地源熱泵系統(tǒng)
能源和環(huán)保是人類生存和發(fā)展的兩大主題，是全球關(guān)注的問題。建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，而建筑能耗以供熱采暖和空調(diào)能耗為主，降低供暖空調(diào)系統(tǒng)的能耗、節(jié)約能源和減少冬季采暖所造成的大氣污染是…能源和環(huán)保是人類生存和發(fā)展的兩大主題，是全球關(guān)注的問題。建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，而建筑能耗以供熱采暖和空調(diào)能耗為主，降低供暖 空調(diào)系統(tǒng)的能耗、節(jié)約能源和減少冬季采暖所造成的大氣污染是建筑節(jié)能的重點(diǎn)。水/地源熱泵系統(tǒng)通過吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源，冬季 從大地吸收熱量，夏季向大地釋放熱量，再由熱泵機(jī)組向建筑物供冷供熱，該系統(tǒng)和常規(guī)的供熱空調(diào)系統(tǒng)相比大約節(jié)能50％，是一種利用可再生能源的高效節(jié)能、 無(wú)污染的新型空調(diào)系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于商業(yè)樓宇、公共建筑、住宅公寓、學(xué)校和醫(yī)院等建筑物。
地源熱泵系統(tǒng)根據(jù)源側(cè)分為以下三類：
• 水環(huán)式系統(tǒng)是使用共用管路中循環(huán)流動(dòng)的水作為冷（熱）源的系統(tǒng)。在此類系統(tǒng)中，通常采用冷卻塔作為系統(tǒng)的冷源而將鍋爐（包括燃?xì)狻⑷加突螂婂仩t）作為熱源。
• 地下水式系統(tǒng)是使用從水井、湖泊或河流中抽取得水作為冷（熱）源的系統(tǒng)。此系統(tǒng)根據(jù)水源的不同又可分為地下水系統(tǒng)（水井）和地表水系統(tǒng)（湖泊、河流甚至海洋等）。地下水系統(tǒng)通常采用開式環(huán)路，而地表水系統(tǒng)出于水源品質(zhì)的考慮可分別采用開式或閉式環(huán)路。
• 地下環(huán)路式系統(tǒng)是使用地下盤管中循環(huán)流動(dòng)的水作為冷（熱）源的系統(tǒng)。根據(jù)地下盤管的埋管方式，系統(tǒng)可分為水平式和豎直式兩種。
"修女之家" 建筑位于美國(guó)密歇根州門羅市的校園內(nèi)，是退休修女的家園。該建筑始建于1932年，占地3.5萬(wàn)平方米。幾年前，建筑出現(xiàn)老化跡象，陳舊的系統(tǒng)不能良好地運(yùn)行。修女們決定對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更新改造，同時(shí)要有效地利用資源而不是破壞資源。
由于該建筑非常古老，熱負(fù)荷很難平衡，供熱問題比供冷問題更難解決。采用地源熱泵系統(tǒng)對(duì)歷經(jīng)70年之久的藝術(shù)建筑提供冷熱，這對(duì)承接該改造項(xiàng)目的 H.F.Lenz工程公司來說是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。但他們通過巧妙的創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，使該地源熱泵系統(tǒng)不僅可靠實(shí)用而且可以節(jié)約很多費(fèi)用。
H.F. Lenz工程公司項(xiàng)目工程師Bill Devlin主持設(shè)計(jì)了"修女之家"的地源熱泵系統(tǒng)。Devlin在"修女之家"建筑內(nèi)設(shè)計(jì)了取暖和空調(diào)系統(tǒng)，在校園內(nèi)設(shè)計(jì)了地?zé)嵯到y(tǒng)，由中央機(jī)房（離心 機(jī)組和鍋爐）把二個(gè)系統(tǒng)聯(lián)系在一起。"修女之家"建筑工程改造始于2002年春天，中央冷源采用一臺(tái)450冷噸的高效離心機(jī)組，樓內(nèi)設(shè)有用于供冷和供熱的 466臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組，10英里(16,090米)多的水管和將近6英里(9,654米)的風(fēng)管。在該建筑外圍設(shè)地源熱泵的地埋管系統(tǒng)，地埋管總長(zhǎng)47英 里(7.6萬(wàn)米)，鉆孔數(shù)232個(gè)，每個(gè)孔深450英尺(137米)。工程安裝人員設(shè)法在樓內(nèi)布置了冷水機(jī)房和鍋爐房，克服了建筑內(nèi)的布管困難，并盡量降 低系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)管道的噪音。
修女之家" 地?zé)嵯到y(tǒng)改造工程于2003 年1 月開始運(yùn)行。系統(tǒng)在第一個(gè)冬季運(yùn)行良好，樓內(nèi)每個(gè)修女的房間都設(shè)有一個(gè)溫控器，供她們自行控制溫度。在最近美國(guó)東北部的電力中斷發(fā)生期間，系統(tǒng)的可靠性得 到了檢驗(yàn)。在停電期間，利用發(fā)電機(jī)帶動(dòng)水泵運(yùn)行，地?zé)嵯到y(tǒng)持續(xù)地正常工作，沒有任何不利影響。由于采用了新型節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)和節(jié)水系統(tǒng)，總體節(jié)能節(jié)水效果顯 著。迄今為止，該改造工程已獲得美國(guó)環(huán)保署-EPA 頒發(fā)的" 卓越潔凈空氣獎(jiǎng)" 和密歇根州建筑師協(xié)會(huì)頒發(fā)的" 可持續(xù)發(fā)展倡導(dǎo)獎(jiǎng)
