地源熱泵系統是隨著全球性的能源危機和環境問題的出現而逐漸興起的一門熱泵技術。
地源熱泵是一種通過輸入少量的高位能(如電),實現從淺層地能(土壤熱能,地下水中的低位熱能或地表水中的低位熱能)向高位熱能轉移的地源熱泵空調系統,它是一個廣義的術語,包括了使用土壤,地下水和地表水作為低位熱源(或熱匯)的地源熱泵空調系統,即以土壤為熱源和熱匯的熱泵系統統稱之為土壤耦合熱泵系統,也稱地下埋管換能器的地源熱泵系統。
以地下水為熱源和熱匯的熱泵系統統稱之為地下水熱泵系統,以地表水為熱源和熱匯的熱泵系統稱之為地表水熱泵系統。國內外有關地源熱泵還有一系列其他術語,如:地熱熱泵,地能熱系統,地源系統,地能中央空調系統,地溫中央空調系統,地溫熱泵冷熱空調系統,中央液態冷熱源等,如此等等,很不統一,也很不規范。1997年以后,由ASHRAE統一為標準術語——地源熱泵。
對此,我們應該注意到:雖然將地表水源熱泵,地下水源熱泵,土壤耦合熱泵統一稱為地源熱泵,但是地表水,地下水和土壤全年溫度范圍有較大的差異。因此,設計中,選用的液體進入溫度亦不相同。如在美國,地下水熱泵液體進入溫度選擇范圍:供熱時,北方是4.4攝氏度,南方是10攝氏度,供冷時,南方最高位29.4攝氏度。
地表水熱源液體進入溫度選擇范圍:供熱時,北方是-1.1攝氏度,南方是16.7攝氏度,供冷時,北方是32攝氏度,南方是40.6攝氏度。正是由于三種熱泵的液體進入溫度的不同,將會對地源水/水熱泵或水/空氣熱泵的性能產生不同的影響。因此,不能把三種地源熱泵混為一談,而應區別對待,甚至不同地源熱泵所采用的水/水熱泵或水/空氣熱泵應具有各自的特點。
本文所提及的地源熱泵系統概念,參照國家標準《地源熱泵系統工程技術規范》GB50366-2005和國外標準的內容,對此進行說明。
國家標準
《地源熱泵系統工程技術規范》GB50366-2005 第2.0.1條,對地源熱泵系統的定義是:以巖土體,地下水或地表水為低溫熱泵,由水源熱泵機組,地熱能交換系統,建筑物內系統組成的供熱空調系統。根據地熱能交換系統形式的不同,地源熱泵系統分為地埋管地源熱泵系統,地下水地源熱泵系統和地表水地源熱泵系統。
水源熱泵機組按使用側換熱設備的形式分為:
1,冷熱風型的水源熱泵機組:使用側換熱設備為帶送風設備的室內空氣調節盤管的機組。
2,冷熱水型水源熱泵機組:使用側換熱設備為制冷劑——水換熱器的機組。
水源熱泵機組按冷熱源類型可分為:
1,水環式水源熱泵機組:使用在公用管路循環流動的水為冷熱源的機組。
2,地下水式水源熱泵機組:使用井水,湖泊或河流中抽取的水位冷熱源的機組。
3,地下環路式水源熱泵機組:使用地下盤管中循環流動的水位冷熱源的機組。
ASHRAE定義
在2003年出版的《ASHRAE Handbook Application》的第32章中,對地源熱泵做出了如下定義:地源熱泵是一種使用土壤,地下水,地表水作為熱源和熱匯的熱泵系統。它可分為三大類:
1,土壤源耦合式熱泵系統,也可稱閉環地源熱泵。
2,地下水熱泵系統。
3,地表水熱泵系統。
在概念上,地源熱泵是一種系統,它是與水環熱泵系統并列的,但在有些文章中,往往省略掉“系統”二字。