地源熱泵：1／3成功，1／3湊合，1／3失敗 。為啥？
時(shí)間:2022-02-27
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原標(biāo)題：地源熱泵：1/3成功，1/3湊合，1/3失敗 。為啥？
工作原理：
地源熱泵屬于中央空調(diào)的一種，但地源熱泵區(qū)別于傳統(tǒng)中央空調(diào)，地源熱泵原理主要是通過(guò)與地能進(jìn)行換熱，是一種十分節(jié)能環(huán)保的中央空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵已受到了財(cái)政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部大力支持，許多城市和地區(qū)都在積極推廣地源熱泵。
地源熱泵原理的可能性：
由于地表淺層溫度受大氣影響小，其溫度常年維持在16-18度（以實(shí)際地方為準(zhǔn)），遠(yuǎn)高于冬季室外溫度，又低于夏季室外氣溫，所以以地源為冷熱源的地源熱泵系統(tǒng)，不僅突破了傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)障礙，而且還大大提高了空調(diào)的運(yùn)行效率。
地源熱泵原理圖
地源熱泵原理-夏季制冷
在制冷狀態(tài)下，地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功，使其進(jìn)行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過(guò)冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將室內(nèi)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(shí)再通過(guò)冷媒/水熱交換器內(nèi)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(zhuǎn)移至地下水或土壤里。在室內(nèi)熱量不斷轉(zhuǎn)移至地下的過(guò)程中，通過(guò)冷媒-空氣熱交換器，以13℃以下的冷風(fēng)的形式為房供冷。
地源熱泵原理-冬季制熱
在制熱狀態(tài)下，地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功，并通過(guò)四通閥將冷媒流動(dòng)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(guò)冷媒/水熱交換器內(nèi)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(shí)再通過(guò)冷媒/空氣熱交換器內(nèi)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(zhuǎn)移至室內(nèi)的過(guò)程中，以強(qiáng)制對(duì)流 、自然對(duì)流或輻射的形式向室內(nèi)供暖。
地源熱泵原理很簡(jiǎn)單，但實(shí)際操作有一定的難度，一般只有技術(shù)實(shí)力過(guò)硬的專業(yè)公司才能完成地源熱泵項(xiàng)目。在大型建筑或公共建筑領(lǐng)域，地源熱泵已經(jīng)有成熟的技術(shù)，也有很多成功的案例，但在家用地源熱泵領(lǐng)域還缺乏專業(yè)的安裝公司。
選用原則：
第一原則：戶外打井面積
地源熱泵是通過(guò)戶外打井與土壤換熱，根據(jù)國(guó)標(biāo)GB 50366-2005，上海地區(qū)地埋井之間的間距一般為4.5m（間距越大效果越好，持保留意見(jiàn)），300㎡建筑面積需要至少80㎡打井面積，400㎡建筑面積需要至少110㎡打井面積，經(jīng)驗(yàn)測(cè)算打井面積與建筑占地面積約為1：1；以聯(lián)排別墅為例：如果打井面積過(guò)小，將會(huì)造成空調(diào)使用效果逐年下降，5、6年后系統(tǒng)將無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
第二原則：安裝要求。
1.地源熱泵制冷、熱速度相對(duì)氟機(jī)而言，速度比較慢。(簡(jiǎn)單的講因?yàn)榉鷻C(jī)是一次換熱；水機(jī)是二次換熱,水機(jī)的送風(fēng)溫度要比氟機(jī)高3～4度)。
2.管道存在一定的漏水隱患。（因?yàn)樗懿豢赡芟筱~管那樣做到40公斤左右的泄露保壓測(cè)試。）
3.制冷原理的不一樣，造成了地源熱泵相對(duì)氟機(jī)而言，室內(nèi)機(jī)尺寸及噪音較大（送風(fēng)溫度較氟機(jī)高，需要加大送風(fēng)量、選擇較大風(fēng)機(jī)才能保證效果），一般噪音要大5～10dB(A),內(nèi)機(jī)高度要高3～5㎝。
4. 日后維修成本較高（因?yàn)榘惭b管道不管是用PPR管還是鋼管、銅管連接，都必須定期清洗管道保養(yǎng)，否則，會(huì)因系統(tǒng)水流量變小造成使用效果越來(lái)越差，耗電量加大）。
第三原則：使用習(xí)慣
地源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能性與我們?nèi)粘５氖褂昧?xí)慣、常住人員數(shù)有著很大關(guān)系。
如常住人員較多，使用時(shí)習(xí)慣將大部分內(nèi)機(jī)同時(shí)打開(kāi)，則使用地源熱泵系統(tǒng)較節(jié)能；如常住人員較少，習(xí)慣局部開(kāi)空調(diào)（人在房間開(kāi)空調(diào)，人離開(kāi)關(guān)空調(diào)），這樣地源熱泵反而不如VRV系統(tǒng)節(jié)能；因?yàn)榈卦礋岜靡话愣际嵌l壓縮機(jī)，無(wú)法控制電流，就無(wú)法控制耗電，且配置的水泵一般是24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，不論內(nèi)機(jī)開(kāi)幾臺(tái)都同樣耗電；而VRV系統(tǒng)一般都是變頻機(jī)，能夠根據(jù)內(nèi)機(jī)的開(kāi)啟多少控制耗電。
選擇地源熱泵系統(tǒng)最重要的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是投資回報(bào)率，如果初期投入升本太高，而后期成本回收不理想，那么選擇地源熱泵系統(tǒng)意義不大。如果地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行效率較高，費(fèi)用較低，后期投資回報(bào)率高，可以選擇地源熱泵。一般情況下，只要地理位置合適，地源熱泵系統(tǒng)可在五年左右實(shí)現(xiàn)成本回收。
設(shè)計(jì)與設(shè)備選型：
建筑物冷、熱負(fù)荷計(jì)算：
在地源熱泵系統(tǒng)選擇、設(shè)備選型及進(jìn)行地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，必須對(duì)建筑冷負(fù)荷、熱負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算時(shí)首先應(yīng)進(jìn)行空調(diào)分區(qū)，然后確定每個(gè)分區(qū)的冷、熱負(fù)荷，最后計(jì)算整幢建筑的總熱負(fù)荷和冷負(fù)荷。
1.建筑空調(diào)分區(qū)2.分區(qū)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷與冷負(fù)荷計(jì)算3.建筑物熱負(fù)荷與冷負(fù)荷確定
地源熱泵系統(tǒng)類型選擇：
為了能最好地滿足項(xiàng)目的要求，必須合理地選擇地源熱泵系統(tǒng)類型。在系統(tǒng)類型選擇時(shí)應(yīng)考慮一些主要問(wèn)題。
1.地埋管地源熱泵系統(tǒng)2.地下水地源熱泵系統(tǒng)3.地表水地源熱泵系統(tǒng)
分區(qū)水源熱泵機(jī)組選擇：
一旦確定了地源熱泵系統(tǒng)類型，就可以選擇每個(gè)分區(qū)的水源熱泵機(jī)組。首先根據(jù)機(jī)組在分區(qū)中所要安裝的位置，選擇合適的機(jī)組形式，例如：落地式機(jī)組可以安裝在外墻窗下；水平式機(jī)組可以安裝在吊頂內(nèi)；垂直式機(jī)組適合安裝在壁櫥或機(jī)房里等。
地埋管地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)：
地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括兩大部分：一是建筑物內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要有空氣處理方案確定及設(shè)備選擇，水源熱泵機(jī)組的選擇、室內(nèi)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)設(shè)計(jì)；二是室外地能換熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，即地埋管地源熱泵系統(tǒng)中的地埋管換熱器、地下水熱泵系統(tǒng)中的水井系統(tǒng)以及地表水熱泵系統(tǒng)中的地表水換熱器的設(shè)計(jì)，這部分是地源熱泵系統(tǒng)有別于其他系統(tǒng)之所在。
地埋管換熱器管理形式選擇：
地埋管換熱器的埋管主要有兩種形式，即水平埋管和垂直埋管。換熱器管路埋置在水平管溝內(nèi)的地埋管換熱器為水平埋管。換熱管路埋置在垂直鉆孔內(nèi)的地埋管換熱器為垂直埋管。
地埋管換熱器環(huán)路形式選擇：
地埋管換熱器中流體流動(dòng)的環(huán)路形式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。在串聯(lián)系統(tǒng)中，幾個(gè)井（水平管為管溝）只有一個(gè)流動(dòng)通路；并聯(lián)方式是一個(gè)井（管溝）有一個(gè)流動(dòng)通路，數(shù)個(gè)井有數(shù)個(gè)流動(dòng)通路。
地埋管換熱器埋管選擇：
由于地埋管的使用場(chǎng)所特殊、施工較復(fù)雜，所選管材必須符合特定的性能才能保證施工順利進(jìn)行、系統(tǒng)才能正常運(yùn)行，對(duì)管材特殊性要求如下：
1.對(duì)管材質(zhì)量的要求2.選擇地埋管規(guī)格3.選擇地埋管管徑4.確定地埋管管子長(zhǎng)度
地源熱泵選型和設(shè)計(jì)是地源熱泵系統(tǒng)安裝重要一環(huán)，從地源熱泵主機(jī)、風(fēng)機(jī)盤(pán)管、埋管的選擇到整體方案設(shè)計(jì)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都影響著地源熱泵最終使用效果和使用壽命。
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