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    持續(xù)高漲的能源價(jià)格和環(huán)境污染的不斷加重，迫使我們開(kāi)發(fā)使用綠色環(huán)保的新能源。黨中央、國(guó)務(wù)院做出構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的戰(zhàn)略決策，大力促進(jìn)我國(guó)的節(jié)能減排工作。根據(jù)有關(guān)資料，建筑耗能占整個(gè)社會(huì)終端耗能的27.5%左右。   地源熱泵系統(tǒng)利用少量高品位能源，提升地下淺層低品位能源，為建筑物提供采暖空調(diào)，是建筑物節(jié)能減排的良好手段之一。

    地源熱泵系統(tǒng)室內(nèi)側(cè)分成分散式系統(tǒng)和集中式系統(tǒng)。分散式系統(tǒng)是將多臺(tái)熱泵機(jī)組分散在空調(diào)房間內(nèi)，每臺(tái)機(jī)組承擔(dān)所在區(qū)域內(nèi)的冷、熱負(fù)荷； 集中式系統(tǒng)是在機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置一臺(tái)或幾臺(tái)熱泵機(jī)組，通過(guò)管道傳輸冷、熱量，承擔(dān)整個(gè)建筑物內(nèi)的負(fù)荷。
 
1. 集中式地源熱泵系統(tǒng)及特點(diǎn)

集中式地源熱泵機(jī)組運(yùn)行方式如下：
    夏季運(yùn)行時(shí)：主機(jī)的蒸發(fā)器為室內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)供應(yīng)冷水，冷凝器將熱量排放到室外地源系統(tǒng)中；冬季運(yùn)行時(shí)：主機(jī)通過(guò)水路轉(zhuǎn)換，將來(lái)自蒸發(fā)器的冷水通入地源系統(tǒng)吸取地下熱量，將冷凝器排出的熱水供入室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)里。
這種熱泵系統(tǒng)制冷/制熱的功能是通過(guò)水路上8個(gè)閥門組轉(zhuǎn)換完成的。由于大型熱泵機(jī)組中制冷劑流量較大，所以不使用四通換向閥。而且大型熱泵機(jī)組換熱器多為殼管式，冷凝器和蒸發(fā)器的規(guī)格不同，所以還是通過(guò)水路切換更經(jīng)濟(jì)。
 

 
 
集中式地源熱泵系統(tǒng)和分散式地源熱泵系統(tǒng)都具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1). 清潔環(huán)保：將大地作為一個(gè)巨大的蓄熱體，夏季將建筑物的廢熱排放到土地中儲(chǔ)存起來(lái)，冬季再將儲(chǔ)存的熱提取出來(lái)，為建筑物供熱。所以無(wú)污染，無(wú)排放，無(wú)熱島現(xiàn)象。
2). 一機(jī)多用：一臺(tái)機(jī)器可解決采暖、空調(diào)和生活熱水問(wèn)題。
3). 高效節(jié)能：地下巖土溫度較恒定，使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%，比空氣源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率要高60%，因此節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%～60%，系統(tǒng)具有高效性和經(jīng)濟(jì)性。
4). 運(yùn)行平穩(wěn)：一年四季不受大氣環(huán)境溫度影響，機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠。
5). 舒適品質(zhì)：系統(tǒng)安裝后不破壞建筑物外觀，采用新風(fēng)除濕工藝，具有極高的室內(nèi)舒適性。
集中式地源熱泵系統(tǒng)也有一些缺點(diǎn)：
1). 整臺(tái)中央機(jī)組運(yùn)行，在同一時(shí)刻只能制冷或供熱。適用于無(wú)同時(shí)供熱/制冷需求的建筑物。
2). 部分負(fù)荷時(shí)也要運(yùn)行整臺(tái)主機(jī)，需要結(jié)合變頻等技術(shù)，否則系統(tǒng)效率低下，不節(jié)能。
3). 主機(jī)房占用面積大，機(jī)房土建投資和機(jī)房設(shè)備的安裝投資大。
4). 使用商業(yè)用電，電價(jià)高。
5). 啟動(dòng)電流大，對(duì)電網(wǎng)沖擊大。
6). 室內(nèi)管道必須保溫，維護(hù)費(fèi)用高。
7). 費(fèi)用均攤，不利于調(diào)動(dòng)用戶節(jié)能使用積極性。
8). 主機(jī)損壞時(shí)，整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)將會(huì)部分或全部癱瘓，維護(hù)、維修成本高。
9). 能進(jìn)行智能化控制，但主機(jī)和末端控制點(diǎn)多，系統(tǒng)復(fù)雜，工程量大。
10). 須在新樓建設(shè)時(shí)一次性完成安裝，不適合舊樓改造工程。

2. 分散式地源熱泵系統(tǒng)及特點(diǎn)
    分散式地源熱泵系統(tǒng)是以地源系統(tǒng)為輔助冷熱源的一種水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，每個(gè)空調(diào)房間內(nèi)單獨(dú)設(shè)置小型水源熱泵機(jī)組，其運(yùn)行方式如下：
夏季運(yùn)行時(shí)： 每個(gè)房間里的熱泵機(jī)組吸取房間的熱量，并將其排放到水路系統(tǒng)中，最終在地源系統(tǒng)里排熱；冬季運(yùn)行時(shí)：每個(gè)房間里的熱泵機(jī)組從水路系統(tǒng)中吸熱，向房間內(nèi)放量。最終在地源系統(tǒng)里吸熱。
 

 
 
 
 
 
      在有內(nèi)外分區(qū)的大型建筑中，在過(guò)渡季或不太冷的冬季，外區(qū)的部分房間需要供暖，而內(nèi)區(qū)的部分房間需要制冷。需要制冷的房間將余熱排放到水路中，需要供暖的房間再利用這些余熱。當(dāng)供熱量不等于制冷量時(shí)，系統(tǒng)從地源側(cè)取熱值只是供熱量與制冷量的差值。水泵無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行；當(dāng)制冷房間所排放的熱量與供暖房間所需要的熱量相等時(shí)，系統(tǒng)里的水溫保持在一定的溫度范圍內(nèi)，此時(shí)無(wú)需開(kāi)啟地源系統(tǒng)取熱。
    小型水源熱泵機(jī)組制冷、制熱的功能是通過(guò)制冷劑環(huán)路上四通閥的轉(zhuǎn)換來(lái)完成的。不存在水路上的切換問(wèn)題，所以也不存在污染室內(nèi)管路的問(wèn)題。
實(shí)際上，分散式地源熱泵系統(tǒng)是以回收建筑物內(nèi)部余熱為主要特性的水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)。它除具有集中式地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)以外，還具有以下特性：
1）、房間內(nèi)的熱泵承擔(dān)該房間內(nèi)的冷、熱負(fù)荷，可按用戶需求，獨(dú)立調(diào)節(jié)到不同的溫度，從而提高舒適度，避免常規(guī)空調(diào)的能源浪費(fèi)。
2).   可用兩管制系統(tǒng)代替四管制系統(tǒng)，按照建筑物不同分區(qū)的熱需求，實(shí)現(xiàn)同時(shí)供冷、熱的能力。
3).   部分負(fù)荷下能高效運(yùn)行，可用建筑物內(nèi)區(qū)余熱為外區(qū)供熱，運(yùn)行費(fèi)用僅為傳統(tǒng)中央空調(diào)的 60 ～ 80 ％；
4).   重量輕，熱泵吊裝在各房間內(nèi)，節(jié)省機(jī)房面積；
5).   按民用電收費(fèi)，電價(jià)低；
6).   啟動(dòng)電流小，對(duì)電網(wǎng)沖擊小，并可起“削峰”作用。
7).  室內(nèi)管道無(wú)需保溫，維護(hù)費(fèi)用低。
8).  可分戶計(jì)量核算，計(jì)費(fèi)合理、方便，降低了物業(yè)管理費(fèi)用
9).   維修時(shí)不必給整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)。其它機(jī)組可正常工作。
10).  每臺(tái)機(jī)組均有智能接口，易于進(jìn)行智能分戶控制（如分時(shí)控制、遙控等）。
11).  增容方便，可分期投資購(gòu)買設(shè)備，只須先安裝循環(huán)水系統(tǒng)，個(gè)別機(jī)組可根據(jù)實(shí)際情況個(gè)別遞增。
12). 在樓層翻修工程中，可分層分區(qū)進(jìn)行安裝，適合舊樓改建空調(diào)系統(tǒng)。

3.  分散式地源熱泵系統(tǒng)的適用條件及其工程應(yīng)用案例
    雖然分散式地源熱泵系統(tǒng)比集中式地源熱泵系統(tǒng)更為節(jié)能，使用靈活，但是由于其初投資高，我們要根據(jù)實(shí)際情況選擇使用。文獻(xiàn)3中論及的水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用問(wèn)題，在分散式地源熱泵系統(tǒng)中也存在相似的問(wèn)題。比較在哈爾濱、北京、上海、廣州四個(gè)城市氣象條件下，不同負(fù)荷特點(diǎn)的建筑物中的水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，得出以下結(jié)論：
    分散式系統(tǒng)全年絕大部分時(shí)間按制冷工況運(yùn)行時(shí)，不比集中式系統(tǒng)節(jié)能。因?yàn)樾⌒退?風(fēng)熱泵機(jī)組的制冷系數(shù)普遍比大型螺桿機(jī)和離心機(jī)的制冷系數(shù)低。所以我國(guó)南方的一些城市（如廣州）不宜選用分散式系統(tǒng)。
在冬季有采暖需求地區(qū)，建筑物內(nèi)區(qū)冷負(fù)荷大的場(chǎng)合使用分散式系統(tǒng)是具有節(jié)能和環(huán)保意義的。但是若建筑物內(nèi)區(qū)余熱小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了外區(qū)采暖所需熱量時(shí)，分散式系統(tǒng)就沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，可能比集中式系統(tǒng)的能耗還要高。在這種情況下，集中式系統(tǒng)是更好的選擇。
    2004年開(kāi)業(yè)的倫敦Zetter酒店被評(píng)為“歐洲酒店設(shè)計(jì)獎(jiǎng)項(xiàng)”的最佳新設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。該酒店占地面積2620㎡，共6層，使用分散式地源熱泵系統(tǒng)。其末端空調(diào)機(jī)組是變頻式水源熱泵機(jī)組，使用地下水（溫度13℃-14℃）作為輔助冷、熱源。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，在環(huán)路水溫32℃、水流量5m3/h，系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，平均制冷EER為3.48；如果循環(huán)水流量提高到7.5 m3/h，環(huán)路水溫降到20℃時(shí)，系統(tǒng)的EER能增加到5.1。

4. 結(jié)合其它綠色低溫?zé)嵩矗档偷卦聪到y(tǒng)初投資

    地源熱泵系統(tǒng)的系統(tǒng)初投資在300-450元/米2之間（地下水源熱泵系統(tǒng)初投資約300-400元/米2，地埋管地源熱泵系統(tǒng)初投資約350-450元/米2），其中地源側(cè)的施工費(fèi)用占用了地源熱泵系統(tǒng)大部分的初投資。為了降低這部分費(fèi)用，我們可以結(jié)合使用其它綠色低溫?zé)嵩?，安裝調(diào)峰用的備用冷、熱源。太陽(yáng)能、空氣源熱泵都是比較綠色節(jié)能的選擇?？上驳氖?，目前國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能與地源熱泵技術(shù)相結(jié)合的實(shí)際項(xiàng)目越來(lái)越多。水環(huán)熱泵系統(tǒng)與空氣源熱泵聯(lián)合使用也是一個(gè)不錯(cuò)的解決方案。與空氣源熱泵聯(lián)合供暖時(shí)，由空氣源熱泵制備10℃-20℃低溫水，通過(guò)水環(huán)路送至室內(nèi)各個(gè)水源熱泵機(jī)組中，水源熱泵機(jī)組再?gòu)乃屑橙崃浚訜崾覂?nèi)空氣?？諝庠礋岜米畲蟮娜秉c(diǎn)在于它在冬季運(yùn)行時(shí)效率低，但是當(dāng)它制備10℃-20℃低溫水時(shí)，效率遠(yuǎn)比制備常規(guī)50℃熱水高得多。而且此時(shí)建筑物散失到空氣里的熱量也可以得到部分的再利用。

5. 結(jié)束語(yǔ)

    綜上所述，分散式地源熱泵系統(tǒng)與集中式地源熱泵系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn)。我們?cè)谠O(shè)計(jì)地源熱泵系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)建筑物實(shí)際的特點(diǎn)選擇使用。在建筑物內(nèi)區(qū)余熱較大，供暖期較長(zhǎng)，且會(huì)同時(shí)出現(xiàn)供暖/制冷的需求時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮使用分散式地源熱泵系統(tǒng)。而對(duì)于同期只有冷負(fù)荷或熱負(fù)荷的建筑，并且同時(shí)使用率高時(shí)，集中式地源熱泵系統(tǒng)是最佳的選擇。