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1地源熱泵系統的定義及工作原理

地源熱泵系統的工作原理地源熱泵是一種以大地或水為冷熱源對建筑物進行冬季采暖、夏季供冷的空調技術。在冬季，將土壤中的熱量提取出來送入室內，提升室內溫度，達到取暖效果。在夏天，將室內的熱量轉移到土壤中，使室內得到涼爽的空氣。如此周而復始，以最小地代價獲取了最舒適的生活環境[1]。地源熱泵系統流程見圖3。地源熱泵只是在大地和室內之間“轉移”能量，而不是產生能量。因此，地源熱泵系統只需利用極小的電力便可維持室內所需要的溫度。

2地源熱泵系統特點及優勢

2.1地源熱泵系統的特點地源熱泵技術屬可再生能源利用技術。地源熱泵系統采集的能量為蘊藏于土壤中的可循環再生的低溫熱資源(太陽能)，不需要燃燒礦物，無毒無害，節能環保[2]。地源熱泵利用地表淺層土壤中地熱資源作為冷熱源，進行能量轉換。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能量，比人類每年利用能量的500倍還多。數字印刷產業基地項目采用埋設于深層土壤的垂直埋管系統做為換熱器，為整個地源熱泵系統提供冷熱量的來源，再利用埋于地表的水平連管輸出冷熱量，達到轉移室內與大地間“能量”的目的。數字印刷產業基地項目建成后將作為青島日報社生產廠房使用，項目位于青島市高新區沿海，地下水源豐富。采用地源熱泵技術利用地下15℃左右的恒溫水作為熱交換對象，只需利用極小的電力便可維持室內所需要的溫度。而普通空調是以室外空氣作為熱交換對象，需面對夏季高溫和冬天嚴寒的不利環境，其能耗相比地源熱泵系統要多很多[3]。因此，采用地源熱泵空調技術可以大大降低青島日報社生產所需的能源消耗，節約成本。

2.2地源熱泵系統的優勢1)地源熱泵系統采集的能量為蘊藏于土壤中的可循環再生的低溫熱資源(太陽能)，不需要燃燒礦物，無毒無害，節能環保。2)地源熱泵系統的高COP指數是其他空調系統的數倍，效率最高。3)地源熱泵系統設計簡單、安裝快速，各部件分布在地下和室內，不易被破壞，維護少，壽命長。4)地源熱泵的換熱器埋于地下，不占用土地資源。5)地源熱泵系統施工簡易，由于其利用淺層地熱能源，鉆孔深度相比地熱井來說要淺得多，更經濟、更簡易。6)地源熱泵采集的是廣泛分布于地表淺層的地熱資源，相比地熱井來說資源獲取更加便利。為更直觀地體現地源熱泵系統與其他制冷采暖模式的區別，筆者概括后進行了較為細致的列表總結，見表1。從表1對比可以看出，地源熱泵系統在以上幾種形式中，相對來說造價偏高，但在運行費用、環保效益、可持續利用等方面均大大超出其他形式。數字印刷產業基地項目采用地源熱泵空調系統雖然一次性投入較大，但從長遠角度來看，其環保高效、可持續利用、維護少、壽命長、運行費用低等優勢可以大大提高業主的使用滿意度，減少后期的費用投入。

3地源熱泵與采暖鍋爐、VRV中央空調的耗能對比

以地源熱泵分別與采暖鍋爐和VRV中央空調比較為例，進行耗能對比分析。方案1：采用中央空調與采暖鍋爐相結合的方式(大金中央空調VRVIII系統+費斯曼100kw鍋爐)；方案2：采用地源熱泵系統(克萊門特地源熱泵HRHH系列)。

3.1地源熱泵與普通中央空調的效率比較由表2可知，地源熱泵機組的COP一般都能達到4.0~5.0，即地源熱泵的效率是400%~500%，其工作效率近乎于普通中央空調的2倍，節能效果顯著。

3.2地源熱泵與采暖鍋爐的耗能比較條件：保持室溫22℃，開啟時間24h/d，30d/月；天然氣2.1元/m3，電費0.6元/（kW•h），鍋爐匹配天燃氣容量4m3/h。地暖耗能比較見表3。

3.3地源熱泵與普通中央空調的耗能比較條件：保持室溫22℃，開啟時間24h/d，30d/月，電費0.6元/（kW•h）。空調耗能比較見表4。通過對比兩個方案的效率及耗能情況，可以很明顯地看出，地源熱泵系統每月運行費用預估最低、工作效率最高。以此系統作為數字印刷產業基地項目的采暖和空調系統可以大大降低青島日報社投產后的實際運行成本，從長遠角度來看，此項技術更具可行性。

4結束語

通過對地源熱泵技術的研究及對比其他傳統采暖空調技術，地源熱泵技術被數字印刷產業基地項目選為首選方案。地源熱泵技術憑借其節能高效、可循環再生能源、機組安裝簡單、運行維護成本低等優勢，有效地提高了低位熱能資源，比傳統采暖空調技術更具推廣性，項目應用意義和實用價值更大。

作者：劉永寧劉春濤陳現亮單位：靑建集團股份公司