简介：空调用热泵是当前发展最快的一门技术，也是用于中央空调较理想的冷热源设备。本文介绍了热泵在空调中的应用、发展、种类和两种快速发展的地源热泵的供冷供热原理，根据新国标《地源热泵系统工程技术规范》对比分析了这两种地源热泵的技术经济性、造价、共同优点,以及地下水热泵的弊端，提出了客服其弊端的措施。并论述了地理管热泵的节能技术及其节能潜力。
关键字：地源热泵，地下水热泵，地埋管热泵，节能技术

1 热泵在空调中的应用与发展

　　1.1 热泵在空调中的应用

　　热泵的应用范围非常广泛，既可用于木材、烟叶等的干燥，也可用于印染、啤酒等的工艺生产。当然，热泵用于空调工程则更为有利。因为热泵是能将低品位热源提高为高品位热源的设备，因而近年来发展很快。空调用热泵其实是一种制冷机，是夏季能供冷、冬季能供热的特殊制冷机。空调用热泵能给从事中央空调的技术人员创造施展才能的领域，同时也能为热泵制造企业和施工单位提供无限的商机。正因为空调用热泵是中央空调新兴的一种很好的冷、热源方式——既能夏供冷、又能冬供热，因此近年来在中央空调工程中的应用越来越多，受到人们格外的重视。

　　1.2 常用空调热泵的种类

　　空调用热泵的分类方法很多，诸如按循环原理分类，按吸热放热介质分类，以及按吸热源类型进行分类等。

　　采用按吸热源类型分类法可将常用空调热泵分为如下几类：

　　（1）空气源热泵 ①冷暖空调机、一拖多；

　　②VRV、多联机；

　　③风冷式冷（热）水热泵。

　　（2）水源热泵 ①地下水源热泵（地下水地源热泵，井水源热泵），见图1；

　　②地表水源热泵（江、河、湖泊水源热泵），湖水源热泵见图2；

　　③中水、污水水源热泵；

　　④海水水源热泵。

　　（3）地源热泵（地埋管地源热泵，土壤源热泵、大地耦合式热泵）

　　①竖直埋管式地源热泵，见图3；

　　②水平埋管式地源热泵；

　　③竖直埋管＋水平埋管式地源热泵。

　　（4）水环热泵 ①夏季制冷机与冷却塔运行正常供冷；

　　②冬季设一水箱，将水加热至13℃～15℃，再用热泵升温后供热。

图6 间歇运行管壁温度测试结果　　　　　图7 地埋管换热器每米埋深换热量

　　地埋管热泵在冬季供热时，结合实际供热需求及热泵机组的运行状况，采用间歇运行技术，可以弥补地埋管换热缓慢的不足，恢复换热管壁及管中水的温度，提高综合效率。

　　由图6可以看出，间歇运行对恢复换热管壁温度是十分有利的。如运行初始管壁温度为12℃，运行5h(300min)后停机，管壁温度降至约9.7℃。停机5h（运行300＋停机300＝600min）后，管壁温度恢复到11.8℃（仅比初始温度低0.2℃）。再开机5h（600+300＝900min）以满足用户的供热需求，而后又停机10h（900+600＝1500min）后，管壁温度即恢复到初始的12℃,从而为下一循环开机运行提供较好的换热条件。这一实验表明，在该项工程中以24～25h(约1500min)即约一天为一周期，进行间歇运行供热是可行的，而且是节能的。节能效果可从图7所示每米埋管换热量的实测加以验证。

　　图7表明了间歇运行和连续运行的地埋管换热量的变化曲线。长曲线为连续运行状况，短曲线为间歇运行状况。可见间歇运行换热量明显大于连续运行换热量。当连续运行200～400min（约3～7h）时，换热量由34w/m逐渐降为27.9w/m.随着运行时间的延长，岩土温度下降，换热量也随即下降，当连续运行1400min（约24h）后，换热量下降到26.5 w/m。而如采用间歇运行方式，停机期间地温得到恢复（见图6），换热量最低可保证到27.9 w/m。

　　（4） 太阳能——地埋管热泵节能系统

　　1） 我国太阳能资源分布

　　我国太阳能资源非常丰富，分布地域也很广，其全年日照时数为：西北高原2800～3200h h，华北平原3000～3200h，东北、中原、华东地区2200～3000h，湖广、江浙地区1400～2200h，川贵地区1000～1400h。可见我国大陆2/3以上疆土的年日照时数均在2000h以上，如此丰富的太阳能资源，就为中央空调利用可再生能源，实现与地埋管热泵配套的节能工程，奠定了良好的基础条件。

　　2） 工程实例

　　天津港理货场太阳能——地埋管热泵工程。该工程利用免费的可再生能源—太阳能地埋管热泵系统为三座建筑物夏供冷、冬供热，其建筑面积分别为293、236、162㎡，该工程于2005年二季度竣工， 7月份供冷运行时的实测室温为25℃，节能效果明显。

　　7.2 地埋管热泵尚待研究的问题

　　（1）地质结构与不同深度地温的关系；

　　（2）单位管长换热量及其变化；

　　（3）夏冬季取、排热量不平衡问题等。

　　参考文献

　　[1]首届中国制冷空调工程节能应用新技术研讨会（天津）论文集，P31～35、P97～101，2006

　　[2]全国空调与热泵节能技术交流会（大连）论文集，P28、P36、P54～55、P296～297， 2005

　　[3] 何青，地源热泵——具有可持续发展的绿色空调技术，天津：天津制冷暖通学术年会论文集，2004

　　[4] 张燕立、何耀东、张新发，浅谈地源热泵空调设计， 天津：天津制冷暖通学术年会论文集，2004

　　[5]何耀东、何青，井水源热泵系统设计与施工须面对的十大参数，北京：暖通制冷设备，2005年第7期

　　[6]蒋能兆主编，空调用热泵技术及应用，北京：机械工业出版社，1997

　　[7]张早校等，制冷与热泵，北京：化学工业出版社，2000

　　[8]大连葆光等生产企业产品样本