地大熱能：淺層地熱能在綠色建筑中的應用-地源熱泵系統_綜合智慧能源

什么是地源熱泵系統？

地源熱泵系統是利用淺層地熱能進(jìn)行供熱制冷的新型能源利用技術(shù)，是熱泵的一種，熱泵是利用卡諾循環(huán)和逆卡諾循環(huán)原理轉移冷量和熱量的設備。地源熱泵通常是指能轉移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方。通常熱泵都是用來(lái)做為空調制冷或者采暖用的。地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力，冬季地源把熱量從地下土壤中轉移到建筑物內，夏季再把地下的冷量轉移到建筑物內，一個(gè)年度形成一個(gè)冷熱循環(huán)。

地源熱泵系統是一種即可供熱又可制冷的新能源利用系統，它是充分利用淺層地熱能來(lái)運行的。由于淺層地熱能幾乎完全不受資源限制并且應用技術(shù)不斷優(yōu)化更為成熟穩定，能量來(lái)源于地下能源，系統不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調”，可廣泛應用在辦公樓、賓館、學(xué)校、宿舍、醫院、飯店、商場(chǎng)、別墅、住宅等領(lǐng)域，這些年來(lái)在我國各個(gè)地區得到了廣泛推廣和應用 。 



地源熱泵系統的特點(diǎn)
可再生性，地源熱泵是一種利用地球所儲藏的太陽(yáng)能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉換的供暖制冷空調系統，地源熱泵是利用清潔可再生能源的一種技術(shù)。地表土壤和水體是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，所收集的太陽(yáng)輻射能量，比每年利用能量的500倍還多（地下的水體是通過(guò)土壤間接接受太陽(yáng)輻射能量），它又是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對平衡，地源熱泵技術(shù)的成功使用，使得利用儲存于其中的近乎無(wú)限的太陽(yáng)能或地能成為現實(shí)。

高效節能性，地源熱泵機組利用的土壤或水體溫度冬季為12-22℃，溫度比環(huán)境空氣溫度高。熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高；土壤或水體溫度夏季18-32℃，溫度比環(huán)境空氣溫度低，制冷系統冷凝溫度降低，使用冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式，機組效率大大提高，可以節能30-40%的運行費用。投入1KW的電能可以得到4KW以上的熱量或 5KW以上冷量。

綠色環(huán)保性，地熱資源垂手可得，地源熱泵系統通過(guò)密閉水循環(huán)與土壤進(jìn)行能源交換，不破壞地層結構，不利用地下水資源、低噪音，又不排放廢氣和廢棄物，對空氣不造成熱污染，具備零污染的良好環(huán)保品質(zhì)。供熱時(shí)沒(méi)有燃燒過(guò)程，避免了排煙污染，供冷時(shí)省了冷卻塔，避免了噪音及霉菌污染。

實(shí)用性，地源熱泵系統可供暖，制冷，還可供生活熱水，一機多用，一套系統可以替換原來(lái)的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。

安全可靠性，地源熱泵系統無(wú)易燃易爆隱患，系統自動(dòng)化程度高，能實(shí)現溫度、壓力、流量、關(guān)鍵部位的多參數自動(dòng)調節，且安裝性能良好。性能可靠：主機及系統匹配科學(xué)、合理，高強度、高密度的聚氯乙烯管材均安全無(wú)毒，無(wú)腐蝕，柔韌性好、斷裂伸長(cháng)率高，采用熱熔和電熔系統密封性能好、不泄漏，系統在工作時(shí)實(shí)現了水電分離更大提高了安全保障的可靠性。



地源熱泵系統在綠色建筑中的應用
基于地源熱泵系統既可制冷又可供熱的特性，其主要應用分為兩種：地源熱泵空調系統和地源熱泵熱水系統。

地源熱泵空調系統
地源熱泵空調系統的構成包括淺層地熱能采集系統、水源熱泵機組、冷熱分配系統和空氣處理系統等四個(gè)部分，運作的原理是首先利用地源熱泵轉化淺層地熱能，從而為智能建筑提供制冷、制熱服務(wù)。它利用水與地熱能進(jìn)行冷熱交換來(lái)作為熱泵的冷熱源，在冬季，把室外的地下水熱量通過(guò)循環(huán)水，為室內提供熱量，進(jìn)行供暖；在夏季，循環(huán)水把室內的熱量交換出來(lái)，帶到地下水，此時(shí)地下作為室內熱量的排放區域。地源熱泵空調系統具有能源的可再生優(yōu)越性，高效、節能、環(huán)保、無(wú)污染等特性，且占地面積少，應用廣泛，具有極高的社會(huì )效益和市場(chǎng)潛力。

地源熱泵熱水系統
地源熱泵熱水系統是利用地源熱泵，提取淺層土壤熱能、地表水熱能或地下水熱能等低溫熱源，再將它們轉化為生活熱水。它由淺層地能采集系統 、水源熱泵機組和熱水供應裝置等子系統構成，其中，淺層地能采集系統能夠提取淺層土 壤熱能、地下水熱能、地表水熱能，然后通過(guò)水源熱泵機組進(jìn)行熱交換，最后通過(guò)熱水供應裝置實(shí)現對綠色建筑的熱水供應。
地源熱泵熱水系統具有高效節能、能源利用率高、受自然環(huán)境影響較小、工作時(shí)限無(wú)限制、占地面積小、環(huán)境安全、過(guò)程可靠的優(yōu)點(diǎn)，在未來(lái)有極大的發(fā)展潛力。
 
在現代社會(huì )經(jīng)濟中，能源的穩定供應是經(jīng)濟平穩發(fā)展的重要保障之一。目前在社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展中的能源短缺問(wèn)題充分暴露，已經(jīng)成為影響經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。新能源的開(kāi)發(fā)與利用能夠從一定程度上緩解能源危機，推動(dòng)人類(lèi)社會(huì )繼續向前發(fā)展。在建筑生產(chǎn)使用過(guò)程中，從建材的生產(chǎn)到建筑的施工一直到建筑物的竣工使用，在整個(gè)過(guò)程中完全都在消耗著(zhù)能源。相關(guān)統計表明，我國的建筑能耗占到全國總能耗的25％以上，是能源消耗不可忽視的一部分。因此推廣綠色建筑、開(kāi)發(fā)新能源是控制能源消耗的必要舉措，同時(shí)也是促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展的重要手段。