地源熱泵是一項高效節(jié)能型、環(huán)保型并能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新技術，它既不會污染地下水，又不會影響地面沉降。德州艾富萊對地源熱泵戶式空調系統(tǒng)設計的幾個關鍵問題進行了探討，對系統(tǒng)的設計方法和運行控制技術進行了分析。

地源熱泵是地下土壤層為冷（熱）源對建筑物進行供暖、供熱水和空調供應的技術。眾所周知，地層之下一年四季均保持一個相對穩(wěn)定的溫度。在夏季，地下的溫度要比地面空氣溫度低，在冬季卻比地面空氣溫度高。地源熱泵正是利用大地的這個特點，通過埋藏在地下的換熱器，與土壤或巖石交換熱量。地源熱泵全年運行工況穩(wěn)定，不需要其它輔助熱源及冷卻設備即可實現(xiàn)冬季供熱、夏季供冷。所以，地源熱泵是一項高效節(jié)能型、環(huán)保型并能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新技術，它既不會污染地下水，又不會影響地面沉降。在冬天，管道內(nèi)的液體將地下的熱量抽出，然后通過系統(tǒng)導入建筑物內(nèi)，同時蓄存冷量，以備夏用；在夏天，熱量從建建筑物內(nèi)抽出，通過系統(tǒng)排入地下，同時蓄存熱量，以備冬用。地源熱泵一年四季均能可靠的提供高品質的冷暖空氣，為我們營造一個非常舒適的室內(nèi)環(huán)境。因此，地源熱泵空調得到了廣泛的發(fā)展，尤其適合作為戶式中央空調的冷（熱）源。由于缺乏對埋地換熱器在土壤中復雜的傳熱、傳質綜合傳遞過程的深入研究，使得這些結論只適用于某一具體實驗系統(tǒng)，所提供的基礎數(shù)據(jù)較少而不能作為設計依據(jù)。因此在地源熱泵機組及系統(tǒng)開發(fā)和設計上還有許多尚待解決的問題。德州艾富萊將對戶式水-水式地源熱泵機組、土壤熱交換器及整個空調系統(tǒng)等的開發(fā)與設計進行簡單探討。

　　地源熱泵中央空調系統(tǒng)設計

　　　系統(tǒng)設計參數(shù)

　　關于（冷）熱源側水流量，要由最大得熱量和最大釋熱量確定的。埋管中水流速的選取取決于埋管循環(huán)流程長度、埋管材料、管徑大小、當?shù)氐卦礂l件以及機組的特性要求。一般，如提高水流速度可適當增加換熱系數(shù)，強化換熱量，減小換熱面積和換熱管的耗材，但流速太快會增加循環(huán)水泵能量消耗。一般可取流速為 0.65-1.5 m/s。具體可當?shù)貤l件進行優(yōu)化分析與設計，其優(yōu)化設計考慮的參數(shù)關系如下。

　　復合能耗N = f（長度LLT、埋管材料Ma、管徑D、地源溫度Te，地源熱指標Ke，機組特性Type）

　　在機組選擇上，設定地埋管進水溫度，根據(jù)測井測出的進出水溫差推算出地埋管出水溫度，進而確定熱泵機組中工質冬季的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度。總之，我國幅員遼闊，地處溫帶，在不同地區(qū)氣候條件差異很大，其負荷也迥然不同。因此不能照搬國外的技術成果，而要開發(fā)適合我國氣候特點的技術。

　　機組的設計

　　地源熱泵的形式比較多，其中商用化最為廣泛的是蒸汽壓縮式熱泵。對于戶式地源熱泵系統(tǒng)，以水-水系統(tǒng)為例，由一個室外機組和多個室內(nèi)機組組成。該系統(tǒng)可以對每個空調室進行單獨調節(jié)，滿足各個空調室的要求，具有較好的節(jié)能效果。而變頻戶式地源熱泵空調系統(tǒng)加上獨立的新風系統(tǒng)是一很有發(fā)展前景的理想的節(jié)能舒適型戶式中央空調系統(tǒng)。因而其優(yōu)化設計具有極其重要的價值。

　　傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)設計方法是基于經(jīng)驗加實驗為主。通常經(jīng)驗設計方法簡便易行，對理論知識和實驗條件等依賴性相對較小。然而經(jīng)驗設計方法不可避免地具有直接和可靠性低、穩(wěn)定性差的缺點，只適于產(chǎn)品的初步開發(fā)。而基于理論預測的優(yōu)化設計技術可以有效。最優(yōu)化方法就是在一切可行方案中選出最優(yōu)方案的方法。在最優(yōu)化設計中，表征方案的一切獨立變量為設計變量。最優(yōu)化方法就是研究如何合理地確定這些變量的方法。而評價方案優(yōu)劣的指標決定于該方案所選定的設計變量，即該指標為設計變量的函數(shù)-目標函數(shù)。在系統(tǒng)優(yōu)化設計中，設計變量的取值常常受到種種條件的限制，即約束條件。