地源热泵是地下土壤层为冷（热）源对建筑物进行供暖、供热水和空调供应的技术。众所周知，地层之下一年四季均保持一个相对稳定的温度。在夏季，地下的温度要比地面空气温度低，在冬季却比地面空气温度高。地源热泵正是利用大地的这个特点，通过埋藏在地下的换热器，与土壤或岩石交换热量。地源热泵全年运行工况稳定，不需要其它辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热、夏季供冷。所以，地源热泵是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术，它既不会污染地下水，又不会影响地面沉降。在冬天，管道内的液体将地下的热量抽出，然后通过系统导入建筑物内，同时蓄存冷量，以备夏用；在夏天，热量从建筑物内抽出，通过系统排入地下，同时蓄存热量，以备冬用。地源热泵一年四季均能可靠的提供高品质的冷暖空气，为我们营造一个非常舒适的室内环境。

　　随着社会的发展，能源危机、环境问题已经越来越为人们所xx，而地源热泵系统恰恰能够同时解决这两项问题，所以今年来地源热泵空调系统被广泛重视和使用。

　　1．2地源热泵的发展

　　地源热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文献中。20世纪50年代，欧洲和美国开始了研究地源热泵的{dy}次高潮。但在当时能源价格低，因而未得到推广。直到上世纪70年代，石油危机和日益恶化的环境把人们的注意力集中到节能、高效益用能和环境保护上时，使地源热泵的研究进入了又一次高潮。最近20年地源热泵在欧美等工业发达国家取得了迅速的发展，已成为一项成熟的应用技术。在美国地源热泵空调系统占整个空调系统的40%，是美国政府极力推广的节能、环保技术。到目前为止美国已安装了600，000台，而且计划每年安装40万台的目标，能降低温室气体排放一百万吨，相当于减少50万辆汽车的污染排放或种植树一百万英亩，每年节约能源费用4.2亿美元。

　　在我国由于能源价格的特殊性、人们对节能、环保的认识程度等原因以及其它一些因素的影响，地源热泵空调技术应用和发展比较缓慢，人们对之尚不十分了解，推广较困难。然而随着人们生活水平的提高，人均能耗的增长，一次性矿物能源的日益衰竭以及环境的日趋恶化，地源热泵技术已越来越引起人们的重

　　视。据统计，仅在北京2004年施工并投入运行的地源热泵系统的空调工程占全年空调工程总量的2/3以上。可以预见，随着经济的发展，人们节能、环保意识的日益提高，地源热泵作为一种节能、环保的绿色空调设备适应能源可持续发展战略要求，在中国必将有广阔的应用和发展前景。

　　1．3地源热泵工作原理

　　地源热泵系统工作原理如图所示，夏季制冷时，大地作为排热场所，把室内热量以及压缩机耗能加热生活热水，多余的热能通过埋地盘管排入大地中，再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。冬季供热时，大地作为热泵机组的低温热源，通过埋地盘管获取土壤中热量为室内供热及供应热水。两个换热器都即可作冷凝器又可作蒸发器，只因季节不同而功能不同。在地源热泵系统中，由于冬季从大地中取出的热量可在夏季得到补偿，因而可使大地的热量基本维持平衡。

　　1．4政府对地源热泵系统的政策

　　地源热泵作为一项节能、环保的技术，国家给予了大力的支持。目前，政府出台了一份文件，对北京地区使用地源热泵机组的用户，给予50元/M2的补助，另外在去年9月沈阳市也被国家建设部正式确定为全国地源热泵技术推广试点城市。除此以外，国内还有许多城市也有相关的鼓励、优惠政策。

二、选择地源热泵的原因

　　（一）地源热泵机组与其他机组比较的优势

　　1、浅层地热资源属可再生能源

　　地源热泵利用了地球表面浅层地热资源作为冷热源，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、功能

　　集制冷、供暖、生活热水与游泳池加热于一体，可以同时实现制冷、供暖、生活热水、游泳池加热和室内恒温xx等功能，尤其是其开创性的实现了与地冷、地暖的xx结合，真正实现了现代人的舒适与节能的理念，非常适合现代化xx型建筑以及追求高品位人群的需求。

　　3、免费热水

　　可以自带１００Ｌ—９００Ｌ的热水水箱，按照客户的要求可以{zd0}化匹配热水需求。

　　4、稳定

　　按照人体舒适学理论，实现人性化和个性化设计，不管室外天气如何变化，室内温湿度将xx的恒定在设定值。

　　5、节能

　　机组的COP革命性的达到8.2，也就是说只需输入1KW的电能就可以获得8.2KW的能量，位居全球之最。机组比普通空调可节约运行费用60-70%以上，比普通空调系统增加的投资部分基本可在2年内回收。

　　6、环保

　　机组采用{zx1}环保制冷剂R407C，属于{zx1}零污染冷媒.充注量比普通空调少50%，末端系统无任何冷媒，且没有任何燃烧危险，不会对室内和室外环境造成任何污染和安全隐患。

　　7、节约空间，节省建设费用

　　地源热泵机组能同时提供冷、热水，不再需要锅炉机房，1万平方米的建筑可以节约100㎡的机房，按照5000元/㎡计算，直接收益就为50万元。

　　8、投资

　　地源热泵一套系统可以取代常规空调及热水3套系统，相比冷水机组,xxxx效益高,见效快的优势就更加明显。

　　9、节省配电设备投资

　　地源热泵机组电容量比普通中央空调小很多，所以在配电设备初投资上就远比普通中央空调少。

　　10全智能控制及远程控制

　　配有双行液晶显示和键盘，操作方便，自动待机,可四季常开,无需配备人员管理，低维护;可以连接到互联网,当您在办公室或度假的时候可以随时控制室内系统。

　　11、分户计量

　　各独立区域和房间均为独立系统独立控制，真正做到分户计量，物业管理简单，无纠纷。

　　12、使用寿命长

　　机组正常使用寿命不低于25年，地下埋管可达75年，远远高于普通空调机组。

　　（二）地源热泵机组于普通中央空调性能比较

地温中央空调系统与普通中央空调系统

相比具有不可比拟的优点

三．设计方案

　　1、项目名称

　　地源热泵中央空调/地暖系统及生活热水工程。

　　2、工程概况

　　该工程建筑面积约531.76㎡，空调面积342㎡,总冷负荷约36.6KW，考虑70%的同时使用系数，冷负荷约为25.6KW，地暖面积376.44㎡，热负荷约32KW。要求对其进行中央空调/地暖系统设计，夏季制冷、冬季供暖及生活热水。

　　3、设计参数

表1室外空气计算参数表

表2室内空气设计参数表

　　4、设计内容

　　采用1台SI20TR地源热泵主机空调/地暖冷热水及生活热水系统；

　　地下埋管方案：

　　1．采用垂直埋管方式；

　　2．垂直埋管总长度约1200米；

　　3．埋深100米；

　　4．孔径200mm；

　　5．打孔数3个；

　　6.空间距不小于4米；

　　7．打孔面积不小于48平方米。

　　具体施工方案根据现场施工环境定。

四．全套进口地源热泵机组性能参数

　　说明:

　　1.集制冷、供暖、提供生活热水、游泳池加热、地暖地冷和食品冷藏与加热等功能于一体;80%的能量免费来自于土壤。

　　2．全程监视、控制、调节系统各部件的运行，液晶显示，自动诊断，可编程管理，可以实现远程控制。

五．运行投资经济比较

      　地源热泵机组与大金VRV空调+锅炉系统的经济比较。

　　运行条件设定：

　　1、工程建筑面积约531.76平方米，总冷负荷约36.6KW,考虑70%的同时使用系数,冷负荷约为25.6KW，热负荷约32KW。

　　2、评价基准条件为：空调每天24小时运行；

　　3、每年180天空调制冷周期，120天采暖周期，其余65天为过渡季节周期。

　　4、空调和采暖周期中，25％负荷段占空调时间的10.1%,50%负荷段占空调时间的46.1%，75％负荷段占空调时间的41.5%，100％负荷段占空调时间的2.3%。

　　5、电价日间0.61元/度，夜间0.30元/度。

　　地源热泵系统

      地源热泵集中包括了空调冷、热水及生活热水多项功能以及相应的控制功能，因此除地源热泵和配套的水泵、水箱外不再需要其它设备。选择1台SI20TR的地源热泵，总电功率4.8KW。

　　夏季制冷：

　　【主机功率*开机时间*开机天数*用电系数】

　　（4.8）x24x180x（0.25x0.101+0.5x0.461+0.75x0.415+0.023）=12234度电（其中包括55°C热水）

　　按照电价日间0.61元/度，夜间0.3元/度计算，总费用0.6117万元。

　　热水的热量全部可以采用空调余热，不再需要其它的电力。

　　冬季采暖：

　　【主机功率*开机时间*开机天数*用电系数】

　　（4.8）x24x120x（0.25x0.101+0.5x0.461+0.75x0.415+0.023）=8156度电（其中包括55°C热水）

　　按照电价日间0.61元/度，夜间0.3元/度计算，总费用0.4078万元。

　　年总费用：0.6117万元+0.4078万元=1.0195万元

　　（可全年免费提供生活热水）

　　大金VRV空调+锅炉系统:

　　选择1台33.5KW的VRV空调系统，耗电量为8.9KW；

　　夏季制冷：

　　【主机功率*开机时间*开机天数*用电系数】

　　8.9x24x180x（0.25x0.101+0.5x0.461+0.75x0.415+0.023）=22684度电

　　按照电价日间0.61元/度，夜间0.3元/度计算，总费用约1.134万元

　　不含生活热水

　　冬季采暖+生活热水：

　　【主机功率*开机时间*开机天数*用电系数】

　　8.9x24x120x（0.25x0.101+0.5x0.461+0.75x0.415+0.023）=15122度电（不包括生活热水）

　　按照电价日间0.61元/度，夜间0.3元/度计算，总费用0.756万元。

　　生活热水锅炉耗气量

　　【煤气消耗量*开机时间*开机天数】

　　3x24x120=8640立方米

　　按照1.05元/立方米计，总费用0.91万元

　　年总费用：1.134万元＋0.756万元+0.91万元＝2.8万元

　　（4）、总投资对比表：

　　其中如果减去地源热泵系统在配电设备上的节约成本，投资会更小，回收也更快。