地源热泵打井方案调查

第一篇：地源热泵打井方案调查

关于地源热泵打井设计预计方案调查报告

经过电话联系，调查与了解xxx大厦地源热泵中央空调打井设计预计方案情况，阐述如下：

1.地源热泵中央空调或钻井厂家：由他们根据自己的设备性能指标（如主机功率设计、埋管间距、管路的设计、PE管设计是单U还是双U、井的回填方式等）及设计院冷热负荷的需求来确定打井的数量，以他们的工作经验平原地区土质为泥沙层利于打井，至于做热估实验他们也认可，可以联系有关部门来做实验报告，但依据热估性实验得出的打井数量与实际是有差距的，必须做出一定的富余量来满足多年的需求。

2.xxxxx工（xx规划建筑设计院xx院长介绍）：分析了关于地源热泵打井的方案设计，如井口间距、井管是单U还是双U、回填方式、主机功率设计等，提出了若提前做热估性实验有可能出现的异议，认为可以做热估性实验，应选出厂家，依据厂家的设计暂估打井端钻多少口井，通过招标可确定单口井的合理价格，然后打两口实验井做热估性实验，根据设计院设计、实验数据、厂家设计井的布局等得出钻井的合理总数量，再计算出打井的总费用，热估性实验的费用包含在打井工程的总费用或地源热泵中央空调系统工程总费用上（在招标时说明）。

3.山东建筑大学xxx院长：以专业的技术理论阐述做热估性实验的必要性，如井的设计深度、井口间距、管道的耐压、管道的布局、管道的连接方式、地质（层）的结构、井的回填材料等，关于做实验井提供了两个方案：1.我们选出厂家，地源热泵中央空调系统工

程总费用包含热估性实验的费用（在招标时说明）。在厂家施工前打

两口实验井做热估性实验，根据设计院设计、实验数据、厂家设计井的布局等得出钻井的合理数量。2.由山东建筑大学xxx院长负责推

荐钻井公司，做热估性实验报告，给出一个建议性的井设计布局、管

道连接方式等设计方案。施工的厂家负责依据该设计方案、xxx大厦

设计院设计负荷要求等深化设计，得出钻井的合理数量。实验费用共

需7万元。

请指点！LYD1975

第二篇：地源热泵施工工艺方案

地源热泵施工工艺

第一节

室外地下换热器系统安装

一、地埋管管道连接方式及注意事项

本工程地埋管的连接方式为：管材采用热熔连接，管径D63（含D63）以下的管材采用承插热熔连接，管径D63以上的管材采用对接热熔连接。管道管件在使用前按照厂家技术要求熔接，地下换热器与水平管及成品单U头之间采用电熔套管连接。

二、地埋管换热器安装施工技术要点

室外地下换热器采用垂直打孔埋管方式。打井口径约计200mm，深100m，井内安装单U管，钻孔间距为4

m×4m。

钻孔施工工艺流程

施工准备

放线

竖立钻机

接水、电

施钻

换热管接头

通孔

换热管试压

下换热管

回填

1.施工准备

熟悉现场及施工图纸，进行施工准备，包括人员、机具及现场临设，对施工人员进行有针对性的交底。

2、地下换热器测量放线及管孔定位

施工前，甲方应组织有关单位向施工单位进行现场交桩；对钻井施工单位书面移交现场准确高程点2个及现场已经施工完毕的桩基轴线图，以便于钻井施工时候准确进行地下换热器深度标高及水平位置定位，避免出现施工误差。钻井孔位的沿线临时水准点，每200m不宜少于1个；临时水准点、管道轴线控制桩、高程桩、应经过复核方可使用，并应经常校核；已建管道、构筑物等与本工程衔接的平面位置和高程，开工前应校测。

（1）清理地面后即可对钻井孔位进行放线，事先将地下换热器井号在设计图上进行编号，编号为：001～120。便于钻机过程中详细、准确记录。

（2）参照现场建筑基准点和已有建筑物作为参照物，采用经纬仪进行测量放线，事先测量2、3个点，后用施工线进行放线，结合施工图纸，并逐一在场地上标明和确定钻孔位置。按照施工图纸标定的钻孔位置，在每个钻孔中心点用木桩作标记，地下换热器之间用白灰连接，清楚的在地面上体现书井位及走向，并再次校核确认钻孔位置。

（3）如发现埋管部位下有地下管线或构筑物时，允许稍有偏差，可适当调整局部钻孔位置，并及时更正绘制最终钻孔定位图。然后根据垂直埋管平面布置图以及钻孔定位图，最终确定钻孔及水平埋管沟槽的具体位置和埋管系统的标高。现场钻孔定位图应报设计院、监理工程师和业主同意批准。

（4）当调整局部钻孔位置的位移较大时，应及时向现场监理工程师和业主反应。设计院批准后方能更改井位。

（5）按照施工图纸标定换热孔的位置，在每口井位置钉40*40mm木桩，以保证打孔位置准确。

3.钻孔

地下换热器孔的放线定位完毕后，确定地下换热器孔的位置树立钻机。具体操作如下：

3.1竖立钻机

A.A.以钻孔点定位塔架底盘，采用水平尺对底盘横向、纵向进行找平，水平度≤0.5mm/m。

B.B.底盘定位后，安装塔架竖杆，利用铅锤和直尺测量塔架的垂直度，保证塔架竖杆垂直。

C.C.安装钻机头、钻机提升装置和钻头充水（泥浆）等附属装置。

D.D.按要求挖好沉淀池及泥水沟，并使其畅通。泥浆坑开挖采用挖机或人工进行，钻井设备较多时候，泥浆坑内开挖要统一安排进行，不得现场随意乱挖。泥浆坑距离地下换热器位置距离不宜过长，控制在5米以内即可。

E.E.对钻机及附属装置接电、接水管，对每台设备进行点试，确定转向。各参数无误后方可启动钻机进行钻井施工。

3.2钻孔初期要遵循循序渐进原则，钻杆进尺要缓慢，并根据钻井进度及时清理钻孔四周的沙土，对泥浆沟内的沙土、石块等也要及时清理。防止进入泥浆坑或重新被循环进入孔内。当钻孔到一定深度，20米以下后，由于遇到中风化岩层，可根据钻机自身性能情况，调节钻速，提高钻井进深尺度。

3.3钻井过程中要时刻注意钻机的水平度，确保钻机树立稳定、水平。如发现钻机出现倾斜，要立即停止钻孔。调整钻井水平、垂直度后方可重新开钻。防止钻孔出现倾斜、窜孔情况。

3.4钻孔期间更换钻杆时候，钻杆起重吊具与钻杆之间要连接牢固，挂钩要有锁紧装置，不得出现滑钩、脱钩现象，杜绝出现安全事故。

3.5根据工程实际情况，随时填写记录表并及时分析土壤实际状况。无特殊情况，每钻孔5米深度必须填写记录表。

3.6施工时，可根据工程需要和土壤情况，钻孔深度可适当增加，本工程钻井深度不低于100米，富裕钻井深度防止下管过程中管井坍塌，影响下管有效深度。钻井过程并做好记录便于埋设相应的管道。

3.7施钻过程中应掌握钻进速度，密切注意钻机及附属设备的运行情况，发现异常应及时处理，防止拉断钻杆和接头丝扣、跌落钻头等现象发生，并时刻注意地层地质变化，做好记录。

3.8施钻过程中钻机长和操作手应定时对钻机及附属设备进行巡回检查，及时做好维护和保养工作，提高工作效率。

3.9钻井时候，施工人员要及时疏导泥浆沟，保持泥浆坑内排浆通畅。泥浆不得四处乱排。对不能继续循环使用的泥浆，要统一排到指定泥浆坑内存放。

3.10钻井用水要根据钻井需要取用。不得出现长流水、用水四处乱淌情况。实现安全文明施工。

3.11为确保地下换热器下管顺畅，钻孔钻头规格应为150mm。钻孔尺寸满足设计要求。

4、通孔

当钻机钻至有效深度100米时候，由于防止井孔内泥浆沉淀，根据设计要求，要继续深钻3m深，钻孔深度满足设计要求后，钻孔施工即可结束。再提钻杆前对已经施工完毕的成孔进行反复冲洗，将孔内的沙子等置换到泥浆池中沉淀去除，确保孔内畅通。清洗时间不能低于10分钟，也可根据现场情况自行掌控。通孔过程中要仔细对循环中的泥浆进行观察，如果泥浆中无沙子及石子时候基本通孔结束。通过结束后可依次提出钻杆。

5、地埋立管施工

5.1地下换热器管材采用PE100聚乙烯材料，所有的聚乙烯管都要用专用的热熔设备进行热熔连接。连接时候必须根据生产厂家的说明进行施工。本工程地下换热器采用成品，下管前根据设计要求进行试压，试压用水为清洁自来水。压力不低于1.5mpa,稳压15分钟，压力降不大于3%即为合格。试压合格后将压力降到0.5mpa保压，准备下管。并填写试压验收记录。

5.2下换热管

A.A.为保证换热效果，防止支管间发生热回流现象，四根换热支管之间需保持距离，下管前采用分离定位管卡将四根换热管进行分离定位。分离定位卡间距不大于3米。

B.B.把检漏后的单U型管用专用下管器逐渐放入钻好的孔内。由于井内存在泥浆，下管过程存在阻力，本工程用下管器配合进行下管，下管器下管速度要求与地下换热器速度一致。下管速度要均匀，防止下管过程中损坏管道，如果遇有障碍和不顺畅现象，应及时查明原因，待做好处理后才能继续下管，最后地面上要保留1m左右的换热管，将换热管进行固定，防止下滑到井内，造成管道无法使用，甚至废井。

C.C.下管前要事前将地下换热器放平。下管过程中要采用人工抬的方法，4~5名工人平均分布，抬起地下换热器管道，严禁管道在地面上随意拖动下管。

D.D.地下换热器下完后，放好埋管、回填前，应固定埋管，并在孔和管子之间的缝隙放入一些细黄沙并用木方等固定管口。

E.E.严格做好到管口临时封闭。记录埋管前端编号及尾端编号，确保立管深度与孔深相当，同时观察压力表压力，压力没有变化情况下。至此下管完毕，等待回填。

6、地下换热器回填。

6.1本工程地下换热器回填采用原浆回填，具体回填方式可按照以下两种方式进行：

（1）方式一：利用泥浆坑内的泥浆采用回填泵自上而下回填，将浓泥浆回填至井内，直至回填满，泥浆外溢井外为止。回填完毕后撤离钻机，对井孔内泥浆自然沉淀后上方存在空隙的，利用泥浆再次回填，反复多次直至不出现沉淀情况。对上部分出现的空隙，也可以用沙子进行回填，直至回填密实。

（2）方式二：返浆回填，钻井完毕后，将钻机撤离井孔，进行第二口井施工，第二口井施工用的泥浆沟通过第一口已经施工完毕的地下换热器井孔，利用第二口井施工过程中泥浆循环过程中经过第一口井，时刻填充第一口井。如此反复进行第三口井施工，第三口井泥浆沟经过第一、二口井，利用第三口井的循环泥浆进行填充第一、二口井。此种方式回填方法，泥浆沟最多可进行2个成孔回填，承担的成孔回填数量过多，泥浆沟过长，不利于钻井施工。对此种方案，如果后续仍存在回填不实情况，仍需要继续回填，直至回填密实。

6.2

回填前应确保垂直地埋管试压完毕并合格。回填过程中随时观察换热器压力情况，保证管道压力正常，一旦压力出现异常，压力持续下降，应立即停止回填，待查明原因进行处理后，再进行回填。

6.3回填完毕后，如压力无误，可将压力表拆除，用管帽或其他有效措施将地下换热器口热熔密封，并做好记录及成品保护。

第二节、地下换热器水平干、支管施工

水平管施工工艺：

本工程使用的水平管管件和管材的内外壁应平整、光滑，无气泡、裂口、裂纹、脱皮和明显痕纹、凹陷；管件和管材颜色应一致，无色泽不均匀。装卸运输和搬运时应小心轻放，不能受到剧烈碰撞和尖锐物体冲击，不能抛、摔、滚、拖，避免接触油污，在储存和施工过程中要严防泥土和杂物进入管内，存放处避免阳光直射。

1、当室外换热器分区施工开始后，将各分区的汇总管道的位置及走向标示出来，对管道走向进行放线，根据要求进行开挖。开挖可采用人工或设备开挖，将水平管需要的管沟挖到设计要求的宽度和深度，要求管沟底部平整、不能有石头等硬物存在。

在含水地层或软土、不稳定地层内开槽时，要进行施工排水、设置沟槽支撑或采取地基处理等措施。开挖沟槽时要严格控制槽底标高和防止扰动槽底原状土，槽底超挖部分要用细沙或土回填密实。

2、水平地埋管换热器铺设前，沟槽底部应先按照设计要求铺设细沙。水平地埋管换热器安装时，应防止石块等重物撞击管身。管道不应有折断、扭结等问题，转弯处应光滑，且应采取固定措施。

3、按照图纸要求将各管桩内的U形管与水平管连接，并分别引至机房分集水器；

4、水平地埋管与地下换热器连接完毕后，应按规范要求进行水压试验。试压压力1.0MPA,在试验压力下，稳定至少15min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象；

5、回填：水平管试压合格后才能进行管沟回填，回填要在管道内保压的情况下进行。首先调整水平管的间距、平整度达到设计要求，再用土或沙子进行回填，回填料中的石块或尖锐物应清除后进行。为保证回填均匀，且回填料与管道紧密接触，回填应在管道两侧同步进行，同一沟槽中有双排或多排管道时，管道之间的回填压实应与管道和槽壁之间的回填压实对称进行。各压实面的高差不宜超过30cm。分层管道回填时，应重点做好每一管道层上方15cm范围内的回填。管道两侧和管顶以上50cm范围内，应采用轻夯实。管道敷设后不能长期处于空管状态。采用机械回填土时，机械不能在管道上方行驶，以免对施工完成的成品造成损坏，进行返工，耽误工期。

6、回填后管道试压：管沟回填完毕后，要逐个对水平管压力进行检查，回填过程中动态观察，检查回填过程中水平管及地下换热器是否存在损坏。在压力正常条件下回填完毕。

7、注水冲洗、排气：水平管回填后压力合格后，进行系统冲洗，系统冲洗约30分钟，直至出入水口的流量、清澈度都基本一致，并不再有气泡产生，必要时可用水泵进行冲洗、排气。冲洗合格后，水平管方能与分集水器连接。如果短时间内不能与分集水器连接，水平管末端要用管帽进行焊接封堵，防止沙土进入。

四、地埋管施工的室外温度要求及冬季施工措施

室外环境温度低于0

℃时，塑料地埋管物理力学性能将有所降低，容易造成地埋管的损害，故当室外环境唯独低于0

℃时，尽量避免地埋管换热器的施工，施工时最好能保证室外温度在5℃以上，防止地埋管因温度过低内冲水冻裂。

本次招标范围内的地埋管部分施工工期基本在冬季完成，如必须在低温条件下施工，则需要采用将其施工范围局部围挡、烤火升温、避免夜间施工等方法，另外注意以下冬季施工措施：

1、冬季施工的沟槽，宜在地面冻结前施工，先在地面挖松一层作为防冻层，厚度一般为30cm。每日收工前留一层松土防冻。

2、开挖沟槽时暴露出正在使用的給排水管道及时采取保温措施。

文档内容仅供参考

第三篇：地源热泵分析

湖北能源调度大楼

地源热泵空调系统分析报告

一、项目概况

湖北能源调度大楼位于武汉市武昌区徐东大街中段，项目用地面积9770.5m2，总建筑面积96806m2，其中地上39层建筑面积71300m2，地下3层建筑面积25506m2。总建筑高度为167.8m。地上一到三层为裙楼，四层到三十九层为标准办公层，避难层设置在十五层和二十八层。

二、集中空调系统初步设计方案简介

原设计中，本大楼采用集中供冷、供热的水—空气系统，分设2个独立的空调系统。1-37层为一个冷热源空调系统（空调系统一），其中1-14层为低区，16-37层为高区。

38、39层为电力调度中心，另设一个单独冷热源的空调系统（空调系统二）。

1、空调冷热源

空调系统一：夏季采用，冰蓄冷（2台）+双工况螺杆式冷水机组（3台）+地埋管地源热泵机组（2台）的方式供冷，高低区分设空调水系统，低区由分水器直接供冷、高区通过设置在15层（避难层）的冷水板换供冷；

高低区共用空调冷源，冷量由蓄冰罐、双工况螺杆式冷水机组、地埋管地源热泵机组联合提供。夏季在夜间电价低谷时开启双工况螺杆式冷水机组蓄冰。白天根据空调冷负荷大小采用以下三种模式：蓄冰盘管单独供冷、蓄冰罐与双工况螺杆式冷水机组联合供冷、蓄冰罐+双工况螺杆式冷水机组+地埋管地源热泵机组联合供冷。地源热泵机组启停由室内空调冷负荷大小和冬季从土壤总吸热量与夏季对土壤总放热量基本平衡决定，即夏季当蓄冰罐与

螺杆式冷水机组联合供冷不能满足大楼空调冷负荷要求时，开启一台或二台地源热泵机组进行补充供冷，反之则地源热泵机组停止运行。

冬季低区采用地埋管地源热泵机组直接供热，高区采用二台燃气真空锅炉直接供热。

空调系统二：冬夏季采用风冷涡旋式热泵机组供冷供热，主机选择二台，每台机组在标准空调工况时的制冷量均为253KW，制热量为260 KW，热泵机组设置在39层屋面上。

三、经济技术分析：

1、地埋管地源热泵是通过输入少量的高位能源将浅层低位地能向高位能源转移的可再生能源利用技术，它可以将地下土壤中的热量或者冷量转移到所需要的地方，实现空调制冷、采暖或者生活热水使用，仅需要消耗极少的输送能耗。该系统比传统空调系统运行效率高30%-60%，能大幅降低系统运行费用。

2、冰蓄冷空调技术是利用错峰分时电价优惠政策，夜间电网低谷时运转制冷机制冷，并以冰的形式蓄存，在白天用电高峰时将冰融化提供空调供冷，从而达到转移高峰电力负荷，提高电厂一次能源利用效率、降低空调运行费用的一项调荷节能技术

3、有良好的社会和企业经济效益

我国上世纪50年代天津大学开始进行地源热泵研究，2000年后北京中科院能源高科技有限公司开始市场化运行。2006年北京市发改委、规划委等9家联合发文在北京“埋管式地源热泵按45元/㎡一次性补助”.现全国已有31个以上省进行地源热泵的工程。

一、对初期投资影响

（1）机组初投资比冷水机组费用多10%-30%。

（2）增加打井（埋管）费用。

（3）无冷却塔和冷却系统，不仅省费用，还可节约建筑面积和建筑空间

（4）减少锅炉房和锅炉容量、无入网费（煤气、天燃气）或少入网费、和减少储油罐安全费。

二、运行费比较

（1）夏季制冷，节约费用>20%。

（2）夏季采用热回收，可免费提供生活热水。

（3）冬季制热时，运转费用相当于天燃气、燃油锅炉的50%。

（4）全年运行费节约30%左右。

四、对目前方案的意见和建议

1、从最新的设计说明上看，有效埋管深度为80米，埋管深度可增大至100米~~~120米，如有效深度至120米，则总的埋管深度增加16560米，在夏季可多提供散热量800KW左右。

2、原设计有35个温度测点，我们的场地不大,实际可否减少，而且可以考虑在地埋管孔内直接安放传感器。

3、原设计中，白天根据空调冷负荷大小采用以下三种优先模式：蓄冰盘管单独供冷、蓄冰罐与双工况螺杆式冷水机组联合供冷、蓄冰罐+双工况螺杆式冷水机组+地埋管地源热泵机组联合供冷。

该设计意图是优先使用冰蓄冷，然后才是水源热泵系统。因为地源热泵空调运行的经济性和舒适性以及是本大楼的亮点，而且地源热泵的制冷量比冰蓄冷大，我们建议优先运行地源热泵系统。

4、冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白

天融冰将所储存冷量释放出来，可以减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量。

但根据目前国家对能源调控的趋势，将逐步取消峰谷电价，实行阶梯电价。从2010年6月起，湖北省停止执行居民分时和蓄能产品优惠电价政策，分时电表将不再享受优惠。随后，国家发改委正式回应电价问题，有关负责人介绍，发改委正研究电价调整一事，同时湖北省物价部门有关负责人通告媒体，实行阶梯电价是大方向。一旦峰谷电价取消，冰蓄冷系统在运行费用上将大幅提高。由于原方案本身就有螺杆机冷水机组，建议取消冰蓄冷系统，把冷水机组改成离心机式的亦可完全满足需求，并且运行效率更高。由于系统的简化，将节省初期投资100万左右。

5、空调系统

（二）建议取消。因该系统实为精密空调，一般用在实验室等对空气温度、湿度要求比较高，一般是恒温恒湿的环境里。而我们的调度楼办公室对温度、湿度没有这么高的要求，只是普通的办公环境。因此建议取消该系统，直接使用系统

（一），或者有必要的话加装普通中央空调。

五、负三层埋管工程分析

负三层埋管是地源热泵系统施工的关键。

1、施工方案的前期调查和论证

本工程地源热泵的施工是在地下负三层施工，为此我们进行了广泛的研究咨询。

（1）国内的地源热泵项目绝大多数是在平地上或广场上进行施工，施工难度很小。我们这个项目是在地下三层实施，这将会增加深基坑暴露的时间。由于项目周边的普通居民住宅离基坑只有十米左右，深基坑的安全风险非常大。预估414口井的打井时间需要两个月，实际施工时必须加强安全管理、交叉施工管理，合理安排好施工方案。

（2）预计地埋管打井施工会和土方开挖等作业交叉施工，成品保护是关键，否则，一旦对埋管造成破坏就是不可补救的。我们通过了解，武昌火车站在做地源热泵施工时，后期土方开挖等对埋管造成了很多破坏，引起换热量达不到设计要求，实际使用效果很差。

（3）建议地埋管施工和主机设备采购、安装由一个承包商来完成，避免出现系统出现平衡问题。并且发生问题后，两家互相扯皮，互不认账，不能很好解决问题。我们通过了解，武汉新火车站地源热泵施工由四家施工单位完成，究其原因，是要平衡各方的关系和利益不得已而为之，最后造成投资增加、工期延长等一系列问题。

（4）冬季从土壤总吸热量与夏季对土壤总放热量保持平衡是数年后系统还能保持良好运行效果的关键。一般来讲，总放热量大于总吸热量，当系统运行几年后，通过适当加长冷水机组的运行时间等措施可解决此问题。

（5）系统主机是整个空调系统的心脏，因欧美国家做地源热泵比较早，技术非常成熟，因此建议主机选用进口品牌，如克莱门特和特灵、美意等。

二〇一一年七月二十日

考察结果：

1、前期投资：

2、后期使用费用：0.12——0.15元/平米

第四篇：地源热泵简介

绿色空调系统

——地源热泵

地源热泵技术是利用地下恒温土壤、空气或地下水温度相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统和地源热泵机组之间进行热量交换，它完全不需要任何的人工热源。地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、地源热泵机组和室内空调末端系统。冬季它代替锅炉从土壤中取热，向建筑物供暖；夏季它代替普通空调向土壤排热给建筑物制冷。同时，它还能供应生活热水，因此被称为二十一世纪的“绿色空调技术”。

我公司所开发建设的项目采用地埋管的埋管方式，以水作为冷热量载体，通过泵房工作使水在埋于土壤中的换热管道内与热泵机组间循环流动，实现机组与大地土壤之间的热量交换。冬季循环水通过埋在土壤中的PE管环路，从土壤中吸收热量，使循环水温度升高，供给地源热泵机组。另增加设备提供热水，通过风机盘管、地板采暖系统或通过毛细管网给室内供热；夏季循环水通过地埋管将热量排放到土壤中，使循环水温度降低供给地源热泵机组，达到制冷效果。这里的循环水是人为灌注的，绝不抽取地下水，因而不会对地质结构稳定性造成影响。

项目在地源热泵技术上增加了送新风系统，使室内空气形成新风湖，在室内外空气交换的过程中，送新风系统中的过滤设备会将室外的有害气体成分充分过滤，循环进入室内的大量的氧离子，使室内的空气新鲜，舒适。同时大量稀释室内的甲醛等有害气体，真正达到“欧洲健康生活标准”。

在使用地源热泵技术和送新风技术的房屋内，能够提供一个温度适宜、湿度适宜、氧气新鲜而充足的生态住宅环境，让住户一年四季都生活在温暖如春的环境下呼吸清新的氧气。而且地源热泵系统所提供的生活热水在冬季可以达到四十五度左右，完全可以满足住户生活起居各方面的需求。实现“恒温、恒湿、鲜氧”的完美感受。

由于地源热泵的主要能量来自于地下，设备的使用寿命为50年以上，使得地源热泵系统的年均投资成本很低并节约大量的维护费用和可观的运行成本，一般来说，用户在地源热泵上的投资在系统运行五年左右就可以全部收回，之后的数十年使用寿命中地源热泵将会为用户带来丰厚的投资回报，属于一次投资长久受益的项目。（见附表）

地源热泵技术仅在使用上消耗少量的电能，不向外部直接排放任何污染和热量，因此使用地源热泵系统的房屋还可以有效达到环保效果，不会造成城市的热岛效应并对外界无任何污染。

第五篇：地源热泵简述

地源热泵的工作原理及技术经济性分析

一、地源热泵的概念

地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量（如电能）将吸取的全部热能（即电能+吸收的热能）一起排输至高温热源。而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的作用。

通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到5kW以上的热量或4kW以上冷量，所以我们将其称为节能型空调系统。

与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90％以上的电能或70～90％的燃料内能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，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50～60％。因此，近十几年来，尤其是近五年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及法国、瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。

二、国外发展近况

地源热泵的历史可以追朔到1912年瑞士的一个专利，欧洲第一台热泵机组是在1938年间制造的。它以河水低温热源，向市政厅供热，输出的热水温度可达60℃。在冬季采用热泵作为采暖需要，在夏季也能用来制冷。1973年能源危机的推动，使热泵的发展形成了一个高潮。目前，欧洲的热泵理论与技术均已高度发达，这种“一举两得”并且环保的设备在法、德、日、美等发达国家业已广泛使用。如美国，截止1985年全国共有14,000台地源热泵，而1997年就安装了45,000台，到目前为止已安装了400，000台，而且每年以10％的速度稳步增长。1998年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19％，其中有新建筑中占30％。美国地源热泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂家组成的美国地源热泵协会，该协会在近年中将投入一亿美元从事开发、研究和推广工作。美国计划到2001年达到每年安装40万台地源热泵的目标，届时将降低温室气体排放1百万吨，相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树1百万英亩，年节约能源费用达4.2亿美元，此后，每年节约能源费用再增加

1.7亿美元。

与美国的地源热泵发展有所不同，中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等

国家主要利用浅层地热资源，地下土壤埋盘管（埋深＜400米深）的地源热泵，用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。据1999年的统计，为家用的供热装置中，地源热泵所占比例，瑞士为96％，奥地利为38％，丹麦为27％。

三、国内发展近况

我国的地源热泵事业近几年已开始起步，而且发展势头看好。天津大学、清华大学分别与有关企业结成产学研联合体开发出中国品牌的地源热泵系统，已建成数个示范工程，越来越多的中国用户开始熟悉地源热泵，并对其应用产生了浓厚的兴趣，可以预计中国的地源热泵市场前景广阔。之所以对中国的地源热泵市场发展前景持乐观态度，一方面是要节约常规能源、充分利用可再生能源的国内外大趋势；另一方面，我国具有较好的热泵科研与应用的基础，早在50年代，天津大学热能研究所吕灿仁教授就开展了我国热泵的最早研究，1965年研制成功国内第一台水冷式热泵空调机。重庆建筑大学、天津商学院等单位对地下埋盘管的地源热泵也进行了多年的研究。在中国科学院广州能源研究所等单位还多次召开全国性的有关热泵技术发展与应用的专题研讨会。

四、地源热泵特点

1、属可再生能源利用技术

地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能（Earth Energy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。

2、属经济有效的节能技术

地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40％，因此要节能和节省运行费用40％左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

据美国环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30～40％的供热制冷空调的运行费用。

3、环境效益显著

地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25％的充灌量；属自含式系统，即该装置能在工厂车间内事先整装密封好，因此，制冷剂泄漏机率大为减少。该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

4、一机多用，应用范围广

地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统；可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。

此外，机组使用寿命长，均在15年以上；机组紧凑、节省空间；维护费用低；自动控制程度高，可无人值守。

当然，象任何事物一样，地源热泵也不是十全十美的，如其应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同；采用地下水的利用方式，会受到当地地下水资源的制约，实际上地源热泵并不需要开采地下水，所使用的地下水可全部回灌，不会对水质产生污染。