了室外的恶劣气候侵蚀。

材料性能高:目前普遍采用的是高密度聚乙稀管道,这种特制的管道具有良好的焊接性能,保证地下系统的寿命;且柔性好,能适应地下土壤一定程度的变型,最重要的是,该种管道具有良好的导热性能。地下换热器的保证期可达50 年。

维护简易:地下系统出现问题时主要是泄漏。如果是上部集水管出问题,泄漏位置很容易确定,很容易修复。如果是埋管部分,可视情况修补,或直接封闭接口将其弃置,一般来讲,放弃少量的埋管不会对整个系统有太大的影响。

高效性

基于地源热泵与土壤换热的原理,避免了在冬季由于常规风冷热泵蒸发器上结霜现象而导致降低系统供暖能力的现象, 在冬季能提供40~65℃的热水确保冬天供暖充足。

地源热泵在夏季能够制冷,可全天候提供生活热水,春秋季减排可达75%以上,冬季减排也可高达54%。

地源热泵的噪声小

地源热泵无需冷却风扇,因而地源热泵系统非常安静。

提高工程进度

地源热泵可在地基工作的同期进行施工安装或于建筑框架施工完成之后,室内装修开始之前。

1)需要有专业的工程设计和施工的经验。对地质情况的不了解,设计方法与概念上的不正确,施工上的疏漏均可能给用户带来巨大损失。

2)地下换热系统的施工如果在市政管网施工之后,局部地方可能会与地下管网有冲突,可以设计时尽量避开;如果地下换热系统施工在市政管网施工之前,则基本不会有影响,地下系统的深度一般在2.5-3.0米以下。


计费方便

结合用户建筑区域的划分及功能,采用不同形式和大小的热泵机组,专门设计,完全保证实行分户计费,减少用户在管理上的成本。

美化小区环境

由于地源热泵无需向室外空气排热,不必有设备显露室外,整个系统可以安置在过道、门顶、天花板内,并封闭起来,这样在室内外均没有显露设备。

1)美观——隐蔽,室外没有设备显露;

2)舒适——无室外冷却塔、散热器。减少小区“热岛效应”,保持小区外面的舒适。

3)无噪声——由于没有户外散热设备,无噪声影响自己及邻居。

4)安全——系统隐蔽,无机器设备运行,保护了小区的安全,尤其是减少了儿童、户外人身意外的风险。

地下换热系统埋藏的深度及土壤导热的缓慢使得其对地表温度的影响十分微小,地面温度更多地取决室外空气温度 因而不影响地面草坪和植物。