一 中央空調系統形式介紹:

  1、傳統的中央空調有空氣源熱泵（風冷機組）+輔助電加熱和水冷冷水機組+鍋爐兩種形式。空氣源熱泵（風冷機組）和水冷冷水機組在制冷時都是把房間的熱量向室外空氣排放，受室外氣溫因素影響太大，其制冷量隨室外空氣溫度升高而降低，尤其在高溫高濕地區，機組制冷性能極不穩定，效率低下,有時甚至不能工作。在制熱時，空氣源熱泵當室外溫度降到零度以下時需加輔助電加熱裝置，耗電量大，效率很低;而水冷冷水機組+鍋爐這種空調形式，在供熱時需用電鍋爐或燃煤、燃油鍋爐，污染嚴重，運行費用昂貴。

  2、地源熱泵中央空調:地源熱泵中央空調分為水源熱泵和土壤熱交換器地源熱泵兩種形式

  水源熱泵概念

  水源熱泵技術是一種利用地球表面或淺層水源（如地下水、河流和湖泊），或者是人工再生水源（工業廢水、地熱尾水等）的低溫低位熱能資源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現低位熱能向高位熱能轉移，既可供熱又可制冷的高效、環保、節能的空調系統。

  水源熱泵原理

  地球表面淺層水源（一般在 1000 米以內），像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了太陽進入地球的相當的輻射能量，并且水源的溫度一般都十分穩定。水源熱泵技術的工作原理就是：在夏季將建筑物中的熱量“取”出來，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，以達到夏季給建筑物室內制冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵機組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。

  通常水源熱泵消耗 1kW 的能量，用戶可以得到 4kW 以上的熱量或冷量。

  水源熱泵的分類

  當利用的對象都是水體和地層（含水地層）的蓄能，而且都是以水作為熱泵機組的冷熱源，都可以將之歸類為水源熱泵系統。水源熱泵可以分為地下水源熱泵以及地表水源熱泵。

  地下水熱泵系統，也就是通常所說的深井回灌式水源熱泵系統。 通過建造抽水井群將地下水抽出，通過二次換熱或直接送至水源熱泵機組，經提取熱量或釋放熱量后，由回灌井群灌回地下。

  地表水熱泵系統。 通過直接抽取或者間接換熱的方式，利用包括江水、河水、湖水、水庫水以及海水作為熱泵的冷熱源。

  土壤熱交換器地源空調系統。

  這種空調系統是把熱交換器埋于地下，通過水在由高強度塑料管組成的封閉環路中循環流動，從而實現與大地土壤進行冷熱交換的目的。夏季通過機組將房間內的熱量轉移到地下，對房間進行降溫。同時儲存熱量，以備冬用。冬季通過熱泵將土壤中的熱量轉移到房間，對房間進行供暖，同時儲存冷量，以備夏用，大地土壤提供了一個很好的免費能量存貯源泉，這樣就實現了能量的季節轉換。

  垂直埋管地源熱泵系統

  水平埋管地源熱泵系統

  〈1〉工作原理：地源熱泵空調的心臟是一個“熱泵”（制冷、供熱）。供暖時，它吸取地熱向用戶排放，此過程只消耗少量電能，如圖1所示。制冷時，它吸取用戶室內的熱量向地下排放，同樣也消耗少量熱能，如圖2所示

  〈2〉 機組運行過程：冬天熱泵中制冷劑正向流動，壓縮機排出的高溫高壓R22氣體進入冷凝器向集水器中的水放出熱量，相變為高溫高壓的液體，再經熱力膨脹閥節流降壓變為低溫低壓的液體進入蒸發器，從地下循環液中吸取低溫熱后相變為低溫低壓的飽和蒸汽后進入壓縮機吸氣端，由壓縮機壓縮排出高溫高壓氣體完成一個循環。如此循環往復將地下低溫熱能“搬運”到集水器，從而不斷的向用戶提供45℃-50℃的熱水。如圖3所示。

  夏天熱泵中制冷劑逆向流動，與用戶換熱的冷凝器變為蒸發器從集水器中的低溫水（7-12℃）提取熱能，與地下循環液換熱的蒸發器變為冷凝器向地下循環液排放熱量，循環液中熱量再向地下低溫區排放，如此循環往復連續地向用戶提供7-12℃的冷水。

  〈3〉土壤熱交換器埋管形式：地下埋管換熱器主要有兩種形式，即水平埋管和垂直埋管。選擇哪種形式取決于現場可用地表面積、當地巖土類型以及鉆孔費用。盡管水平埋管通常是淺層埋管，可采用人工開挖，初投資比垂直埋管小些，但它的換熱性能比豎埋管小很多，并且往往受可利用土地面積的限制，所以在實際工程應用中，一般都采用垂直埋管。

  二、地源空調系統的社會效益

  在我國的一些發達城市，夏季制冷、冬季采暖與供熱所消耗的能量已占建筑物總能耗的40-50%。特別是冬季采暖用的燃煤鍋爐、燃油鍋爐的大量使用，給大氣環境造成了極大的污染，對人們的健康形成了威脅。因此，建筑物污染控制和節能已是國民經濟發展的一個重大問題。傳統的采暖空調模式因其產生的環境污染正面臨著嚴峻的挑戰。對于夏季制冷的建筑來說，隨著空氣熱泵空調的普及，空調的實際使用效果正在逐年下降，這是因為空調裝機容量的增加，空調局部熱島效應交叉干擾的結果。天氣越炎熱，室外的溫度越高，空調負荷也越大，而此時空調機向室外散熱時，傳熱溫差越小，空調機的運轉效率就越低，設備也越費電。也就是說，除了燃煤供暖給環境造成污染之外，空調機同樣會造成大氣污染。

  另一方面，我國大部分地區冬冷夏熱，夏天大量地使用風冷空調，造成某些大城市供電緊張，形成電荒，為了確保不會造成斷電等問題出現，有些城市夏天限制用電量。另外，因為部分地區沒有暖氣供應，冬天使用電爐取暖，造成電力供應緊張。

  地源熱泵機組制冷、供暖所需能量3/4左右來自地能，另外1/4左右來自電力輸入，從而減少一次性的礦物能源消耗；不向室外排冷、熱風，減少城市熱島效應。對環境非常友好。

  地源熱泵空調是一種使用可再生能源的高效節能、環保型的工程系統。冬季向建筑物供熱，夏季又可供冷。可廣泛應用于各類建筑中，如商業樓宇、公共建筑、住宅公寓、學校、醫院等。隨著21現在，我國對建筑節能的要求越來越高。減少我國冬季采暖和夏季供冷所造成的大氣污染，降低供暖空調系統的能耗、節約能源是每個公民應盡的義務。特別是近幾年來，大中城市為改善大氣環境，大力推廣使用包括可再生能源的清潔能源。隨著人們生活水平的提高，建筑物不僅要滿足冬季采暖的要求，而且需要夏季空調降溫，地源熱泵技術提供了這一問題的有效解決方案。

  地源熱泵系統可實現對建筑物的供熱和制冷，還可供生活熱水，一機多用。一套系統可以代替原來的鍋爐加制冷機的兩套裝置或系統。系統緊湊，省去了鍋爐房和冷卻塔，節省建筑空間，也有利于建筑的美觀。地源熱泵系統的一個顯著的特點是大大提高了一次能源的利用率，因此具有高效節能的優點。地源熱泵比傳統空調系統運行效率要高約40～60％，節能50%左右。另外，地源溫度恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，整個系統的維護費用也較鍋爐－制冷機系統大大減少，保證了系統的高效性和經濟性。