1. 定义
地源热泵系统（-Heat Pump）是指以岩石和土壤、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能等组成的采暖空调系统。交换系统和建筑系统。
我们先来了解一下“热泵”。 热泵（制冷机）：是通过做功使热量从低温介质流向高温介质的装置。 热泵利用的低温热源通常是环境（大气、地表水、土壤）或各种废热。 热泵从这些热源吸收的热量是一种可再生能源。 热泵是一种利用可再生能源并保护环境的可持续技术。 以大地（土壤、地层、地下水）为热源的热泵可称为地源热泵。
2. 特点
1、节能高效
在相同用电量条件下，若分别增加夏季制冷量或冬季供热量，其能效比EER为：3.9-6，即投入1KW电能可获得3.9-6KW热能夏季，性能系数COP=2.65-5，即冬季投入1KW电能，可获得热能约3.0-5KW； 并且地下管道换热器无需除霜，减少了结霜、除霜的能耗。
2、性能稳定
地下温度稳定：地下平均温度基本稳定在16度至22度之间。 不受室外环境空气温度变化的影响。 主机制冷热量稳定，在需要空调时不会导致空气源热泵变差。 。
3、投资回报率高
地源热泵系统作为建筑空调系统，可以大大降低其运行成本。 采用地源热泵系统供暖或制冷时，根据地域、气候、资源、环境的不同，运行成本比传统中央空调系统可降低25%至50%； 可用于采暖、空调，热回收还可用于春、夏、秋季免费供应。 生活热水可三冷热水合二为一； 一套系统可替代原有锅炉、空调两套设备或系统，减少设备初期投资； 地源热泵系统初始投资的增量回收期约为2.5-8年。无需等待。
4、可再生能源利用技术
表层土壤和水体收集了47%的太阳辐射能，是人类每年使用能量的500多倍。 地表土壤和水体自然保持着能量接收和发射的相对平衡。太阳能的二次利用符合可持续发展的趋势，不受地理、资源等限制。
5、环境保护
污染物排放量比空气源热泵减少40%以上，比电采暖减少70%以上。 没有燃烧、排烟、废物，也不需要长距离输送热量。 是一款真正的环保空调。 夏季，热量不会释放到建筑物周围的空气中，从而提高周围空气的温度；冬季，不会从建筑物周围的空气中吸收热量，从而降低周围空气的温度。 机组地下换热器可置于花园、草坪及建筑物周围地下，不占用建筑面积。
6、安全、寿命长
地源热泵非常耐用，机械运动部件很少（主机完全在工厂组装）。 所有部件都埋在地下或安装在室内，从而避免了室外恶劣的气候。 该系统采用闭路循环，减少腐蚀、污染和地层。 规模化，延长设备使用寿命，同时系统维护成本低； 地下部分（PE管）可保修50年（免维护），主要需要维护的是水泵、室内管道和室内机——维护简单，工作量小，节省维护费用； 地源热泵机组的正常使用寿命为25年。
7、应用范围广
适用范围广：可用于酒店、商场、写字楼、学校等建筑需要空调的新建、改建、扩建工程，更适合别墅的采暖空调；
缺点
① 如果使用不合理，可能对地下水造成严重污染。
②如果大量抽取地下水而不能及时回灌，可能会造成地面沉降，对地面建筑物造成损害。
③不适合：建筑密度高的场所和地质条件恶劣的地区（如地下岩层又厚又硬）
三、应用与开发
地源热泵的概念首次出现于1912年的一份瑞士专利文件中。
开放式地下水热泵系统于 20 世纪 30 年代成功使用。
20世纪50年代，欧美首次掀起了地源热泵研究热潮。 美国爱迪生电子研究所最先研究闭环热泵系统，印第安纳州印第安纳波利斯最先安装闭环热泵。 循环地源热泵系统。
直到20世纪70年代，世界石油危机才让人们开始关注能源节约和能源高效利用。 地源热泵研究再掀高潮。 此时，瑞典研究人员开始将塑料管道应用到闭环地源热泵系统中。 地源热泵的推广应用正在迅速展开。
经过近50年的发展，地源热泵技术在北美和欧洲已经非常成熟，是广泛应用的热泵空调系统。 地源热泵机组和地热换热器的系统设计和安装有一套完整的标准、规范、计算方法和施工技术。
截至 2019 年底，美国家庭、学校和商业建筑中已有超过 30,000 个系统。 据地源热泵协会统计，美国有600多所学校安装了地源热泵技术。
04.工作原理
作为一种自然现象，就像水从高处流向低处一样，热量总是从高温流向低温。 著名的热力学第二定律准确地表达了这一点：“热量不能自发地从低温传递到高温”。 但人们可以制造出能够将热量从低温泵送到高温的机器，就像水泵用来将水从低处抽到高处一样。 因此，地源热泵本质上是一种供热装置。 它消耗自身的一部分能量，挖掘环境介质中储存的能量，并提高温度进行利用。 整个热泵装置消耗的功仅为所提供热量的三倍。 百分之一以下，这就是地源热泵节能的原理。
冬季，热泵机组从地源（浅水或岩石、土壤）吸收热量，为建筑物供暖；
夏季，热泵机组从室内吸收热量并将其传递到地源，实现建筑物的空调制冷。
地源热泵冬季工作原理
冬季，制冷剂在热泵中向前流动。 从压缩机排出的高温高压气体进入冷凝器，向集水器中的水释放热量。 它相变为高温高压液体，再经热力膨胀阀节流减压，成为低温低压液体。 液体进入蒸发器，从地下循环液体中吸收低温热量，转变为低温低压饱和蒸汽，然后进入压缩机吸气端。 压缩机将高温高压气体压缩并排出，完成一个循环。 在这个循环中，地下低温热能被“输送”到集水器，从而源源不断地为用户提供45℃-50℃的热水。
地源热泵夏季工作原理
夏季，制冷剂在热泵中反向流动，与用户进行热交换的冷凝器就变成了蒸发器。 从集水器中的低温水（7℃-12℃）中提取热能，与地下循环液进行热交换的蒸发器成为冷凝器。 热量被排放到地下循环液中，循环液中的热量被排放到地下低温区。 如此循环不断地向用户提供7℃-12℃的冷水。
5. 分类
根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地下管道地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
1、地下管道地源热泵系统
地下管道地源热泵系统是利用地下岩石和土壤中热量闭路循环的地源热泵系统。 它是通过循环流体（水或以水为主要成分的防冻液）在封闭的地下埋地管道中的流动，实现系统与大地之间的传热。
地面耦合热泵系统的垂直配置
地源耦合热泵系统卧式配置
2、地下水地源热泵系统
地下水地源热泵系统的热源是从井或废弃矿井中抽取的地下水。 热交换后的地下水可以排入地表水系统，但对于较大的应用，通常需要通过回灌井将地下水回灌到原来的地下水层。 水质好的地下水可以直接进入热泵进行热交换，然后井水可以回灌到地下。 这样的系统称为开放系统。
地下水热泵系统
3、地表水地源热泵系统
地表水热泵系统的热源是池塘、湖泊或溪流中的地表水。 在靠近河流、湖泊、海洋等大量自然水体的地方，利用这些自然水体作为热泵的低温热源，是一种值得考虑的空调热泵类型。
地表水热泵系统
12吨池塘环路系统沉入池底
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