詳解空氣源、水源、地源熱泵機組

熱泵是一種在高位能（一般為電能（néng）、熱能）的（de）驅動下，將低位（wèi）熱源(通常是空氣、水（shuǐ）或土壤）的（de）熱能轉移到高位熱（rè）源的節能（néng）裝置，從而為住宅、商（shāng）業和工農業供（gòng）暖、供冷及提供熱水等（děng）服務。

空（kōng）氣源熱泵機組

工作（zuò）原理

空氣源熱泵是一種（zhǒng）利用少量電（diàn）能（néng）驅動壓縮（suō）機做功、通（tōng）過冷（lěng）媒的物理相（xiàng）變並（bìng）結合冷凝器及蒸發器進（jìn）行熱交換、從而將空氣中（zhōng）的熱能轉移到其它地方的裝置。

空氣源熱泵是最（zuì）具有普適性的熱泵（bèng）形式。

優缺點

空氣源熱泵的優點（diǎn）是節能效果顯著，一度（dù）電能當三度電用，相（xiàng）對傳統（tǒng）電熱裝置節能75%以上，且應用範圍廣泛（fàn），在-25℃至（zhì）45℃環境中均能正（zhèng）常使用（yòng），不受陰、雨、雪等惡劣（liè）天氣和冬季（jì）夜晚的影響（xiǎng），運行過程中不產生任何汙染物排放，是一款真正既節（jiē）能又（yòu）環保的設備。

空氣源熱泵的缺點在於其製熱（rè）效率受環境溫度影響較（jiào）大。冬季室外機組需要頻繁停機除霜，其結果（guǒ）是除霜損失約占熱泵總能耗的15%，有些（xiē）地（dì）區因為空氣濕度（dù）大，一般當環境溫度5℃時外機就開始結霜。

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選型要義

空氣源熱泵選型時需了解使用場所（suǒ）的（de）熱負荷需求（製（zhì）熱量和製（zhì）冷量）和考慮使用場所的環境條件，包括室內外溫度、濕度、海拔高度、風向等。

水源熱泵（bèng）

水源熱泵係統示意圖

工作原理

水源熱泵機組利用地球表麵（miàn）淺層的（de）水源（如地下水、河流、湖泊等）中的低品位熱能資源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸（shū）入，實現低位熱能向高位熱能轉移。

江/河/湖水-水源熱泵（bèng）係統

海水-水源熱泵係統

汙水（shuǐ）-水源熱泵係統

優缺（quē）點

同其他型式熱泵相比（bǐ），水源熱泵機組水體（tǐ）的溫度相對穩定，其波（bō）動範圍小於（yú）空氣，可利用的水體溫度能在夏冬季提供相對較低的（de）冷凝溫度和（hé）較高的蒸發溫度。因此水源熱泵機組運行穩定（dìng）可靠，也（yě）不存在空氣源熱泵的冬季除（chú）霜等問題。

選型要義

水源熱泵取水構（gòu）築（zhù）物複雜，較適用於中大規模工程。大型水源熱泵機（jī）組（zǔ）供熱能力通（tōng）常在（zài）1000~3000kW左右。

水源（yuán）熱泵的應用，應先了解當地（dì）水源情況，對（duì）水源狀況進行充分調查，確定用水方案。若利用地下水，必須考慮回灌問（wèn）題，且（qiě）應結（jié）合當地的地質情況考慮回灌方式。

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地源熱（rè）泵

工作原理

地源熱泵是一種利用淺層地熱資源實現製熱（rè）及製（zhì）冷的高效節能設備。地源熱泵同樣是通過輸入少量電能，將土壤中的低溫熱能（néng）向高溫位熱能轉移，實現冬季（jì）供熱和夏（xià）季製冷的需求。即在冬季，把（bǎ）土壤中的熱量取出（chū）來，提高溫度（dù）後，供給室內采暖；在夏季，把室內的熱量取出來，釋放（fàng）到地能（néng）中去。

工作原理（lǐ）和安裝示意圖

優缺點

相對於地表水（shuǐ）和空（kōng）氣，土壤的溫度（dù）全年波動較小，可以分（fèn）別在夏冬季提供相對較低（dī）的冷凝（níng）溫度和較高的蒸發（fā）溫度，使得（dé）熱泵機組運行更加高效、穩定、可（kě）靠。通常土壤源熱泵消耗1kWh的能量，用戶可以得到4kWh以上的熱量/冷量。

相比空氣源熱泵，土（tǔ）壤源熱泵不存在除霜問題，熱（rè）泵機組一般布置在室內，有較好的隔音效果和（hé）降噪措施。

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地源熱泵由於（yú）需要一定（dìng）的打井麵積，且要鋪設地下埋管，所以初投資較高、施工難度稍大（dà）。而且各地地質結構相差很大，造成地埋管與土壤之間的換熱係數差別較大，係統的初期（qī）投資波（bō）動也比（bǐ）較大。

土壤的傳熱（rè）性能欠佳，通常需要較大的傳熱麵（miàn）積，導致埋管占地麵積較大或埋深較深，長遠看還需要考慮埋管對未（wèi）來（lái）土地開發（fā）的影響。另（lìng）外在地下埋（mái）設管道成本較高，運行中若產生故障也不（bú）易檢（jiǎn）修。

選型要義

土（tǔ）壤源熱泵冬季從地下取（qǔ）熱，夏季向地下排熱，當冬夏取熱和排熱（rè）負荷不平衡或熱（rè）量補充和消納不充分時，長期使用易造成地溫升高（gāo）或降低，使得熱泵的換熱（rè）效果下降。所以設計時應進行熱平衡計算，必要時可采用輔助冷（lěng）卻和加熱的方法控製土壤長期溫度（dù）波動在允許範圍內。