工作原理：

地源熱泵屬于中央空調(diào)的一種，但地源熱泵區(qū)別于傳統(tǒng)中央空調(diào)，地源熱泵原理主要是通過與地能進行換熱，是一種十分節(jié)能環(huán)保的中央空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵已受到了財政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部大力支持，許多城市和地區(qū)都在積極推廣地源熱泵。

地源熱泵原理的可能性：

由于地表淺層溫度受大氣影響小，其溫度常年維持在16-18度（以實際地方為準），遠高于冬季室外溫度，又低于夏季室外氣溫，所以以地源為冷熱源的地源熱泵系統(tǒng)，不僅突破了傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)障礙，而且還大大提高了空調(diào)的運行效率。

地源熱泵原理圖

地源熱泵原理-夏季制冷

在制冷狀態(tài)下，地源熱泵機組內(nèi)的壓縮機對冷媒做功，使其進行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將室內(nèi)空氣循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝，由水路循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收，最終由水路循環(huán)轉(zhuǎn)移至地下水或土壤里。在室內(nèi)熱量不斷轉(zhuǎn)移至地下的過程中，通過冷媒-空氣熱交換器，以13℃以下的冷風的形式為房供冷。

地源熱泵原理-冬季制熱

在制熱狀態(tài)下，地源熱泵機組內(nèi)的壓縮機對冷媒做功，并通過四通閥將冷媒流動方向換向。由地下的水路循環(huán)吸收地下水或土壤里的熱量，通過冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)，將水路循環(huán)中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝，由空氣循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過程中，以強制對流 、自然對流或輻射的形式向室內(nèi)供暖。

地源熱泵原理很簡單，但實際操作有一定的難度，一般只有技術(shù)實力過硬的專業(yè)公司才能完成地源熱泵項目。在大型建筑或公共建筑領(lǐng)域，地源熱泵已經(jīng)有成熟的技術(shù)，也有很多成功的案例，但在家用地源熱泵領(lǐng)域還缺乏專業(yè)的安裝公司。

選用原則：

第一原則：戶外打井面積

地源熱泵是通過戶外打井與土壤換熱，根據(jù)國標GB 50366-2005，上海地區(qū)地埋井之間的間距一般為4.5m（間距越大效果越好，持保留意見），300㎡建筑面積需要至少80㎡打井面積，400㎡建筑面積需要至少110㎡打井面積，經(jīng)驗測算打井面積與建筑占地面積約為1：1；以聯(lián)排別墅為例：如果打井面積過小，將會造成空調(diào)使用效果逐年下降，5、6年后系統(tǒng)將無法正常運轉(zhuǎn)。

第二原則：安裝要求。

1.地源熱泵制冷、熱速度相對氟機而言，速度比較慢。(簡單的講因為氟機是一次換熱；水機是二次換熱,水機的送風溫度要比氟機高3～4度)。

2.管道存在一定的漏水隱患。（因為水管不可能象銅管那樣做到40公斤左右的泄露保壓測試。）

3.制冷原理的不一樣，造成了地源熱泵相對氟機而言，室內(nèi)機尺寸及噪音較大（送風溫度較氟機高，需要加大送風量、選擇較大風機才能保證效果），一般噪音要大5～10dB(A),內(nèi)機高度要高3～5㎝。

4. 日后維修成本較高（因為安裝管道不管是用PPR管還是鋼管、銅管連接，都必須定期清洗管道保養(yǎng)，否則，會因系統(tǒng)水流量變小造成使用效果越來越差，耗電量加大）。

第三原則：使用習慣

地源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能性與我們?nèi)粘５氖褂昧晳T、常住人員數(shù)有著很大關(guān)系。

如常住人員較多，使用時習慣將大部分內(nèi)機同時打開，則使用地源熱泵系統(tǒng)較節(jié)能；如常住人員較少，習慣局部開空調(diào)（人在房間開空調(diào)，人離開關(guān)空調(diào)），這樣地源熱泵反而不如VRV系統(tǒng)節(jié)能；因為地源熱泵一般都是定頻壓縮機，無法控制電流，就無法控制耗電，且配置的水泵一般是24小時運轉(zhuǎn)，不論內(nèi)機開幾臺都同樣耗電；而VRV系統(tǒng)一般都是變頻機，能夠根據(jù)內(nèi)機的開啟多少控制耗電。

選擇地源熱泵系統(tǒng)最重要的一個標準就是投資回報率，如果初期投入升本太高，而后期成本回收不理想，那么選擇地源熱泵系統(tǒng)意義不大。如果地源熱泵系統(tǒng)運行效率較高，費用較低，后期投資回報率高，可以選擇地源熱泵。一般情況下，只要地理位置合適，地源熱泵系統(tǒng)可在五年左右實現(xiàn)成本回收。

設(shè)計與設(shè)備選型：

建筑物冷、熱負荷計算：

在地源熱泵系統(tǒng)選擇、設(shè)備選型及進行地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計之前，必須對建筑冷負荷、熱負荷進行計算。計算時首先應進行空調(diào)分區(qū)，然后確定每個分區(qū)的冷、熱負荷，最后計算整幢建筑的總熱負荷和冷負荷。

1.建筑空調(diào)分區(qū)

2.分區(qū)設(shè)計熱負荷與冷負荷計算

3.建筑物熱負荷與冷負荷確定

地源熱泵系統(tǒng)類型選擇：

為了能最好地滿足項目的要求，必須合理地選擇地源熱泵系統(tǒng)類型。在系統(tǒng)類型選擇時應考慮一些主要問題。

1.地埋管地源熱泵系統(tǒng)

2.地下水地源熱泵系統(tǒng)

3.地表水地源熱泵系統(tǒng)

分區(qū)水源熱泵機組選擇：

一旦確定了地源熱泵系統(tǒng)類型，就可以選擇每個分區(qū)的水源熱泵機組。首先根據(jù)機組在分區(qū)中所要安裝的位置，選擇合適的機組形式，例如：落地式機組可以安裝在外墻窗下；水平式機組可以安裝在吊頂內(nèi)；垂直式機組適合安裝在壁櫥或機房里等。

地埋管地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計：

地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計主要包括兩大部分：一是建筑物內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，主要有空氣處理方案確定及設(shè)備選擇，水源熱泵機組的選擇、室內(nèi)整個空調(diào)系統(tǒng)的風系統(tǒng)和水系統(tǒng)設(shè)計；二是室外地能換熱系統(tǒng)的設(shè)計，即地埋管地源熱泵系統(tǒng)中的地埋管換熱器、地下水熱泵系統(tǒng)中的水井系統(tǒng)以及地表水熱泵系統(tǒng)中的地表水換熱器的設(shè)計，這部分是地源熱泵系統(tǒng)有別于其他系統(tǒng)之所在。

地埋管換熱器管理形式選擇：

地埋管換熱器的埋管主要有兩種形式，即水平埋管和垂直埋管。換熱器管路埋置在水平管溝內(nèi)的地埋管換熱器為水平埋管。換熱管路埋置在垂直鉆孔內(nèi)的地埋管換熱器為垂直埋管。

地埋管換熱器環(huán)路形式選擇：

地埋管換熱器中流體流動的環(huán)路形式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。在串聯(lián)系統(tǒng)中，幾個井（水平管為管溝）只有一個流動通路；并聯(lián)方式是一個井（管溝）有一個流動通路，數(shù)個井有數(shù)個流動通路。

地埋管換熱器埋管選擇：

由于地埋管的使用場所特殊、施工較復雜，所選管材必須符合特定的性能才能保證施工順利進行、系統(tǒng)才能正常運行，對管材特殊性要求如下：

1.對管材質(zhì)量的要求

2.選擇地埋管規(guī)格

3.選擇地埋管管徑

4.確定地埋管管子長度

地源熱泵選型和設(shè)計是地源熱泵系統(tǒng)安裝重要一環(huán)，從地源熱泵主機、風機盤管、埋管的選擇到整體方案設(shè)計，每一個環(huán)節(jié)都影響著地源熱泵最終使用效果和使用壽命。