摘 要：針對目前空調系統(tǒng)的流行趨勢，結合地源熱泵系統(tǒng)在實際中的應用，詳細闡述了地源熱泵系統(tǒng)的性能特點、工作原理等。 地源熱泵是一個廣義的術語，它包括了使用土壤、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統(tǒng)。它利用土壤溫度相對穩(wěn)定的特點，依靠少量的電力驅動壓縮機，通過深埋土壤的閉環(huán)管線系統(tǒng)進行熱交換，夏天向地下釋放熱量，冬天從地下吸收熱量，從而實現(xiàn)制冷或供熱的要求，具有傳統(tǒng)空調系統(tǒng)無法比擬的節(jié)能、高效、環(huán)保等優(yōu)點。地源熱泵越來越被人們認同。 關鍵詞：地源熱泵；空調；制冷；制熱 一、地源熱泵系統(tǒng)的特點 １．節(jié)能、高效性 地源熱泵系統(tǒng)在提供１００單位能量的時候，７０％的能量來源于土壤，３０％的能量來自電力，電能的消耗主要用于壓縮機的做功和使空調系統(tǒng)運行，即將土壤中的熱量＂搬運＂至室內。它要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量；由于土壤的溫度全年較為穩(wěn)定，一般為１０℃－２０℃之間，其制冷、制熱系數(shù)可達３．５－４．７，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，能效要高出４０％以上。 ２．環(huán)保無污染 地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當于減少４０％以上，與電供暖相比，相當于減少７０％以上，如果結合其它節(jié)能措施節(jié)能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規(guī)空調裝置減少２５％的充灌量；屬自含式系統(tǒng)，即該裝置能在工廠車間內事先整裝密封好，因此，制冷劑泄漏機率大為減少。該裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內。 ３．屬可再生能源利用技術 地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源（通常小于４００米深）作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統(tǒng)。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了４７％的太陽能量，比人類每年利用能量的５００倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。 ４．低運行費用 土－氣型地源熱泵系統(tǒng)的高效節(jié)能特點，決定了它的低運行費用，比其他各種采暖和制冷設備節(jié)能３０％－７０％。使用壽命２５年以上，折舊費和維修費也都大大低于傳統(tǒng)空調。 ５．應用靈活、安全可靠、用途廣泛 靈活性強，可用于新建工程或擴建、改建工程，可逐步分期施工，熱泵機組可靈活地安置在任何地方，節(jié)約空間。無儲煤、儲油罐等衛(wèi)生及安全隱患。從嚴寒地區(qū)至熱帶地區(qū)均適用。可為各類建筑物提供冷暖兩用空調系統(tǒng)，同時提供生活熱水。 二、熱泵工作原理 １．制冷原理 在制冷狀態(tài)下，地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功，使其進行汽－液轉化的循環(huán)。通過冷媒／空氣熱交換器內冷媒的蒸發(fā)將室內空氣循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒／水熱交換器內冷媒的冷凝，由水路循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收，最終由水路循環(huán)轉移至地下水或土壤里。在室內熱量不斷轉移至地下的過程中，通過冷媒－空氣熱交換器，以１３℃以下的冷風的形式向室內供冷。 ２．制熱原理 在制熱狀態(tài)下，地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功，并通過四通閥將冷媒流動方向換向。由地下的水路循環(huán)吸收地下水或土壤里的熱量，通過冷媒／水熱交換器內冷媒的蒸發(fā)，將水路循環(huán)中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒／空氣熱交換器內冷媒的冷凝，由空氣循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉移至室內的過程中，以３５℃以上熱風的形式向室內供暖。 [b]三、地源熱泵系統(tǒng)工作原理 [/b] 地源熱泵是一種以土壤／地下水作為低溫熱源的熱泵空調技術，其原理是依靠少量的電力驅動壓縮機完成制冷循環(huán)，利用土壤溫度相對穩(wěn)定（不受外界氣候變化的影響）的特點，通過深埋土壤的閉環(huán)管線系統(tǒng)進行熱交換，夏天向地下釋放熱量，冬天從地下吸收熱量，從而實現(xiàn)制冷或供熱的要求，由于系統(tǒng)采取了特殊的換熱方式，使之具有傳統(tǒng)空調系統(tǒng)無法比擬的高效節(jié)能優(yōu)點。 地熱能是一種無限的資源。許多在市郊的家庭或者其它建筑物周圍就是一個巨大的低溫地熱能量的＂蓄水池＂，這種資源被太陽、地球重新補充。與普通的系統(tǒng)相比，地熱的技術能使你每月的費用節(jié)約３０％到６０％。地熱是你能購買的最安全，最清潔，最可靠的空調系統(tǒng)。 基本的地熱資源主要有以下四種： １．建筑物周圍有充足的可以利用的場地時，可以考慮用水平環(huán)路。把管線布置在溝中，可根據(jù)場地長度在３０到１２０米之間。 ２．建筑物周圍場地面積受限制時，垂直的回路是理想的選擇。可利用鉆井設備鉆成深度為２２到９０米的深孔，然后將管線垂直布置。 ３．建筑物附近有一定深度的池塘、湖泊或海洋時，施工費用和運行費用會十分經(jīng)濟。管線簡單地布置在池塘或者湖的底部。 ４．敞開的回路系統(tǒng)是用地下水作為一種直接能源。在理想狀況下，應用敞開的回路是最經(jīng)濟的地熱系統(tǒng)。 四、地源熱泵系統(tǒng)的應用 ２０世紀５０年代歐洲和美國開始了研究地源熱泵的第一次高潮，直到２０世紀７０年代，世界石油危機使得人們關注節(jié)能、高效用能，地源熱泵的推廣應用迅速展開。在我國，地源熱泵的研究起始于２０世紀８０年代，最近５年該項技術成了國內建筑節(jié)能及暖通空調界熱門的研究課題，并開始大量應用于工程實踐。 目前，孤島地區(qū)的資源利用方式總體上還是粗放的，經(jīng)濟發(fā)展對資源的依賴性較大，資源短缺和經(jīng)濟快速發(fā)展的矛盾日益突出，隨著職工收入的增加，環(huán)保意識的增強，對生活質量的要求也有所提高，開始逐漸向綠色環(huán)保靠攏。在冬季供暖時，孤島地區(qū)大多都采用水暖，每年都會消耗掉大量的煤炭資源，從節(jié)約資源實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展考慮，沒有污染、節(jié)約能源的＂綠色供暖＂－地源熱泵技術正逐漸取代＂煙熏火燎＂的傳統(tǒng)取暖方式，進入人們日常生活。孤島地區(qū)從２００３年起就開始在一些居民小區(qū)試用地源熱泵中央空調設施，憑借其在投資經(jīng)濟性、運行節(jié)能性以及占地面積等因素綜合比較上極大勝于傳統(tǒng)空調的優(yōu)勢，迅速發(fā)展。另外，勝利油田孤島采油廠氣管隊工程也試用了地源熱泵中央空調設施。 地源熱泵采暖工程的造價成本比一般工程要高一些，但在生活當中用起來就比較省，不但節(jié)約資源，更重要的是綠色環(huán)保，這符合人們對個人高品質生活的要求，還可以在提高采暖質量的同時，增加房屋室內空間。孤島芙蓉地熱站，在２００３年冬天投入運行，據(jù)測算，改用地熱資源供暖后，僅芙蓉小區(qū)每天就可節(jié)約原油消耗８噸，一個供暖季可節(jié)約資金１００余萬元。 目前，對資源的循環(huán)利用、節(jié)能、綠色、環(huán)保已被國家放在經(jīng)濟發(fā)展的核心位置，國家建設部提出各地在建設領域可再生能源利用方面要重點抓好６方面工作中，第二項就是地源熱泵、水源熱泵在建筑中的推廣應用。并確定了資源節(jié)約工作重點，即以提高資源利用效率為核心，以節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟以及大力推進可再生能源建筑應用為重點。地源熱泵技術將越來越多的應用于各項工程中。