地源热泵原理（地源热泵原理动画）

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地源热泵的工作原理是什么？

地源热泵系统在常温下从土壤或地表水(地下水)中提取热量，夏季将建筑物的热量储存在地下，从而解决冬夏供暖和空调节冷热源的问题。

夏季将室内热量从机组转移到地下，给室内降温，同时将热量储存起来供冬季使用。在冬季，土壤中的热量通过热泵传递到室内，热泵提供室内供暖，并储存冷能供夏季使用。地球的土壤提供了很好的自由能量储存来源，从而实现了能量的季节性转换。

地源热泵冬季工作原理

冬季，热泵中的制冷剂向前流动，压缩机排出的高温高压的R22气体进入冷凝器向集水器中的水放热，变成高温高压的液体，再经热力膨胀阀节流降压，变成低温低压的液体，进入蒸发器， 从地下循环液体中吸收低温热量，变成低温低压的饱和蒸汽，然后进入压缩机的吸气端，高温高压气体被压缩机压缩排出，完成一个循环。 这样，地下的低温热能被“输送”到集水器，从而源源不断地为用户提供45℃ -50℃的热水。

夏季地源热泵的工作原理

在夏季，热泵中的制冷剂反向流动，与用户进行热交换的冷凝器成为蒸发器，从集水器中的低温水(7 -12℃)提取热能，与地下循环液进行热交换的蒸发器成为冷凝器，将热量排入地下循环液，再将循环液中的热量排到地下低温区，以往复方式为用户提供7 -12℃的冷水。

地源热泵的工作原理是利用自然界中大量可重复利用的能量，轻松实现热能的100%利用，可以持续节能降耗，而且环保健康。地源热泵是一个高科技项目，不仅空间有限，而且安装成本高，这是地源热泵没有得到大范围推广的重要原因。在国内领域，一般只有别墅用户选择地源热泵。从舒适100地源热泵项目来看，有资质的别墅用户都相当看好地源热泵。地源热泵更多的是一种长期投资。虽然初期成本高，但是随着时间的推移，它的优势会显现出来。

什么是地源热泵？

基本概念和原则

地源热泵是水源热泵的一种形式，利用水与地热能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换作为水源热泵的冷热源，冬季从地热能中“取”热用于室内供暖，此时地热能为“热源”；夏天，室内的热量被带出去，释放到地下水、土壤或地表水。这时候地热能就是“冷源”了。地源热泵供暖空调节系统主要分为室外地能换热系统、水源热泵机组和室内供暖空调节末端系统三部分。其中水源热泵主要有两种形式:水-水型或水-空气型。三个系统之间的热量传递依靠水或空气体换热介质，水源热泵与地热能之间的换热介质为水，建筑供暖空调节末端的换热介质可以是水或空气体。

1.制冷条件

在制冷状态下，地源热泵机组中的压缩机对制冷剂做功，使其进行汽液转换的循环。室内空气体循环携带的热量通过制冷剂空气体换热器中制冷剂的蒸发被吸收到制冷剂中，同时通过制冷剂/水换热器中制冷剂的冷凝被水循环吸收，最终通过水循环传递到土壤中。在室内热量向地下传递的过程中，房间被制冷剂-空气体换热器以13-7℃冷空气体的形式冷却。

2.加热条件

在制热状态下，地源热泵机组中的压缩机对制冷剂做功，通过切换水路来切换水流方向。地下水或土壤的热量通过地下水路循环吸收，水路循环的热量通过制冷剂/水换热器中制冷剂的蒸发吸收为制冷剂。制冷剂循环的同时，制冷剂携带的热量被空气体循环吸收。在地下热量不断传递到室内的过程中，以35-50℃热水的形式提供室内供暖。

3.应用

地源热泵(GSHP)是一种热泵空调节系统，以地表能量(包括土壤、地下水和地表水)为热源，通过输入少量的高品位能量(如电能)实现低品位热能向高品位热能的转换。与传统空混合供热系统相比，具有可再生利用、运行费用低、占地面积小、节水环保等特点。

众所周知，南方夏季冷负荷大于热负荷/北方夏季冷负荷小于热负荷。

如果采用浅层地源热泵系统。

换句话说，全年传递给土壤的热量大于寒冷/全年传递给土壤的热量小于寒冷。

几年后会导致地面温度升高/降低吗？

，系统无法在该地区使用或使用效果下降，即地热能不均匀的问题。显然，不平衡是存在的，但是没有足够的数据和模型来证明这种不平衡。埋地管道的平衡一直是个难题。目前还没有看到系统因为不平衡而无法运行的情况。为了在理论上更有说服力，我们需要一份详细的建筑物年动荷载和使用荷载率的清单。目前地质资源领域对这个问题尚无定论，仁者见仁，智者见智。

对于冬季冷夏热区，制冷负荷大于制热负荷，且考虑到压缩机的功率，制冷时输出的热量大于制热时吸收的热量。因此，在做浅层地源热泵之前，首先要进行热平衡计算。

。夏季向地面释放热量，冬季从地源取热，两者在某些地区一般是平衡的(夏季冷负荷和冬季热负荷可以相等)。不平衡是一种动态变化。

随着地温的升高或降低，该地块的吸热或放热能力也会发生变化。最后，它将趋向于一种失败的平衡。

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一般地源热泵可以从以下几个角度来分析。

首先计算了夏季和冬季的散热量(冷负荷)和吸热量(热负荷)。如果大体平衡，就不需要采取其他措施。

1.如果夏天散热大于冬天吸热，那么就要减少散热。热回收可用于回收部分冷凝热。如果还是不能平衡，就加冷却塔，直到两者平衡。

2.相反，如果冬季吸热量大于夏季，则可以减少冬季吸热量，由锅炉分担一部分负荷，达到平衡两者的目的。目前大家都在用夏季辅助放热，冬季辅助集热的方法来平衡，但没有确切的方法和方案。

3.首先对建筑建模(建模可选择SKetchUp、legacyOpenStudio、DesignBuilder)，计算年累计负荷。获得了土壤的吸热和放热负荷。然后用EnergyPlus软件J模拟负载，看看在最合理的管数下是否平衡。

目前解决的技术措施

有三种主要类型:

1.对于需要生活热水的项目，采用热回收技术(可利用全热、余热)，将部分热量转化为热水，即分担部分埋管负担，利用免费热水，一举两得。还可以缓解夏季散热大于冬季吸热的问题；缓解程度与热量回收量有关；

2.地下管道系统按冬季供热负荷设计；如果不均衡，排热过多，只能通过增加单台冷却机组和夏季不需要生活热水的项目，将冷却塔增加到几个部分。实现制冷量的补充。目前工程中使用辅助冷热源的项目，大多是由于埋管面积不足或为了节省初投资。

3.地下管道系统是按夏季制冷量设计的，冬季吸热过多。通过增加辅助散热措施，比如在东北寒冷地区，制热时间比制冷时间长，冬季吸热大于夏季，可以使用辅助热源，比如锅炉。改善地下供暖来平衡它。而北方集中供暖较多，很少使用辅助热源进行热平衡。

三种措施从技术层面严格考虑，但从初期投资角度来看，第三种方案并不合适；可以说，如何在经济性和稳定性之间找到最佳平衡点，还是值得进一步探讨和研究的。

地源热泵的工作原理

地源热泵系统包括三种不同的系统:以土壤为冷热源的地源热泵；以地下水为冷热源的地下水热泵系统；利用地表水作为冷热源的地表水热泵系统。地源热泵工作原理:它是水源热泵的一种形式，利用水与地热能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换作为水源热泵的冷热源，在冬季将地热能中的热量“取出”用于室内供暖，此时地热能为“热源”；夏天，室内的热量被带出去，释放到地下水、土壤或地表水。这时候地热能就是“冷源”了。

地源热泵类似于什么？

地源热泵类似空调节。

地源热泵(GSHP)是一种陆地浅层能源，通过输入少量的高品位能源(如电能)，将低品位热能转化为高品位热能。通常地源热泵消耗1千瓦时的能量，用户可以获得4.4千瓦时以上的热量或冷量。

地源热泵供暖，具体工作流程是机器中的压缩机先做功并将热量传递给室外地热换热系统，然后通过空空气体循环不断传递热量，提供室内供暖。冷却时，改变具体的转弯和传输路线，以冷空气的形式提供冷却。所以地源热泵制热制冷的原理差别很大，具体的工作仪器也不尽相同。

地热资源原理

热泵系统包括三种不同的系统:以土壤为冷热源的地源热泵；以地下水为冷热源的地下水热泵系统；利用地表水作为冷热源的地表水热泵系统。地源热泵工作原理:它是水源热泵的一种形式，利用水与地热能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换作为水源热泵的冷热源，在冬季将地热能中的热量“取出”用于室内供暖，此时地热能为“热源”；夏天，室内的热量被带出去，释放到地下水、土壤或地表水。这时候地热能就是“冷源”了。

为什么地源热泵制冷在夏天特别热？

首先，制冷剂之所以能制冷，是因为它能完成热力循环，在低温下吸收被冷却物质的热量，然后将热量传递给温度相对较高的冷却水或空气体。地源热泵的制冷原理就是基于制冷剂制冷的这一特性。传统空调制制冷一般将室内空气体的热量转移到室外，无疑会增加。地源热泵利用土壤良好的吸热能力，地源热泵中的制冷剂将室内空气体的吸热转移到地下水或地下土壤中，避免热量直接散失到大气中，减少温室气体的排放。

传统空空调节系统在制冷时也需要使用制冷剂，但它直接向外界放热，而地源热泵在制冷时向土壤放热。土壤具有良好的吸热能力，夏季储存的热量可以在冬季通过地源热泵释放出来，达到二次利用的效果。正是这种工作原理，使得地源热泵在制冷制热、节能减排、满足大众需求方面具有良好的优势。

此外，地源热泵空调制制冷更稳定。这是由地源热泵空调制的换热原理决定的。常规中央空调节时，主机与室外空燃气进行热交换，其效率受室外环境温度影响较大。温度越高，散热越困难，主机效率越低。地源热泵空系统通过地下土壤散热。地下土壤的温度常年相对稳定，波动幅度远小于空气体。夏季极端天气下主机可以正常工作，所以地源热泵空系统最稳定，不用担心它的制冷效果。

Landsat地源热泵恒温系统的工作原理

恒温通过地源热泵和吊顶辐射系统实现。利用地热能挖一口100米左右的深井，通过与脱氧的工业软水进行热交换，使整个建筑保持恒温。

此外，在建筑中使用更厚的外保温层和填充惰性气体的双层low-E玻璃，以减少热量损失。因此，它是一项非常节能环保的技术。

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