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簡介

地球表面的淺層地下水溫度常年保持基本恒定，不受外部環(huán)境干擾。這個溫度夏季低于環(huán)境溫度，冬季高于環(huán)境溫度，非常適于水源熱泵從其中提取冷量或熱量供人們使用。尤其是，這部分地下水溫度被提取后再回灌入地下，能夠很快從地層環(huán)境中重新恢復溫度，將地層中取之不竭的低位能量不斷輸出。

水井取能的方式就是將淺層地下水用潛水泵自出水井中抽出，通過管道輸送到主機站，經(jīng)過水源熱泵換熱器進行取能，滿足主機正常運轉(zhuǎn)，然后再經(jīng)過管道輸送到回水井，回灌到地下。

水源熱泵項目的前期要了解建筑物周邊是否有空余場地可以用來打井；了解當?shù)卣欠裨试S開鑿水源熱泵水井，有哪些規(guī)定和辦理程序；通過*門和地質(zhì)勘探部門了解地下水狀況、水井工藝要求、打井成本、水質(zhì)、水量、水溫等詳細資料。

空調(diào)水井一般采用鉆機施工，根據(jù)地層結(jié)構不同選擇采用回旋鉆或沖擊鉆。水井開孔直徑一般為600毫米左右；井管常采用鋼管、球墨鑄鐵管、高壓水泥管等，直徑一般在300毫米左右；井管和泥孔壁之間用濾料填實，濾料一般采用直徑2毫米至20毫米不等的優(yōu)質(zhì)石英砂等材料，上部用粘土球填實（基巖地質(zhì)結(jié)構一般只需下骨架管，無需下井管）。井口制作閥門井池，安裝閥門、管道等設施，井池上方地面上安裝一個鑄鐵井蓋，不影響地面景觀與用途。

地源熱泵系統(tǒng)的分類

1.埋管式地源熱泵系統(tǒng)也稱地下耦合熱泵系統(tǒng)或土壤熱交換器地源熱泵，包括一個土壤耦合地熱交換器。它或是水平安裝在地溝中，或是以U形管狀垂直安裝在豎井之中。通過中間介質(zhì)（通常為水或者是加入防凍劑的水）作為熱載體，使中間介質(zhì)在土壤耦合地熱交換器的封閉環(huán)路中循環(huán)流動，從而實現(xiàn)與大地土壤進行熱交換的目的。

1）水平埋管地源熱泵系統(tǒng)。

比較簡單的方式是當室內(nèi)負荷比較小，土壤換熱器長度比較短，可以把與單回路管子隨開挖土方施工直接埋入地下。

安裝水源熱泵一體機的注意事項

水源熱泵一體機是將主要設備建于地下，利用地表和地下水的能量給室內(nèi)供暖或降溫的系統(tǒng)工程。有效的節(jié)約能源、保護環(huán)境，為了確保它的使用效果，在使用時一定要注意一些問題。

1、外鉆井后要盡早施工，有利于回填后土方自然沉降。

2、室內(nèi)空調(diào)安裝在房屋土建部分全部結(jié)束，場地清掃干凈后即可進場安裝。盡可能讓其他工種清場，避免互相干擾和施工環(huán)境污染，有利于保證室內(nèi)安裝工程質(zhì)量。

3、銅管必須采用光亮退火處理，以保證銅管內(nèi)無雜質(zhì)。

4、每一型號的水源熱泵一體機的冷媒管的直徑必須按產(chǎn)品隨機說明書里所要求的管徑，銅管的壁厚必須達到相關要求。

5、連接管應盡量從盤管上直接截取長管，以減少焊點，降低系統(tǒng)泄露的可能性。落料時注意切口平整、不得有毛刺、凹凸等缺陷，擴口翻邊應保持同心，不得有開裂及褶皺，并應有良好的密封面。

安裝的正確性以及準確性，對于水源熱泵一體機的后期使用效果有重要作用，因此一定要找專業(yè)的安裝人員進行施工。　水源熱泵一體機的節(jié)能優(yōu)點主要體現(xiàn)在系統(tǒng)通過輸入少量的電能實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移，地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，機組消耗1kW的能量，獲得4～5kW以上的冷/熱量，同時，能量來源于地下能源，所以系統(tǒng)不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣。

通過水源熱泵一體機在地下產(chǎn)生的熱能，可以處理廢水、廢料從而發(fā)動起熱能量，不僅解決了地下廢水處理問題，還可以提供熱源，既保護了地下水資源又降低了能耗，對生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展帶來了很大影響。

當室內(nèi)負荷比較大，土壤換熱器長度比較長，就需要考慮換熱器的布置問題，常有的布置方式有以下兩種。

（a）串聯(lián)式水平埋管垂直埋管地源熱泵系統(tǒng)

（a）比較簡單的方式是，當室內(nèi)負荷比較小，土壤換熱器長度比較短，換熱器井數(shù)比較少，可以直接接入機房。

（b）當室內(nèi)負荷比較大，土壤換熱器長度比較長，就需要考慮換熱器井群的布置問題，一般是若干口井匯集到集水器中，然后統(tǒng)一由干管接入機房。

（c）垂直埋管地源熱泵系統(tǒng)有一種特殊形式叫：樁基換熱器（或叫做能量樁），即在樁基里布設在換熱管道

（d）地熱智能橋，類似樁基換熱器，由橋板中埋管的地源熱泵自動融雪的橋被稱為地熱智能橋。雪落到橋面后，這些盤管利用地熱將雪融化。地源熱泵的靠輸入的當?shù)貧庀髤?shù)來控制。

螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)

（a）長軸水平布置的螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)

（b）長軸豎直布置的螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)（盤旋布置埋管地源熱泵系統(tǒng)）

（c）埋管地源熱泵系統(tǒng)有一種特殊布置形式叫：溝渠集水器式螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)，也有學者把它歸到多層水平埋管地源熱泵系統(tǒng)。

地下水熱泵系統(tǒng)

也就是通常所說的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。通過建造抽水井群將地下水抽出，通過二次換熱或直接送至水源熱泵機組，經(jīng)提取熱量或釋放熱量后，由回灌井群灌回地下。

無論是深井水，還是地下熱水都是熱泵的良好的低位熱源。地下水位于較深的地方，由于地層的隔熱作用，其溫度隨季節(jié)氣溫的波動很小，特別是深井水的水溫常年基本不變，對熱泵的運行十分有利。深井水的水溫一般月比當?shù)貧鉁馗?—2℃。

通常系統(tǒng)包括帶潛水泵的取水井和回灌井。板式熱交換器采取小溫差換熱的方式運行。

單井換熱熱井，也就是單管型垂直埋管地源熱泵，在國外常稱為“熱井”。在這種方式下，在地下水位以上用鋼套作為護套，直徑和孔徑一直；在地下水位以下為自然孔洞，不加任何固井設施。熱泵機組出水直接在孔洞上部進入，其中一部分在地下水位以下進入周邊巖土換熱，其余部分在邊壁處與巖土換熱。換熱后的流體在孔洞底部過埋至底部的回水管被抽取作為熱泵機組供水。這一方式主要應用于巖石地層，典型孔徑為150mm，孔深450m。

地表水熱泵系統(tǒng)

由潛在水面以下的、多重并聯(lián)的塑料管組成的地下水熱交換器取代了土壤熱交換器，它們被連接到建筑物中，并且在北方地區(qū)需要進行防凍處理。利用包括江水、河水、湖水、水庫水以及海水作為熱泵冷熱源。

直接膨脹式

它不象上述系統(tǒng)那樣采用中間介質(zhì)水來傳遞熱量，而是直接將熱泵的蒸發(fā)器直接埋入地下進行換熱，即制冷劑直接進入地下回路進行換熱，由于取消了板式或者套管式式換熱器，換熱效率有所提高，但是由于制冷劑使用量比較大，整體經(jīng)濟性和安全性不高。

地源熱泵應用方式

地源熱泵的應用方式從應用的建筑物對象可分為家用和商用兩大類。

1.家用系統(tǒng)

用戶使用自己的熱泵、地源和水路或風管輸送系統(tǒng)進行冷熱供應，多用于小型住宅，別墅等戶式空調(diào)。

從輸送冷熱量方式可分為集中系統(tǒng)、分散系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。

1）集中系統(tǒng)

熱泵布置在機房內(nèi)，冷熱量集中通過風道或水路分配系統(tǒng)送到各房間

2）分散系統(tǒng)

地源熱泵別墅安裝價格核算用*水泵，采用水環(huán)路方式將水送到各用戶作為冷熱源，用戶單獨使用自己的熱泵機組調(diào)節(jié)空氣。一般用于辦公樓、學校、商用建筑等，此系統(tǒng)可將用戶使用的冷熱量*反映在用電上。便于計量，適用于目前的獨立熱計量要求。將地源和冷卻塔或加熱鍋爐聯(lián)合使用作為冷熱源的系統(tǒng)，混合系統(tǒng)與分散系統(tǒng)非常類似，只是冷熱源系統(tǒng)增加了冷卻塔或鍋爐。

南方地區(qū)，冷負荷大，熱負荷低，夏季適合聯(lián)合使用地源和冷卻塔，冬季只使用地源。北方地區(qū)，熱負荷大，冷負荷低，冬季適合聯(lián)合使用地源和鍋爐，夏季只使用地源。這樣可減少地源的容量和尺寸，節(jié)省投資。

分散系統(tǒng)或混合系統(tǒng)實質(zhì)上是一種水環(huán)路熱泵空調(diào)系統(tǒng)形式。

水環(huán)路熱泵空調(diào)系統(tǒng)

地源熱泵別墅安裝價格核算它由許多臺水源熱泵空調(diào)機組成。這些機組由一個閉式的循環(huán)水管路連在一起，該水管路既作空調(diào)工況下的冷源，又作供暖工況下熱泵熱源。水環(huán)路的冷熱源可以是地源，或鍋爐、冷卻塔聯(lián)合方式。

夏季運行：全部或大多數(shù)機組為供冷，熱量由水環(huán)路排至室外的冷源，如地源或冷卻塔。

春季/秋季運行：對有內(nèi)區(qū)與周邊區(qū)的建筑物，會出現(xiàn)內(nèi)區(qū)需要供冷而周邊區(qū)需要供熱，內(nèi)區(qū)的熱量就可被周邊區(qū)所利用，即內(nèi)區(qū)空調(diào)的排熱與周邊區(qū)熱泵供熱所需熱量接近平衡時，室外的冷熱源可以停運。這種制冷供熱同時進行，能量在建筑物內(nèi)部轉(zhuǎn)移，運行費用zui少，節(jié)能效果明顯。

地源熱泵機組供冷、供暖運行原理

。夏季：冷凝器一側(cè)：（如前地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)運行原理所講）將從深井取出的低溫水，或者是與深井低溫水（土壤中的含水層）換熱后的冷水直接通過水泵送入冷凝器，如下圖從進水口1進入，低溫水在冷凝器中與高溫高壓的氟里昂進行熱交換，把氟里昂的熱量帶走，降低氟里昂的溫度。得到熱量后溫度升高的水源從冷凝器出水口1出來回灌至地下（或者再次與地下水換熱，得到低溫冷水）。完成一次冷卻過程/循環(huán)。

蒸發(fā)器一側(cè)：用戶端循環(huán)水進入蒸發(fā)器，如圖從進水口2進入，蒸發(fā)器中氟里昂蒸發(fā)吸熱，帶走水中的熱量，使循環(huán)水溫度降低（按國家標準一般降至7℃），冷凍水經(jīng)過水泵做功送至用戶端，達到制冷的效果。

冬季：冷凝器一側(cè)：通過外管路切換，用戶端循環(huán)水進入冷凝器，如圖從進水口1進入，低溫水（約40℃左右）在冷凝器中與高溫高壓的氟里昂進行熱交換，把氟里昂的熱量帶走，降低氟里昂的溫度。得到熱量后用戶端管路水溫度升高，熱水（一般在40-60℃之間）再經(jīng)過水泵做功送至用戶端，給建筑物供暖。

蒸發(fā)器一側(cè)：將從深井取出的低溫水，或者是與深井低溫水換熱后的冷水直接通過水泵送入蒸發(fā)器，如圖從進水口2進入，蒸發(fā)器中氟里昂蒸發(fā)吸熱，帶走水中的熱量，使井水溫度降低（一般可以降至7℃），然后從出水口2出來回灌至地下（或者再次與地下水換熱，得到較高溫度的水源）。完成一次取熱過程/循環(huán)。