地源熱泵系統是隨著(zhu)全(quan)球性的(de)能源危機和環境問(wen)題的(de)出現而(er)逐漸興起的(de)一門熱泵技術。
地源熱泵是一種通過輸入少量的高位能(如電),實現從淺層地能(土壤熱能,地下水中的低位熱能或地表水中的低位熱能)向高位熱能轉移的地源熱泵空調系統(tong)(tong),它(ta)是一個(ge)廣義的術語,包(bao)括了使用土(tu)(tu)壤(rang)(rang),地(di)下水(shui)和(he)地(di)表水(shui)作為(wei)低(di)位熱(re)源(yuan)(yuan)(yuan)(或熱(re)匯)的地(di)源(yuan)(yuan)(yuan)熱(re)泵空調(diao)系統(tong)(tong),即以土(tu)(tu)壤(rang)(rang)為(wei)熱(re)源(yuan)(yuan)(yuan)和(he)熱(re)匯的熱(re)泵系統(tong)(tong)統(tong)(tong)稱之為(wei)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)耦合熱(re)泵系統(tong)(tong),也稱地(di)下埋管換(huan)能器的地(di)源(yuan)(yuan)(yuan)熱(re)泵系統(tong)(tong)。
以地(di)(di)(di)下水(shui)為熱(re)(re)源(yuan)(yuan)和熱(re)(re)匯的熱(re)(re)泵(beng)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)統(tong)(tong)稱(cheng)之(zhi)為地(di)(di)(di)下水(shui)熱(re)(re)泵(beng)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),以地(di)(di)(di)表水(shui)為熱(re)(re)源(yuan)(yuan)和熱(re)(re)匯的熱(re)(re)泵(beng)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)稱(cheng)之(zhi)為地(di)(di)(di)表水(shui)熱(re)(re)泵(beng)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。國(guo)內外有(you)關地(di)(di)(di)源(yuan)(yuan)熱(re)(re)泵(beng)還(huan)有(you)一(yi)(yi)系(xi)(xi)(xi)(xi)列(lie)其他術語(yu),如(ru):地(di)(di)(di)熱(re)(re)熱(re)(re)泵(beng),地(di)(di)(di)能(neng)熱(re)(re)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),地(di)(di)(di)源(yuan)(yuan)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),地(di)(di)(di)能(neng)中(zhong)央空(kong)調(diao)(diao)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),地(di)(di)(di)溫(wen)中(zhong)央空(kong)調(diao)(diao)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),地(di)(di)(di)溫(wen)熱(re)(re)泵(beng)冷熱(re)(re)空(kong)調(diao)(diao)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),中(zhong)央液態(tai)冷熱(re)(re)源(yuan)(yuan)等,如(ru)此等等,很不統(tong)(tong)一(yi)(yi),也很不規范(fan)。1997年以后,由ASHRAE統(tong)(tong)一(yi)(yi)為標準術語(yu)——地(di)(di)(di)源(yuan)(yuan)熱(re)(re)泵(beng)。
對此,我們應該注意(yi)到(dao):雖然將地表水(shui)源(yuan)(yuan)熱(re)(re)(re)(re)泵,地下(xia)水(shui)源(yuan)(yuan)熱(re)(re)(re)(re)泵,土壤耦合熱(re)(re)(re)(re)泵統一(yi)稱(cheng)為(wei)地源(yuan)(yuan)熱(re)(re)(re)(re)泵,但是地表水(shui),地下(xia)水(shui)和土壤全年溫度(du)范(fan)(fan)圍(wei)有較大的差異(yi)。因此,設計中,選用的液(ye)(ye)體(ti)進入(ru)溫度(du)亦不相(xiang)同(tong)。如在美國,地下(xia)水(shui)熱(re)(re)(re)(re)泵液(ye)(ye)體(ti)進入(ru)溫度(du)選擇范(fan)(fan)圍(wei):供熱(re)(re)(re)(re)時,北方(fang)(fang)是4.4攝氏(shi)度(du),南方(fang)(fang)是10攝氏(shi)度(du),供冷時,南方(fang)(fang)最高位29.4攝氏(shi)度(du)。
地(di)表水(shui)熱(re)(re)(re)(re)源(yuan)液體進(jin)入溫度(du)選擇范圍:供熱(re)(re)(re)(re)時,北(bei)方(fang)是(shi)(shi)(shi)-1.1攝氏度(du),南方(fang)是(shi)(shi)(shi)16.7攝氏度(du),供冷時,北(bei)方(fang)是(shi)(shi)(shi)32攝氏度(du),南方(fang)是(shi)(shi)(shi)40.6攝氏度(du)。正是(shi)(shi)(shi)由于三(san)種(zhong)熱(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng)的液體進(jin)入溫度(du)的不同,將會對地(di)源(yuan)水(shui)/水(shui)熱(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng)或水(shui)/空氣(qi)(qi)熱(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng)的性能(neng)產生不同的影(ying)響(xiang)。因(yin)此,不能(neng)把三(san)種(zhong)地(di)源(yuan)熱(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng)混為一談(tan),而應區(qu)別對待,甚至不同地(di)源(yuan)熱(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng)所采用的水(shui)/水(shui)熱(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng)或水(shui)/空氣(qi)(qi)熱(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng)應具有各自的特點(dian)。
本文(wen)所(suo)提及的地源(yuan)熱泵(beng)系統概念,參照國家(jia)標準《地源(yuan)熱泵(beng)系統工程技(ji)術規范》GB50366-2005和國外標準的內(nei)容,對此進行說明(ming)。
國家標準
《地源熱泵系統工程技術規范》GB50366-2005 第2.0.1條,對地源熱泵系統的定義是:以巖土體,地下水或地表水為低溫熱泵,由水源熱泵機組,地熱能交換系統,建筑物內系統組成的供熱空調系統(tong)(tong)。根據地(di)熱能(neng)交換(huan)系統(tong)(tong)形(xing)式(shi)的不同,地(di)源(yuan)(yuan)熱泵系統(tong)(tong)分為(wei)地(di)埋管地(di)源(yuan)(yuan)熱泵系統(tong)(tong),地(di)下水(shui)地(di)源(yuan)(yuan)熱泵系統(tong)(tong)和地(di)表(biao)水(shui)地(di)源(yuan)(yuan)熱泵系統(tong)(tong)。
水(shui)源熱泵機(ji)組按使(shi)用側(ce)換(huan)熱設備的形式分為:
1,冷熱(re)風型的(de)水源熱(re)泵機(ji)組:使(shi)用側換(huan)熱(re)設(she)(she)備為帶送風設(she)(she)備的(de)室內空(kong)氣調節盤(pan)管(guan)的(de)機(ji)組。
2,冷(leng)(leng)熱(re)水型水源熱(re)泵機(ji)組(zu):使用(yong)側(ce)換熱(re)設備為制冷(leng)(leng)劑(ji)——水換熱(re)器的機(ji)組(zu)。
水源熱泵(beng)機組按冷熱源類型(xing)可(ke)分為:
1,水環式水源熱泵機組:使用在公用管路循環流(liu)動的水為(wei)冷熱源的機組。
2,地(di)下水(shui)(shui)(shui)式水(shui)(shui)(shui)源(yuan)熱(re)(re)泵(beng)機組(zu):使用井水(shui)(shui)(shui),湖泊或(huo)河(he)流中抽取的(de)水(shui)(shui)(shui)位冷(leng)熱(re)(re)源(yuan)的(de)機組(zu)。
3,地下環路式水源(yuan)(yuan)熱泵(beng)機組(zu):使用(yong)地下盤管中循(xun)環流動的水位冷(leng)熱源(yuan)(yuan)的機組(zu)。
ASHRAE定(ding)義
在2003年出版的《ASHRAE Handbook Application》的第32章中,對地源熱泵做出(chu)了如(ru)下(xia)(xia)定義:地源熱(re)(re)泵是一種使用土壤,地下(xia)(xia)水(shui),地表(biao)水(shui)作為(wei)熱(re)(re)源和熱(re)(re)匯的熱(re)(re)泵系統。它可分為(wei)三大類:
1,土壤源耦合式熱泵系統(tong),也可(ke)稱(cheng)閉環地源熱泵。
2,地下水熱泵系統(tong)。
3,地表(biao)水熱泵系統。
在概念上,地源熱泵是一種系統,它是與水環熱泵系統并列的,但在有些文章中,往往省略掉“系統”二字(zi)。