地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)真的有那么節(jié)能環(huán)保嗎？

問(wèn)題描述：地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)真的有那么節(jié)能環(huán)保嗎？現(xiàn)在到處都有做地源熱泵系統(tǒng)的!都說(shuō)這個(gè)節(jié)能環(huán)保,大家是怎么看的呢?

領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>地源熱泵節(jié)能是有條件的，設(shè)計(jì)施工不良，地源熱泵比空氣源熱泵更耗能。某些條件下簡(jiǎn)直不可使用。

而所謂環(huán)保，也是通過(guò)節(jié)能實(shí)現(xiàn)的，即同樣的制冷制熱量，消耗更少的電力，也就消耗更少的化石燃料，產(chǎn)生更少的排放。

說(shuō)地源熱泵節(jié)能是有條件的，在于地源熱交換和空氣源熱交換，哪個(gè)更有效率？地源熱泵的高效率并不是無(wú)條件，設(shè)計(jì)施工不良的地源熱泵系統(tǒng)，比空氣源熱泵效率更差，某些條件下都不可用。

地源熱泵利用固體熱容量大和導(dǎo)熱性能差來(lái)提高效率。固體熱容量高和導(dǎo)熱性能差，導(dǎo)致不太深的地下全年溫度不像地面那樣變化幅度大，全年在年平均溫度、比如18度上下幾度范圍內(nèi)波動(dòng)，比地面穩(wěn)定得多。從而為制冷制熱提供了很好的熱量交換條件，夏天比地面涼快，冬天比地面暖和。固體熱容量又高，所以如果地下交換熱環(huán)境溫度比較恒定，熱交換效率會(huì)很高：夏天吸納更多熱量，冬天提供更多熱量。

然而，地源熱泵工作后，熱交換環(huán)境溫度環(huán)境并不一定好，問(wèn)題還是出在固體導(dǎo)熱性能不佳上，和空氣源熱泵所處環(huán)境，靠高效對(duì)流帶走或帶來(lái)熱量不同，固體是無(wú)法對(duì)流的，熱量只能透過(guò)固體慢慢傳遞，所以，設(shè)計(jì)施工不良的地源熱泵熱交換系統(tǒng)，在熱交換管附近的熱量得不到充分交換，會(huì)在夏天導(dǎo)致熱交換管附近固體很熱，冬天熱交換管附近固體很冷，無(wú)法有效交換熱量，導(dǎo)致效率急劇下降，直至無(wú)法使用。

領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>地源熱泵是陸地淺層能源通過(guò)輸入少量的高品位能源（如電能）實(shí)現(xiàn)由低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移。

地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力，冬季把熱量從地下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)部，夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)部，只是冬夏兩季工作的溫度范圍不同而已。

地源熱泵的分類(lèi)與應(yīng)用形式

根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。

埋管式土壤源熱泵系統(tǒng)

垂直埋管地源熱泵系統(tǒng)：換熱器井管路直接接入機(jī)房、換熱器井管路匯集到集水器。

垂直埋管－樁基換熱器：

垂直埋管－地?zé)嶂悄軜颍?/p>

螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)：長(zhǎng)軸水平布置的螺旋埋管、長(zhǎng)軸豎直布置的螺旋埋管、溝渠集水器式螺旋埋管。

埋管式地源熱泵應(yīng)用方式

地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>這個(gè)問(wèn)題要從兩方面來(lái)談，一個(gè)是節(jié)能，一個(gè)是環(huán)保。

一、節(jié)能：

節(jié)能通俗理解是省電、省錢(qián)，量化一下就是所謂的能效比的問(wèn)題。什么是能效比呢?通俗來(lái)講，就是輸入1W的能量，能夠產(chǎn)出相應(yīng)比例的能量。比如，能效比是3.0，意思是說(shuō)，輸入1W的能量，能夠產(chǎn)出3W的能量。

制冷與制熱是兩種不同的運(yùn)行狀態(tài)，而相應(yīng)能效比也是不一樣的。制熱能效比通常用COP表示，制冷能效比通常用EER表示。

我們以格力空調(diào)京東上銷(xiāo)量最大的京致來(lái)做例子，來(lái)看一下普通空調(diào)的能效比：

如圖所示：

京致1.5匹的制冷能效比是：EER=3500÷800=4.375

京致1.5匹的制熱能效比是： COP=5000÷1380=3.623

通常情況下：

地源熱泵的制冷能效比：6.0>EER>5.2

地源熱泵的制熱能效比：5.3>COP>4.9

所以很明顯，無(wú)論是制熱還是制冷、還是制熱地源熱泵的能效比完勝普通空調(diào)的。

二、環(huán)保：

無(wú)論是普通空調(diào)還是地源熱泵都需要能源供電，而能源供電的清潔與否也關(guān)聯(lián)著環(huán)保。因?yàn)檫@里是討論地源熱泵本身的環(huán)保問(wèn)題，我們暫時(shí)不考慮能源清潔與否的問(wèn)題。

所以我們先假設(shè)供應(yīng)的能源本身是清潔能源。

那么我們就要考慮機(jī)器本身對(duì)環(huán)保的影響了。

無(wú)論是地源熱泵還是普通空調(diào)都需要壓縮機(jī)來(lái)工作，而壓縮機(jī)所用的冷媒是是一種叫做氟里昂的東西。氟里昂本身對(duì)環(huán)境的影響很大，主要體現(xiàn)在：

1、 破壞臭氧層 2、 其化學(xué)反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量CO2 ，造成溫室效應(yīng)。

目前所有普通空調(diào)、地源熱泵等用的冷媒型號(hào)是R410A等，屬于環(huán)保型冷媒。所以，只要這些冷媒不擴(kuò)散、做好防護(hù)工作，是不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響的。

然而，普通空調(diào)，特別是分體式空調(diào)對(duì)環(huán)境的另一個(gè)影響是，噪音污染，以及所謂的熱污染，也就是增大城市的熱島效應(yīng)。

地源熱泵對(duì)環(huán)境的影響，主要體現(xiàn)在對(duì)土壤本身的影響上。

首先更少的能源本身就意味著環(huán)保，但是由于地源熱泵是利用地?zé)幔蛘哒f(shuō)是一種強(qiáng)型利用地?zé)?，而不是被?dòng)利用地?zé)幔ㄅe例：被動(dòng)利用的例子如，溫泉、火山周邊發(fā)電等）。所以，對(duì)環(huán)境難免會(huì)有影響，而且很多影響都是長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用之后才能被發(fā)現(xiàn)的。

1、 由于強(qiáng)行改變地?zé)峤粨Q，對(duì)土壤里的微生物生存有一定影響。 2、 長(zhǎng)期強(qiáng)行熱量交換會(huì)對(duì)地下地?zé)釕?yīng)力產(chǎn)生影響。

由于，我國(guó)地源熱泵應(yīng)用時(shí)期相對(duì)較晚，這種因?yàn)榈責(zé)釕?yīng)力的影響，需要到歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)找例子。前段時(shí)間有報(bào)道說(shuō)一德國(guó)小鎮(zhèn)因?yàn)槔玫卦礋?，?dǎo)致部分房屋出現(xiàn)裂痕。下面我們摘錄部分報(bào)道：

在德國(guó)西南部的Staufen鎮(zhèn)，城市建筑出現(xiàn)了嚴(yán)重的物理分裂現(xiàn)象。原來(lái)，由于開(kāi)采公司的地?zé)徙@井活動(dòng)導(dǎo)致水加壓后進(jìn)入石膏層，硬石膏不斷的凝結(jié)膨脹，進(jìn)而抬升地表。由于地表建筑物無(wú)法做到各單元相同的受力，所以形變量不同，然后導(dǎo)致斷裂。目前的方式是通過(guò)地下抽水來(lái)讓膨脹向下擴(kuò)展，效果是從每周抬升1mm下降為每月1mm，德國(guó)還有另外8個(gè)小鎮(zhèn)都遭遇著類(lèi)似的困擾。

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所以對(duì)于地?zé)衢_(kāi)采應(yīng)用，還是有很多問(wèn)題需要大家考慮的。如文中報(bào)道“地?zé)徙@井導(dǎo)致水進(jìn)行石膏層”的問(wèn)題，本是可以避免的。這種“后遺癥”一般是由于設(shè)計(jì)不完善、施工不當(dāng)造成的。

隨著技術(shù)進(jìn)步，現(xiàn)在施工一般都采用比較安全的施工方式，以解決地源熱泵后期使用問(wèn)題。

以錦韻環(huán)境的解決方案，來(lái)舉個(gè)例子：

比如，夏天時(shí)地源熱泵是向地下送熱，熱量就積累在地下；而冬天時(shí)地源熱泵則從地下吸熱，把之前的熱量抽出來(lái)。如果夏天送的熱量與冬天吸的熱量一樣，就可以保證地下的能量平衡狀態(tài)。

但是如何保證冬夏熱量交換平衡呢?目前主要的手段有：

1、 精準(zhǔn)計(jì)算2、 流量計(jì)3、 冷卻塔

通過(guò)在地源熱泵上安裝流量計(jì)，通過(guò)精準(zhǔn)計(jì)算能量交換的數(shù)量，無(wú)論是冷的多，還是熱的多，通過(guò)冷卻塔來(lái)調(diào)節(jié)能量的平衡。這樣就可以完美解決能量交換問(wèn)題。

當(dāng)然，越是完整的方案，效果越好，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)價(jià)格也會(huì)上去。這是不可避免的。

領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>很多人對(duì)地源熱泵不了解，講簡(jiǎn)單點(diǎn)，就是在地下挖一個(gè)深坑，利用地下深層溫度相對(duì)恒定的特點(diǎn)來(lái)取暖或者降溫。比如，地下三十米恒溫20度，那么將水注入盤(pán)管埋入地下，利用整個(gè)大地幫你把水溫恒定在20度，那么冬天二十度的水溫看似很低，但是長(zhǎng)時(shí)間溫和的散熱依然能保證建筑物室溫在天寒地凍的季節(jié)保持20度上下的溫度，這非常舒適。夏天也是一個(gè)道理。所需的能源無(wú)非是水泵風(fēng)機(jī)之類(lèi)的低能耗電器，外加偶爾補(bǔ)充點(diǎn)水。這是非常環(huán)保節(jié)能的制熱取暖方式。缺點(diǎn)是成本太高，而且需要不間斷循環(huán)。

領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>理論數(shù)據(jù)是節(jié)能的，實(shí)際運(yùn)行時(shí)水源熱泵在剛投入運(yùn)行的第一個(gè)月中地下水位高水溫高確實(shí)可以達(dá)到最好能效比，時(shí)間久了因?yàn)榛毓嗑畣?wèn)題會(huì)導(dǎo)致無(wú)法回灌，大部分水都被偷排到下水道了，雖然某些地方水利局強(qiáng)制給機(jī)房加了水表來(lái)測(cè)回灌流量，表都是按在機(jī)房里的，出水管最終跑到哪里去了就不得而知了。如果地下水沒(méi)有類(lèi)似暗河之類(lèi)的地下水流動(dòng)，回灌井的涼水很快就會(huì)回到抽水井，導(dǎo)致進(jìn)水溫度下降很厲害，十六度的進(jìn)水與九度的進(jìn)水能效比就實(shí)在是不能比了。最近幾年北方雨水少，16年冬季很多地方的地下水都無(wú)法滿足設(shè)備運(yùn)行了。地埋管系統(tǒng)如果是單純冬季供暖大概三個(gè)供暖季節(jié)后地溫因?yàn)闊o(wú)法回升會(huì)越來(lái)越?jīng)?，大部分在供暖兩個(gè)多月后出水溫度到零度附近而不能運(yùn)行，加防凍液后運(yùn)行設(shè)備的能效比又急劇下降，供熱能力嚴(yán)重不足。建筑密度太大，可取熱的位置有限，最近十幾年北方上馬很多個(gè)項(xiàng)目，真正效果好的卻不怎么多，這兩類(lèi)設(shè)備倒是適合長(zhǎng)江以南使用，雨水充沛，基礎(chǔ)水溫高，可惜江南一帶不怎么使用集中供暖！

領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>地源熱泵的能效是非常高的也就是說(shuō)這個(gè)系統(tǒng)非常節(jié)能環(huán)保，因?yàn)榈叵峦寥赖竭_(dá)一定深度以后其溫度基本保持恒定不變，所以夏天可以向其中排放熱量冬天可以再向里面取走熱量，把它當(dāng)作一個(gè)巨大的蓄能儲(chǔ)能裝置，空氣就不具備這個(gè)優(yōu)點(diǎn)所以空氣源熱泵的能效比它低一些且容易受室外環(huán)境限制，其能效也跟室外環(huán)境有關(guān)系。但是地源熱泵就沒(méi)有這個(gè)缺點(diǎn)，但是你要有足夠的場(chǎng)地挖井或埋管有點(diǎn)麻煩，所以看題主自己選擇，希望對(duì)你有幫助。

領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>現(xiàn)在到處都有搞地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的，這樣真不好。首先，理論上就說(shuō)不過(guò)去，按照能量守恒定律，1百平室外0度以下，室內(nèi)0度，要提高到16度，地下水恒溫20度，抽進(jìn)室內(nèi)降到16度并且保持16度，溫度降低只有4度，這4度所釋放的熱能比較少，那么得抽大量地下水來(lái)釋熱，這么多水得大量用電，與格力空調(diào)相比，必定遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如。