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摘要：介绍了地源热泵的应用。通过工程实例绿谷天鹅湖项目的方案选择介绍，介绍了北方地区地源热泵的适用范围、方案选择以及注意事项，为后续工程的应用提供参考。重点讲述地表水源热泵和土壤源热泵。
关键词：地源热泵 方案
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2012)O9-0134-01
随着经济的发展以及人们对节能、环保意识的提高，具有高效、节能、环保等优点的地源热泵冷暖空调系统愈来愈受到人们的重视。目前普遍应用的地源热泵能量来源主要为水源和土壤源。水源热泵种类开发较多，有地下水源、地表水源、海水源、污水源等，目前都有成功应用；土壤源热泵的应用也越来越普遍。
水源热泵的适应性。具备一定条件的水体可以作为可再生的能源， 近几年其技术得到了迅猛的发展。因其适应性各有特色，发展前景也各不相同。目前开发成功的水源热泵主要有以下几种：
地下水源热泵。地下水具有水温稳定、换热快的优点，2000年以后在中国得到迅猛发展。但有的地区存在不顾实际一哄而上的局面。尤其在中国大部分城区并没有足够的地下水回补空间，回补不及时极易引发地质灾害，因此地下水源热泵的应用有一定的区域局限。
海水源热泵。海水具有量大、水温稳定的优点，但即便是在沿海城市，也只有在极少数区域能够方便地引取海水，且海水对设备的腐蚀作用，使海水源热泵不能够大面积推广。
地表水源热泵。由于采用地表水源，不需要打井，可以节省大量的投资。尤其在广大内陆地区，可因地制宜地利用江河、湖泊、塘坝甚至城市景观水系，开发水体中蕴藏的能量。由于各地区缺乏完备的水系或水体水温、水质等基础数据，导致近年来地表水水源热泵技术的应用出现盲目性。按照我国的地理区域分布，夏热冬冷地区(主要为长江、淮河流域)最适合、最有条件采用地表水源热泵系统。
近年来，土壤源热泵技术近年来发展很快，目前已比较成熟，尤其是在京津、山东等地已经成为主流热泵技术，得到广泛应用。土壤源热泵具有运行稳定可靠，对环境影响小等优点，但地下工程造价较高（需要大量的深井作为地下换热器）。
下面就以绿谷天鹅湖项目这个比较有代表性的工程案例，来分析地源热泵的方案选择过程。
该建设项目位于
一、项目概况
青岛经技术开发区青石湾水库岸边，自然环境优美，拟建设湖边别墅、会所、接待中心、酒店等旅游度假项目，总建筑面积10550平方米。
二、项目供冷供热方式优劣势分析
项目建筑体量偏小，且单体分散布置，因此不适合采用水冷中央空调系统；项目地处郊外，无燃气配套，不能采用溴化锂直燃机组；如采用VRV空调系统，还需另配锅炉供热水，不具备经济性。因此，采用地源热泵系统是比较可行的方案，因有湖水资源，优先考虑地表水源热泵系统。
三、地源热泵空调系统设计
1. 项目设计条件
夏季室外计算干、湿球温度 29℃ 26℃
冬季室外计算干、湿球温度 -9℃
冬季室外计算相对湿度 80%
夏季室内设计温度 25℃
冬季室内设计温度 20℃
2.设计参数
（1）联排别墅：建筑面积4500平方米，计算冷负荷450KW，热负荷540KW。
（2）会所：建筑面积1500平方米，计算冷负荷150KW,热负荷180KW。
（3）接待中心：建筑面积1050平方米，计算冷负荷84KW,热负荷105KW。
（4）瀑布酒店：建筑面积3500平方米，计算冷负荷280KW，热负荷350KW。
3.环湖建筑群（联排别墅、会所）建筑空调方案
3.1联排别墅、会所紧靠湖边建设，设计地表水源热泵有得天独厚的条件。以地表水源热泵作为冷热源主要有以下优势：
（1）和土壤源热泵相比，不需要打井，可节省三分之一造价。
（2）和空气相比，水的热容量大，是比较理想的传热介质。
（3）地表水的温度比空气稳定，可以提高机组的效率。
（4）冬季供暖时，同锅炉相比，没有污染排放。
（5）冬季应用地表水源热泵不存在结霜的危险。
（6）一套机组可实现冷、暖、热水三联供。
3.2 环湖建筑群使用地表水源热泵的有利条件
青石湾水库水深达11米，冬、夏季湖底水温与气温温差超过5℃；库容超过一百万立方米，有足够的换热空间；高差符合要求。完全具备使用地表水源热泵的条件。
3.3设备配置及选型
环湖建筑群（联排别墅、会所）距离较近，可以将机房设在一起，拟设在会所地下室，可避开运行噪音对别墅的影响。拟采用两台(一用一备)模块式水源热泵机组（PSRHH2702型 制冷量715KW, 制热量750KW）作为冷热源。
4.接待中心、瀑布酒店建筑空调方案
4.1 接待中心、瀑布酒店距离湖边较远，采用地表水源热泵传输能耗较高；从现场钻井取水情况分析，如果采用地下水源热泵系统在枯水期无法保证热泵系统的正常运行。因此拟采用土壤源热泵作为空调冷热源。
4.2 采用土壤源热泵优缺点
跟地表水源热泵相比，主要优点是运行稳定，能效比高（经场地打井实测100米深井底温度16度，夏季可利用温差达15度），可避免天气等自然因素影响。
主要缺点是造价高，打井埋管一项需增加造价将近100万。
4.3 接待中心、瀑布酒店具体建筑空调方案
4.3.1 采热井设计。本系统经计算需打井4700延米，井深100米，井距4.5m，井径500mm，主要布置在景观绿化带下面。
4.3.2 设备配置及选型。接待中心及瀑布酒店单体位置靠近，拟合用两台（一用一备）PSRHH2502型土壤源热泵机组（ 制冷量465KW, 制热量500KW）作为冷热源。
四、地源热泵空调设计时需注意的几点问题
1.设计前需要有可靠的物探资料。如准备利用地表水源，一定要实测水体底温等参数，如温差达不到要求将使空调能效比降低；如利用土壤源，通过物探井实测地下温度、土壤导热系数等参数可保证空调后续使用效果。
2.土壤源热泵设计时，一定要利用专业软件模拟常年工况下的运行规律。埋管中的流体与土壤固体的换热是非稳态的，涉及的时间跨度很长，要特别注意地下水流动、岩层断裂带等因素对系统常年换热造成的影响。
关键词：地源热泵 方案
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2012)O9-0134-01
随着经济的发展以及人们对节能、环保意识的提高，具有高效、节能、环保等优点的地源热泵冷暖空调系统愈来愈受到人们的重视。目前普遍应用的地源热泵能量来源主要为水源和土壤源。水源热泵种类开发较多，有地下水源、地表水源、海水源、污水源等，目前都有成功应用；土壤源热泵的应用也越来越普遍。
水源热泵的适应性。具备一定条件的水体可以作为可再生的能源， 近几年其技术得到了迅猛的发展。因其适应性各有特色，发展前景也各不相同。目前开发成功的水源热泵主要有以下几种：
地下水源热泵。地下水具有水温稳定、换热快的优点，2000年以后在中国得到迅猛发展。但有的地区存在不顾实际一哄而上的局面。尤其在中国大部分城区并没有足够的地下水回补空间，回补不及时极易引发地质灾害，因此地下水源热泵的应用有一定的区域局限。
海水源热泵。海水具有量大、水温稳定的优点，但即便是在沿海城市，也只有在极少数区域能够方便地引取海水，且海水对设备的腐蚀作用，使海水源热泵不能够大面积推广。
地表水源热泵。由于采用地表水源，不需要打井，可以节省大量的投资。尤其在广大内陆地区，可因地制宜地利用江河、湖泊、塘坝甚至城市景观水系，开发水体中蕴藏的能量。由于各地区缺乏完备的水系或水体水温、水质等基础数据，导致近年来地表水水源热泵技术的应用出现盲目性。按照我国的地理区域分布，夏热冬冷地区(主要为长江、淮河流域)最适合、最有条件采用地表水源热泵系统。
近年来，土壤源热泵技术近年来发展很快，目前已比较成熟，尤其是在京津、山东等地已经成为主流热泵技术，得到广泛应用。土壤源热泵具有运行稳定可靠，对环境影响小等优点，但地下工程造价较高（需要大量的深井作为地下换热器）。
下面就以绿谷天鹅湖项目这个比较有代表性的工程案例，来分析地源热泵的方案选择过程。
该建设项目位于
一、项目概况
青岛经技术开发区青石湾水库岸边，自然环境优美，拟建设湖边别墅、会所、接待中心、酒店等旅游度假项目，总建筑面积10550平方米。
二、项目供冷供热方式优劣势分析
项目建筑体量偏小，且单体分散布置，因此不适合采用水冷中央空调系统；项目地处郊外，无燃气配套，不能采用溴化锂直燃机组；如采用VRV空调系统，还需另配锅炉供热水，不具备经济性。因此，采用地源热泵系统是比较可行的方案，因有湖水资源，优先考虑地表水源热泵系统。
三、地源热泵空调系统设计
1. 项目设计条件
夏季室外计算干、湿球温度 29℃ 26℃
冬季室外计算干、湿球温度 -9℃
冬季室外计算相对湿度 80%
夏季室内设计温度 25℃
冬季室内设计温度 20℃
2.设计参数
（1）联排别墅：建筑面积4500平方米，计算冷负荷450KW，热负荷540KW。
（2）会所：建筑面积1500平方米，计算冷负荷150KW,热负荷180KW。
（3）接待中心：建筑面积1050平方米，计算冷负荷84KW,热负荷105KW。
（4）瀑布酒店：建筑面积3500平方米，计算冷负荷280KW，热负荷350KW。
3.环湖建筑群（联排别墅、会所）建筑空调方案
3.1联排别墅、会所紧靠湖边建设，设计地表水源热泵有得天独厚的条件。以地表水源热泵作为冷热源主要有以下优势：
（1）和土壤源热泵相比，不需要打井，可节省三分之一造价。
（2）和空气相比，水的热容量大，是比较理想的传热介质。
（3）地表水的温度比空气稳定，可以提高机组的效率。
（4）冬季供暖时，同锅炉相比，没有污染排放。
（5）冬季应用地表水源热泵不存在结霜的危险。
（6）一套机组可实现冷、暖、热水三联供。
3.2 环湖建筑群使用地表水源热泵的有利条件
青石湾水库水深达11米，冬、夏季湖底水温与气温温差超过5℃；库容超过一百万立方米，有足够的换热空间；高差符合要求。完全具备使用地表水源热泵的条件。
3.3设备配置及选型
环湖建筑群（联排别墅、会所）距离较近，可以将机房设在一起，拟设在会所地下室，可避开运行噪音对别墅的影响。拟采用两台(一用一备)模块式水源热泵机组（PSRHH2702型 制冷量715KW, 制热量750KW）作为冷热源。
4.接待中心、瀑布酒店建筑空调方案
4.1 接待中心、瀑布酒店距离湖边较远，采用地表水源热泵传输能耗较高；从现场钻井取水情况分析，如果采用地下水源热泵系统在枯水期无法保证热泵系统的正常运行。因此拟采用土壤源热泵作为空调冷热源。
4.2 采用土壤源热泵优缺点
跟地表水源热泵相比，主要优点是运行稳定，能效比高（经场地打井实测100米深井底温度16度，夏季可利用温差达15度），可避免天气等自然因素影响。
主要缺点是造价高，打井埋管一项需增加造价将近100万。
4.3 接待中心、瀑布酒店具体建筑空调方案
4.3.1 采热井设计。本系统经计算需打井4700延米，井深100米，井距4.5m，井径500mm，主要布置在景观绿化带下面。
4.3.2 设备配置及选型。接待中心及瀑布酒店单体位置靠近，拟合用两台（一用一备）PSRHH2502型土壤源热泵机组（ 制冷量465KW, 制热量500KW）作为冷热源。
四、地源热泵空调设计时需注意的几点问题
1.设计前需要有可靠的物探资料。如准备利用地表水源，一定要实测水体底温等参数，如温差达不到要求将使空调能效比降低；如利用土壤源，通过物探井实测地下温度、土壤导热系数等参数可保证空调后续使用效果。
2.土壤源热泵设计时，一定要利用专业软件模拟常年工况下的运行规律。埋管中的流体与土壤固体的换热是非稳态的，涉及的时间跨度很长，要特别注意地下水流动、岩层断裂带等因素对系统常年换热造成的影响。