什么是地源热泵?它是如何工作的?
什么是地源热泵?
“地源热泵(GSHP)利用埋在地下的管道从地面提取热量。这可以用来加热散热器中的水，地板下供暖以及提供热水。(节能信托，2007)。
什么是地源热泵?地源热泵提取地球通过太阳辐射获得的热量或热能。由于地球内部在一定深度后温度是恒定的，外部温度随大气条件的变化而频繁变化。地源热泵的工作原理是让流体在地下管道的封闭回路中循环。这种流体从地面吸收热量，并被输送到与建筑物相连的热泵，为建筑物供暖。在夏天，循环的流体将热量从建筑中转移出来，并通过已经铺设好的相同的地下水管将热量转移到地面。它是目前提取和输送热量最有效的技术之一。由于地面是主要的能源来源，这一事实使得这项技术更加自给自足，成本更低，因此是可行的。(崔满方，2015)
地源热泵是如何工作的?
在冬天，水从建筑内部泵出来，在埋在地下的管道回路中循环。由于地面内部的温度高于外部，水就会被加热。然后，温水在管道中循环，通过加热周围环境来消耗热量，水变冷后返回到地面，被地球内部储存的热量加热。一个地热泵可以在冬季将储存在地下的热量转移到建筑物内，在夏季将热量转移到建筑物外。地源热泵的成功运行也不需要任何特定的地质条件，如温泉等。与传统模式不同，地源热泵系统除了具有高效率外，还具有环保、维护成本低、建筑美观和投资回报高的优点。使用地源热泵的概念最早出现在1912年的瑞士专利中。(崔满方，2015)
地源热泵的意义及应用
地源热泵具有较高的效率，是其最大的优点之一。出于同样的原因——效率——GSHP系统在财政上更可行。如果一个地源热泵系统绝缘良好，它可以提供3 - 4.5倍的电能，它花费在家庭取暖。由于地源热泵只是将热量从一个地方转移到另一个地方，而不是燃烧燃料或产生能源，因此，高达4.5的效率系数(COP)才有可能实现。例如，以燃油为燃料的最佳炉，就热能所消耗的能量而言，只能达到100%的效率，而COP为4.5则意味着效率为450%。
这项研究在可再生能源和替代能源领域具有重要意义，因为它将提高人们对安装成本和地源热泵价格的认识。它还将使读者了解这一系统的价格范围，从而使他们在使用节约能源和寻求替代/可再生能源方法方面作出更明智的决定。
地源热泵(GSHPs)提供了一种比传统供热和制冷系统更高效、更环保的替代方案。利用地球地下恒定的温度来产生供暖和制冷，地源热泵可以减少对化石燃料的依赖，减少温室气体排放，在经济上更可行地用于供暖和制冷。地源热泵的另一个优点是，它们可以有效地转换为反向，因此它们可以以两种方式运行，既可以加热，也可以冷却建筑。标准的空调是空气对空气的热泵，在更热的日子里，它的工作效率很低，因为它们必须努力工作，拒绝热量传递给散热器，而散热器的温度已经更高了。对于地源热泵来说，热泵的运行效率要高得多，因为它会将热量排斥到相对较冷的热源(地面)。(Banks, 2008)同样的废弃热量也可以在寒冷的天气中被利用来给建筑供暖。
地源热泵的成本
地源热泵系统的成本高于常规系统(Imal, Yılmaz， & Pınarbaşı， 2015)，但地源热泵的性能系数(COPH)优于传统空调机组。大多数地源热泵的COPH至少为3，在良好的运行条件下，甚至可以达到4。地源热泵是最有效的，因此污染最小的加热、冷却和水加热系统。(科罗拉多可再生能源协会，2019)因此，地源热泵可以通过将每月节省的电费/煤气费纳入其投资的全部成本。如果将同样的回报概念应用到标准/传统的暖通空调系统，就不会有真正的回报，因为没有节约。燃料/电力费用是经常支付的。利用地热能供暖和制冷是有价值的，因为它对其使用地区的环境、经济和社会影响。(Snelling, Harris， & Wilson, 2017)。
随着人们对使用可再生/替代能源越来越感兴趣，有必要确定这些系统在我们当地的实验、性能和经济可行性。这将导致分析不同的加热/冷却机制的能源效率，节能，成本节约，减少污染等。
参考书目
- 崔鹏，满勇，方正。(2015)。清洁能源系统手册，联机。中国济南:约翰威利父子有限公司
- 能源圣人。(2020年2月16日)。地热泵的成本和效益。从能源圣人:https://www.energysage.com/green-heating-and-cooling/geothermal-heat-pumps/costs-benefits-geothermal-heat-pumps/
- 节能的信任。(2007)．家用地源热泵:闭环系统的设计和安装。伦敦。
- (2015)。带蒸汽压缩制冷机系统的地热冷热系统能效评价及经济可行性分析。可持续性,2。
- 银行、d(2008)。《热地质学导论:地源加热和冷却》。新加坡:布莱克威尔出版。
- 科罗拉多可再生能源协会。(2019年2月27日)。地热能源。科罗拉多可再生能源协会检索:https://web.archive.org/web/20110716140006/http://www.cres-energy.org/techbasics/geothermal_div1.html
- (2015)。带蒸汽压缩制冷机系统的地热冷热系统能效评价及经济可行性分析。可持续性,2。
- Snelling, Z.， Harris, C.， & Wilson, C.(2017)。里士满大学地热采暖和制冷的建议。里士满。
