中央式与分散式地源热泵设计

摘 要：分散式地源热泵是一种近几年经常使用的一种空调系统，这种系统是在运行的过程中利用地下丰富的热能资源进行制冷和供热的空调系统，而中央式地热空调能够在实际的运行中将所有的机组都放在一个机房中，在制冷和供热以后能够通过输送管输送到室内。本文主要分析了中央式与分散式地源热泵设计，以供相关人员参考和借鉴。

关键词：中央十热泵；分散使热泵；设计

地源热泵空调系统在当今的生活中有着十分广泛的应用，这种系统对于室内的温度调节有着非常积极的意义，所以这一系统也日渐受到了人们的重视，这一系统主要分为两种形式，一种是中央式地源热泵，一种是分散式地源热泵，这两种系统虽然功能上的相似性非常强，但是在实际的应用中，其在很多方面都存在着差异。以下笔者结合自己的实际经验对两者进行分析和阐述。

1 地源热泵空调系统概述

地源热泵是一种能够通过对土壤中的地热能进行充分利用从而为室内创造良好热环境的一种系统，这种系统既能满足供暖需求，同时也能够很好的满足制冷方面的需求，这种系统在设置上也有着一定的特殊性，在系统中，热交换器通常要埋在地下，水能够在高强度高密封性的水管当中循环流动，这样就使得水资源和大地中的地热能充分的得到交换，在夏季，该系统能够将室内的热量带走，同时以地热能的形式储存起来，这样也就起到了给房间降温的目的，转移到地下的热能就会被储存起来，冬天供暖时就能够得到非常充分的利用。冬天，系统能够将地下储存的热能释放出来，以便能够更好的保证室内的供暖，系统将热能送进室内的同时也将室内的冷气带走，储存起来，夏季制冷的时候也能够对其进行有效的利用。

在系统运行的过程中，土地为系统能量交换提供了一个非常好的储存场所，以便系统能够对能量进行有效的交换，这种系统在运行的过程中要比锅炉更加节约能源，同时地下的温度也是相对比较稳定的，通常都会在15摄氏度到20摄氏度这一范围内，这样的温度要比夏季室外的气温低很多，在冬季又会比室外的气温高出很多，所以也为系统的安全和稳定运行奠定了坚实的基础，在冬季和夏季都能够保持一个良好的运行状态，运行的效率也非常的高，和传统的空调热泵相比，该系统在运行的过程中热能的利用率明显提高，甚至提高近50%，所以其在运行过程中所花费的成本也是普通空调的一半，所以该系统在最近几年也得到了十分广泛的应用，尤其是在欧美国家更是得到了广泛的应用，在我国这种空调系统也不断发展，在很多新的建筑工程中都得到了十分广泛的应用，同时还能够体现出良好的环保性能，对能源紧张的我国而言还提高了能源的利用效率。

2 地源热泵空调机组形式介绍

地源热泵机组到目前为止大体有二种：一种是小型机组，单机制冷量不大于25kW时，可吊装于顶内，不占用任何室内空间简称为分散式地源热泵、另一种是大型螺杆机组，单机制冷量一般都在几百个千瓦以上，需安装在专门的机房内称为中央式地源热泵机组。

3 地源热泵两种形式的系统设计

分散式度热泵系统在运行的过程中没有末端装置，系统在运行的过程中直接就能放出冷风或者是热风，分散式系统整体的体积比较小，所以占用的空间也相对较小，这也导致了该系统的容量比较小，所以在系统运行的过程中不需要设置专门的机房，在系统建设的前期阶段不需要高昂的投资费用，对系统的操作和控制也并不是非常的复杂，使用的灵活性非常强，从而也有效的实现了分户计量。

分散式地热泵空调系统在实际的工作中是通过水环路将各个机组的分支组成一个整体，从而实现对室内温度的调节，其主要分为两大类。一种是水循环系统、分散地热泵机组、小型风管系统组合而成，这种系统在运行时能够体现出非常大的优势，首先这种系统的空气质量相比其他方式要更好一些，系统在运行的过程中不会产生噪音，这会提高人们的生活质量，但是这种系统对高层建筑需要进行噪声处理。另外一种是水循环系统、分散式地源泵机组和小区式末端换热系统组成的一个综合系统，这种系统在运行的过程中末端系统设置的位置可以比较灵活的变换，同时还能够为生活提供一定的热水，但是这种模式需要做好管道保温工作，同时还在运行的过程中会产生噪音，这种系统本身的体积也比较大，所以会占用一定的室内空间。

由于分散式地源热泵是分散布置在各户或各室的，它和普通家用空调一样，实行单独电费计量，克服了锅炉采暖和中央空调制冷时的分户计量难题。正由于它是分散安装的，可分期分批投资，解决了中央空调机组必须一次投资到位的要求，从而降低了融资成本。

中央式地源热泵空调室外系统是利用地下土壤中的地热资源通过室外地下水环路系统输送给集中设置在一个机房内的所有机组，机组换热、制冷后通过空气输送管道或水系统送入各个房间的空调系统。中央式地源热泵系统换热设备集中，可以为整个建筑进行冷热供给，是最早出现的地源热泵室内系统的基本形式。

中央式地源热泵系统机组设备易维护，初期投资相对较低，施工难度小，非常适合升级改造项目。中央式系统由水循环系统、中央式地源热泵机组以及末端换热装置（风机盘管、地板采暖、顶板辐射、组合式空调等）构成，具有末端装置布局灵活、可结合地板采暖系统使用、可同时提供生活热水、可实现分室控制等显著优势；但存在系统效率相对较低、有冷凝水滴漏风险、占用一定室内空间、末端区域存在噪声、室内管道需保温等问题。

4 地源热泵两种系统形式设计、的应用

某单位为公建设计院，在2007年同时承接了两个客运站设计，面积基本相同，当时都采用的地源热泵空调形式。A客运站空调系统形式、采用的是分散式地源热泵系统，B客运站采用的是中央式地源热泵系统。通过两年来的使用以及客运站的使用特点对两个客运站的空调运行费用进行统计比较，结果发现在相同条件下A客运站空调运行费只有B客运站空调运行费的67%。我们对两个项目进行分析总结；一个客运站一是中央式水系统为二次低温水在送入各个功能房间时沿途损失较大。二是中央地源热泵大机组卸载能力低于分散式地源热泵小机组，分散式地源热泵小机组可根据房间使用情况卸载停机。以上两种因素导致一个客运站空调运行费高于另一个客运站空调运行费用33%。但地源热泵形式空调机组与传统的中央水冷空调机组相比还是能够节约40%的能耗。

结束语

分散式地源热泵是最为节能的系统形式，它减少了一半水泵能耗，每个区域，或房间一台机组可以用多少开多少，另外由于减少了空气输送管道或水系统送路程损失则比中央式系统节能30%以上，有些情况还可以减少主管网管沟投资。

参考文献

[1]沈沁.浅谈商用建筑空调的节能[J].商业文化（学术版），2008（9）.

[2]李志坤，唐义锋，冯辉.基于地源热泵技术的变频恒压供水空调系统[J].中国高新技术企业，2009（23）.

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