《地源热泵培训》PPT课件.ppt

地源热泵系统地源热泵系统培训材料培训材料地源热泵系统的介绍地源热泵系统的介绍螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组地源热泵系统地源热泵系统地源热泵系统地源热泵系统(Ground-Source Heat Pump System)(Ground-Source Heat Pump System)(Ground-Source Heat Pump System)(Ground-Source Heat Pump System)30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源 热泵系统和热泵系统和地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统。地源地源地源地源热泵的工作原理（夏季）热泵的工作原理（夏季）热泵的工作原理（夏季）热泵的工作原理（夏季）30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组取水井取水井回灌井回灌井地源热泵的工作原理（冬季）地源热泵的工作原理（冬季）地源热泵的工作原理（冬季）地源热泵的工作原理（冬季）30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组取水井取水井回灌井回灌井地源热泵的分类地源热泵的分类地源热泵的分类地源热泵的分类30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组地源热泵地源热泵地埋管地埋管地源热泵地源热泵地表水地表水地源热泵地源热泵水平地埋管水平地埋管竖直地埋管竖直地埋管桩埋管桩埋管开式开式闭式闭式地下水地下水地源热泵地源热泵直接使用直接使用地下水地下水间接使用间接使用地下水地下水几种典型的地源热泵系统几种典型的地源热泵系统几种典型的地源热泵系统几种典型的地源热泵系统30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组竖直地埋管地源热泵系统竖直地埋管地源热泵系统竖直地埋管地源热泵系统竖直地埋管地源热泵系统水平地埋管地源热泵系统水平地埋管地源热泵系统水平地埋管地源热泵系统水平地埋管地源热泵系统地下水地源热泵系统地下水地源热泵系统地下水地源热泵系统地下水地源热泵系统地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统地源热泵的发展历史地源热泵的发展历史地源热泵的发展历史地源热泵的发展历史30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组19121912年，瑞士人年，瑞士人H.ZoellyH.Zoelly提出提出“地热源热泵地热源热泵”的概念的概念19461946年，美国建成第一个地源热泵系统，掀起了上世纪年，美国建成第一个地源热泵系统，掀起了上世纪40405050年代欧洲和年代欧洲和美国对地源热泵研究的第一次高潮，但由于存在诸多技术上的问题，此次美国对地源热泵研究的第一次高潮，但由于存在诸多技术上的问题，此次研究高潮并没有使得地源热泵得到广泛应用研究高潮并没有使得地源热泵得到广泛应用上世纪上世纪7070年代，年代，“能源危机能源危机”重新促使人们对地源热泵的研究。重新促使人们对地源热泵的研究。19741974年欧年欧洲开始了洲开始了3030个工程开发研究项目，而美国则在个工程开发研究项目，而美国则在19771977年重新开始了对地源热年重新开始了对地源热泵的大规模研究，美国政府对这些研究给予了大力的支持。泵的大规模研究，美国政府对这些研究给予了大力的支持。从上世纪从上世纪9090年代开始，地源热泵的发展进入了一个新的发展阶段。美国地年代开始，地源热泵的发展进入了一个新的发展阶段。美国地源热泵的年增长率为达到源热泵的年增长率为达到1010以上，现在大约有以上，现在大约有550550，000000套。而在德国、套。而在德国、法国、瑞典等欧洲国家，地源热泵广泛用于供暖，单单瑞典一个国家就累法国、瑞典等欧洲国家，地源热泵广泛用于供暖，单单瑞典一个国家就累计安装了计安装了230230，000000套地源热泵系统。套地源热泵系统。地源热泵在国内的发展地源热泵在国内的发展地源热泵在国内的发展地源热泵在国内的发展30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组19891989年，山东青岛建筑工程学院建立了第一台地源热泵系统的试验台年，山东青岛建筑工程学院建立了第一台地源热泵系统的试验台19971997年，中国科技部与美国能源部签署了年，中国科技部与美国能源部签署了中美地热开发利用的合作协议中美地热开发利用的合作协议书书。并在。并在19981998年确定在北京、杭州（后改为宁波）和广州各建立一个地源年确定在北京、杭州（后改为宁波）和广州各建立一个地源热泵示范性工程热泵示范性工程19971997年，我国开始学习和引进欧洲产品，出现了大规模的地下水源热泵采年，我国开始学习和引进欧洲产品，出现了大规模的地下水源热泵采暖项目。暖项目。20032003年年1111月，国家发布了月，国家发布了水源热泵机组国家标准水源热泵机组国家标准（GB/T 19409-GB/T 19409-2003),2003),并于并于20042004年年6 6月月1 1日开始实施日开始实施20052005年年1111月，国家发布了月，国家发布了地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范（GB 50366-GB 50366-2005),2005),并于并于20062006年年1 1月月1 1日开始实施日开始实施地源热泵在国内的应用情况地源热泵在国内的应用情况地源热泵在国内的应用情况地源热泵在国内的应用情况30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组资料来源：工程建设与设计在2005年对25家企业进行调查，这25家企业在全国共有2537个地源热泵项目。地源热泵系统的优点地源热泵系统的优点地源热泵系统的优点地源热泵系统的优点30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组利用可再生能源利用可再生能源地表土壤和水体收集了地表土壤和水体收集了4747的太阳辐射能量，是人类每年利用能量的的太阳辐射能量，是人类每年利用能量的500500倍还多倍还多高效节能高效节能冬季，水体和土壤的温度都比环境空气温度要高冬季，水体和土壤的温度都比环境空气温度要高夏季，水体和土壤的温度都比环境空气温度要低夏季，水体和土壤的温度都比环境空气温度要低比空气源热泵减少比空气源热泵减少3030以上的电耗，比电供暖减少以上的电耗，比电供暖减少7070以上的电耗以上的电耗运行稳定可靠运行稳定可靠水体和土壤的稳定相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动水体和土壤的稳定相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动不存在空气源热泵的结霜等问题不存在空气源热泵的结霜等问题一机多用，应用灵活一机多用，应用灵活一套系统即可供暖、空调和提供卫生热水一套系统即可供暖、空调和提供卫生热水可同时供热与供冷可同时供热与供冷环境效益显著环境效益显著无风扇噪声，无污染物排放无风扇噪声，无污染物排放夏季不会向建筑物周围放热，冬季不会从建筑物周围吸取热量夏季不会向建筑物周围放热，冬季不会从建筑物周围吸取热量地源热泵的缺点地源热泵的缺点地源热泵的缺点地源热泵的缺点30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组初投资较高初投资较高受地质条件的限制受地质条件的限制土壤的特性土壤的特性水源的温度、洁净度、水量和化学特性等水源的温度、洁净度、水量和化学特性等政府对水源的使用政策政府对水源的使用政策水源的使用费用水源的使用费用技术难点技术难点水源的探测开发技术水源的探测开发技术地下水的回灌地下水的回灌整体系统的设计整体系统的设计埋管技术与回填技术埋管技术与回填技术地源热泵系统经济性分析地源热泵系统经济性分析地源热泵系统经济性分析地源热泵系统经济性分析 30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组下面以生产下面以生产下面以生产下面以生产10000Kcal10000Kcal10000Kcal10000Kcal（大卡）热量时，用煤、电、热泵、燃气、油等采暖大卡）热量时，用煤、电、热泵、燃气、油等采暖大卡）热量时，用煤、电、热泵、燃气、油等采暖大卡）热量时，用煤、电、热泵、燃气、油等采暖方式所需费用，作一个简单的比较。方式所需费用，作一个简单的比较。方式所需费用，作一个简单的比较。方式所需费用，作一个简单的比较。从以上的比较可以看出：从以上的比较可以看出：从以上的比较可以看出：从以上的比较可以看出：地源热泵机组耗能比燃煤费用高，但比燃油，燃气和用电加热费用低。地源热泵机组耗能比燃煤费用高，但比燃油，燃气和用电加热费用低。地源热泵机组耗能比燃煤费用高，但比燃油，燃气和用电加热费用低。地源热泵机组耗能比燃煤费用高，但比燃油，燃气和用电加热费用低。地源热泵机组采用地能做热源，在供热时省去了锅炉房，节省建筑初投资，避免排烟污染。地源热泵机组采用地能做热源，在供热时省去了锅炉房，节省建筑初投资，避免排烟污染。地源热泵机组采用地能做热源，在供热时省去了锅炉房，节省建筑初投资，避免排烟污染。地源热泵机组采用地能做热源，在供热时省去了锅炉房，节省建筑初投资，避免排烟污染。地源热泵机组在制冷时省去冷却塔，避免了噪音及霉菌污染。地源热泵机组在制冷时省去冷却塔，避免了噪音及霉菌污染。地源热泵机组在制冷时省去冷却塔，避免了噪音及霉菌污染。地源热泵机组在制冷时省去冷却塔，避免了噪音及霉菌污染。综述：综述：综述：综述：地源热泵机组采用一次能源（天然能源），与应用地源热泵机组采用一次能源（天然能源），与应用地源热泵机组采用一次能源（天然能源），与应用地源热泵机组采用一次能源（天然能源），与应用2 2 2 2次能源相比，环保，节能效果明显。次能源相比，环保，节能效果明显。次能源相比，环保，节能效果明显。次能源相比，环保，节能效果明显。何种情况下适合使用地源热泵？何种情况下适合使用地源热泵？何种情况下适合使用地源热泵？何种情况下适合使用地源热泵？30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组地埋管地源热泵地埋管地源热泵有合适的地质条件（土壤的温度、传热性能等等）有合适的地质条件（土壤的温度、传热性能等等）有足够的埋管空间有足够的埋管空间成熟的埋管、回填技术成熟的埋管、回填技术地下水地源热泵地下水地源热泵有合适的水质条件（温度、洁净度、腐蚀性等）和水文地质条件（水层深度、厚度等）有合适的水质条件（温度、洁净度、腐蚀性等）和水文地质条件（水层深度、厚度等）可用水量满足热泵系统要求可用水量满足热泵系统要求地下水回灌顺利地下水回灌顺利地表水地源热泵地表水地源热泵合适的水温和流量（河水）或容量（湖水）合适的水温和流量（河水）或容量（湖水）开式系统：能对地表水进行合适的处理（除砂、过滤、杀菌灭藻、净化）开式系统：能对地表水进行合适的处理（除砂、过滤、杀菌灭藻、净化）闭式系统：合理的换热盘管的设计、放置地点闭式系统：合理的换热盘管的设计、放置地点地源热泵系统的相关国家标准地源热泵系统的相关国家标准地源热泵系统的相关国家标准地源热泵系统的相关国家标准 之之之之 系统标准系统标准系统标准系统标准强制性条文强制性条文强制性条文强制性条文30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组3.1.13.1.1条条 地源热泵系统方案设计前，应进行工程场地状况调查，并应对浅层地热能资源进行勘察地源热泵系统方案设计前，应进行工程场地状况调查，并应对浅层地热能资源进行勘察5.1.15.1.1条条 地下水换热系统应根据水文地质勘察资料进行设计。必须采取可靠回灌措施，确保置换地下水换热系统应根据水文地质勘察资料进行设计。必须采取可靠回灌措施，确保置换冷量或热量后的地下水全部回灌到同一含水层，并不得对地下水资源造成浪费及污染。系统冷量或热量后的地下水全部回灌到同一含水层，并不得对地下水资源造成浪费及污染。系统投入运行后，应对抽水量、回灌量及其水质进行定期监测。投入运行后，应对抽水量、回灌量及其水质进行定期监测。水源热泵机组的分类（按使用侧换热设备的型式分类）水源热泵机组的分类（按使用侧换热设备的型式分类）水源热泵机组的分类（按使用侧换热设备的型式分类）水源热泵机组的分类（按使用侧换热设备的型式分类）30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组水源热泵水源热泵冷热风型冷热风型(water-to-air heat pump)：使用侧换热设备为带送风设备的室内空气调节盘管的机组使用侧换热设备为带送风设备的室内空气调节盘管的机组冷热水型冷热水型(water-to-water heat pump):使用侧换热设备为制冷剂水热交换器的机组使用侧换热设备为制冷剂水热交换器的机组地源热泵系统的相关国家标准地源热泵系统的相关国家标准地源热泵系统的相关国家标准地源热泵系统的相关国家标准 之之之之 机组标准机组标准机组标准机组标准水源热泵的分类（按冷热源类型分类）水源热泵的分类（按冷热源类型分类）水源热泵的分类（按冷热源类型分类）水源热泵的分类（按冷热源类型分类）30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组水源热泵水源热泵水环式水环式(water-loop heat pump)：使用在共用管路循环流动的水为冷（热）源的机组使用在共用管路循环流动的水为冷（热）源的机组地下水式地下水式(ground-water heat pump):使用从使用从水井、湖泊或河流中水井、湖泊或河流中抽取的水为冷（热）源的机组抽取的水为冷（热）源的机组地下环路式地下环路式(ground-loop heat pump):使用在地下盘管中循环流动的水为冷（热）源的机组使用在地下盘管中循环流动的水为冷（热）源的机组机组国家标准对于机组国家标准对于机组国家标准对于机组国家标准对于EEREEREEREER和和和和COPCOPCOPCOP的规定的规定的规定的规定30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组注：能效比EER（Energy Efficiency Ratio)=热泵的制冷量/制冷消耗功率 性能系数COP（Coefficient of Performance)热泵的制热量/制热消耗功率30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组机组国家标准的机组试验工况机组国家标准的机组试验工况机组国家标准的机组试验工况机组国家标准的机组试验工况a采用名义制冷工况确定的水流量地埋管地源热泵系统地埋管地源热泵系统设计要点设计要点30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组地埋管换热系统勘察地埋管换热系统勘察地埋管换热系统勘察地埋管换热系统勘察30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 地埋管地源热泵系统方案设计前，应对工程现场区内岩土体地质条件进行勘地埋管地源热泵系统方案设计前，应对工程现场区内岩土体地质条件进行勘察，勘察应包括下列内容：察，勘察应包括下列内容：岩土层的结构岩土层的结构岩土体热物性岩土体热物性岩土体温度岩土体温度地下水静水位、水温、水质及分布地下水静水位、水温、水质及分布地下水径流方向、速度地下水径流方向、速度冻土层厚度冻土层厚度 岩土体的特性对地埋管换热器施工进度与初投资有很大影响。所以，工程勘岩土体的特性对地埋管换热器施工进度与初投资有很大影响。所以，工程勘察完成后，应对地埋管换热系统实施的可行性及经济性进行评估。察完成后，应对地埋管换热系统实施的可行性及经济性进行评估。地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计总释热量与总吸热量要平衡总释热量与总吸热量要平衡总释热量与总吸热量要平衡总释热量与总吸热量要平衡30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 地源热泵系统的最大释热量要与建筑设计冷负荷相对应，最大吸热量要与建地源热泵系统的最大释热量要与建筑设计冷负荷相对应，最大吸热量要与建筑设计热负荷相对应：筑设计热负荷相对应：最大释热量冷负荷最大释热量冷负荷（1 11/EER1/EER）循环水输送过程得热量水泵释放热量循环水输送过程得热量水泵释放热量最大吸热量热负荷最大吸热量热负荷（1 11/COP1/COP）循环水输送过程失热量水泵释放热量循环水输送过程失热量水泵释放热量 地埋管换热系统的设计要进行全年动态负荷计算，最小计算周期宜为地埋管换热系统的设计要进行全年动态负荷计算，最小计算周期宜为1 1年。年。最大释热量和最大吸热量相差不大的工程，应分别计算供热与供冷工况下地最大释热量和最大吸热量相差不大的工程，应分别计算供热与供冷工况下地埋管换热器的长度，取其大者，确定地埋管换热器。埋管换热器的长度，取其大者，确定地埋管换热器。当两者相差较大时，宜通过技术经济比较，采用辅助散热（例如冷却塔）或当两者相差较大时，宜通过技术经济比较，采用辅助散热（例如冷却塔）或辅助供热（例如锅炉）的方式来解决，这就是所谓的复合型系统。辅助供热（例如锅炉）的方式来解决，这就是所谓的复合型系统。地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计总释热量与总吸热量要平衡总释热量与总吸热量要平衡总释热量与总吸热量要平衡总释热量与总吸热量要平衡30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 吸热量吸热量释热量释热量 土壤的温度不断降低土壤的温度不断降低热泵系统夏季制冷效率有所提高热泵系统夏季制冷效率有所提高但是冬季制热效率大大降低，甚至不能向土壤吸热但是冬季制热效率大大降低，甚至不能向土壤吸热冬季采用供热锅炉补充，减少从土壤吸取的热量冬季采用供热锅炉补充，减少从土壤吸取的热量地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计总释热量与总吸热量要平衡总释热量与总吸热量要平衡总释热量与总吸热量要平衡总释热量与总吸热量要平衡30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 吸热量吸热量释热量释热量 土壤的温度不断升高土壤的温度不断升高热泵系统冬季制热效率有所提高热泵系统冬季制热效率有所提高但是夏季制冷效率降低，甚至不能向土壤释热但是夏季制冷效率降低，甚至不能向土壤释热夏季采用冷却塔辅助散热，将部分热量排向大气夏季采用冷却塔辅助散热，将部分热量排向大气地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计复合系统复合系统复合系统复合系统30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组能从设计上保证地埋管换热器的换热平衡能从设计上保证地埋管换热器的换热平衡初投资比全部采用地埋管系统要少初投资比全部采用地埋管系统要少所需埋管数量和地表面积都所需埋管数量和地表面积都比全部采用地埋管系统要少比全部采用地埋管系统要少系统控制比全部采用地埋管系统要复杂系统控制比全部采用地埋管系统要复杂地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计埋管方式的确定埋管方式的确定埋管方式的确定埋管方式的确定30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 埋管方式应根据可使用地面面积、工程勘察结果及挖掘成本等因素来确定：埋管方式应根据可使用地面面积、工程勘察结果及挖掘成本等因素来确定：水平埋管水平埋管可利用地表面积较大，浅层岩土体的温度及热物性受气候、雨水、可利用地表面积较大，浅层岩土体的温度及热物性受气候、雨水、埋设深度影响较小埋设深度影响较小竖直埋管竖直埋管可利用地表面积较小，浅层岩土体的温度及热物性受气候、雨水、可利用地表面积较小，浅层岩土体的温度及热物性受气候、雨水、埋设深度影响较大埋设深度影响较大桩埋桩埋没有合适的室外用地时，利用建筑物的混凝土基桩埋设，即将没有合适的室外用地时，利用建筑物的混凝土基桩埋设，即将U U形管捆形管捆扎在基桩的钢筋网架上，然后浇灌混凝土，使扎在基桩的钢筋网架上，然后浇灌混凝土，使U U形管固定在基桩内形管固定在基桩内地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计埋管方式的确定埋管方式的确定埋管方式的确定埋管方式的确定30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组目前，竖直埋管由于占地面积小，且埋管技术日趋成熟，因此在国内应用最为广泛目前，竖直埋管由于占地面积小，且埋管技术日趋成熟，因此在国内应用最为广泛地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计换热器的设计计算换热器的设计计算换热器的设计计算换热器的设计计算30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 设计前需要对现场岩土体热物性进行测定，并根据实测数据，采用专业软件设计前需要对现场岩土体热物性进行测定，并根据实测数据，采用专业软件进行计算。进行计算。目前，国际上比较认可的地埋管换热器的计算核心为瑞典隆德大学开发的目前，国际上比较认可的地埋管换热器的计算核心为瑞典隆德大学开发的g-g-functionsfunctions算法。根据程序界面的不同主要有：算法。根据程序界面的不同主要有：瑞典隆德大学开发的瑞典隆德大学开发的EEDEED程序程序美国威斯康星大学美国威斯康星大学Solar EnergySolar Energy实验室开发的实验室开发的TRNSYSTRNSYS程序程序美国俄克拉何马州大学开发的美国俄克拉何马州大学开发的GLHEPROGLHEPRO程序程序地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计传热介质的选用传热介质的选用传热介质的选用传热介质的选用30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 传热介质以水为首选，在有可能冻结的地区，应在传热介质中添加防冻剂，传热介质以水为首选，在有可能冻结的地区，应在传热介质中添加防冻剂，添加防冻剂后的传热介质的冰点宜比系统设计最低运行水温低添加防冻剂后的传热介质的冰点宜比系统设计最低运行水温低3 355。可选的防。可选的防冻剂包括：冻剂包括：盐类：氯化钙和氯化钠盐类：氯化钙和氯化钠乙二醇乙二醇酒精酒精钾盐溶液钾盐溶液地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管管材的选用地埋管管材的选用地埋管管材的选用地埋管管材的选用30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 地埋管应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小的塑料管材地埋管应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小的塑料管材及管件，宜采用聚乙烯管（及管件，宜采用聚乙烯管（PE80PE80或或PE100PE100）或聚丁烯管（或聚丁烯管（PBPB），），不宜采用聚氯乙稀不宜采用聚氯乙稀（PVCPVC）管。管件与管材应为相同材料。管。管件与管材应为相同材料。不得宜采出厂已久的管材，宜采用刚刚制造出的管材。聚乙烯管应符合不得宜采出厂已久的管材，宜采用刚刚制造出的管材。聚乙烯管应符合给给水用聚乙烯（水用聚乙烯（PEPE）管材管材GB/T 13663GB/T 13663的要求；聚丁烯管应符合的要求；聚丁烯管应符合冷热水用聚丁烯冷热水用聚丁烯（PBPB）管道系统管道系统GB/T 19473.2GB/T 19473.2的要求。的要求。地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计回填材料回填材料回填材料回填材料30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组水平地埋管换热器水平地埋管换热器 回填料应细小、松散、均匀，且不应含石块及土块。回填压实过程应均匀，回填料应细小、松散、均匀，且不应含石块及土块。回填压实过程应均匀，回填料应与管道接触紧密，且不得损伤管道。回填料应与管道接触紧密，且不得损伤管道。竖直地埋管换热器竖直地埋管换热器n 灌浆回填料宜采用膨润土和细砂（或水泥）的混合浆或专业灌浆材料（膨灌浆回填料宜采用膨润土和细砂（或水泥）的混合浆或专业灌浆材料（膨润土的比例宜为润土的比例宜为4 46 6）。）。n 钻孔时取出的泥砂浆凝固后如收缩很小时，也可用作灌浆材料。钻孔时取出的泥砂浆凝固后如收缩很小时，也可用作灌浆材料。n 当地埋管换热器设在密实或坚硬的岩土体中时，宜采用水泥基料灌浆回填。当地埋管换热器设在密实或坚硬的岩土体中时，宜采用水泥基料灌浆回填。以防止孔隙水因冻结膨胀损坏膨润土灌浆材料而导致管道被挤压节流。以防止孔隙水因冻结膨胀损坏膨润土灌浆材料而导致管道被挤压节流。地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计地埋管换热系统设计竖直地埋管回填技术竖直地埋管回填技术竖直地埋管回填技术竖直地埋管回填技术30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组U U形管安装完毕后，应立即灌浆回填封孔，隔离含水层形管安装完毕后，应立即灌浆回填封孔，隔离含水层灌浆时，应保证灌浆的连续性，应根据机械灌浆的速度将灌浆管逐渐抽出，使灌浆时，应保证灌浆的连续性，应根据机械灌浆的速度将灌浆管逐渐抽出，使灌浆液自下而上灌注封孔，确保钻孔灌浆密实，无空隙，否则会降低传热效果，灌浆液自下而上灌注封孔，确保钻孔灌浆密实，无空隙，否则会降低传热效果，影响工程质量。影响工程质量。地下水地源热泵系统地下水地源热泵系统设计要点设计要点30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组地下水地源热泵系统设计地下水换热系统勘察地下水地源热泵系统设计地下水换热系统勘察地下水地源热泵系统设计地下水换热系统勘察地下水地源热泵系统设计地下水换热系统勘察30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 地下水地源热泵系统方案设计前，应根据地源热泵系统对水量、水温和水质地下水地源热泵系统方案设计前，应根据地源热泵系统对水量、水温和水质的要求，对工程场区的水文地质条件进行勘察：的要求，对工程场区的水文地质条件进行勘察：地下水类型地下水类型含水层岩性、分布、埋深及厚度含水层岩性、分布、埋深及厚度含水层的富水性和渗透性含水层的富水性和渗透性地下水径流方向、速度和水力坡度地下水径流方向、速度和水力坡度地下水水温及其分布地下水水温及其分布地下水水质地下水水质地下水水位动态变化地下水水位动态变化地下水地源热泵系统设计水文地质试验地下水地源热泵系统设计水文地质试验地下水地源热泵系统设计水文地质试验地下水地源热泵系统设计水文地质试验30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 地下水地源热泵系统勘察应进行水文地质试验：地下水地源热泵系统勘察应进行水文地质试验：抽水试验（稳定延续抽水试验（稳定延续1212小时，出水量不小于设计出水量，降深不大于小时，出水量不小于设计出水量，降深不大于5 5米）米）回灌试验（稳定延续回灌试验（稳定延续3636小时以上，回灌量应大于设计回灌量）小时以上，回灌量应大于设计回灌量）测量出水水温测量出水水温取分层水样并化验分析分层水质取分层水样并化验分析分层水质水流方向试验水流方向试验渗透系数计算渗透系数计算地下水地源热泵系统设计水井的设计地下水地源热泵系统设计水井的设计地下水地源热泵系统设计水井的设计地下水地源热泵系统设计水井的设计30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 水井的设计应符合现行国家标准水井的设计应符合现行国家标准供水管井技术规范供水管井技术规范GB 50296GB 50296的相关规定，的相关规定，并应包含下列内容：并应包含下列内容：水井抽水量和回灌量、水温和水质水井抽水量和回灌量、水温和水质水井数量、井位分布及取水层位水井数量、井位分布及取水层位井管配置及管材选用，抽灌设备选择井管配置及管材选用，抽灌设备选择井身结构、填砾位置、滤料规格及止水材料井身结构、填砾位置、滤料规格及止水材料抽水试验和回灌试验要求及措施抽水试验和回灌试验要求及措施井口装置及附属设施井口装置及附属设施地下水地源热泵地下水地源热泵地下水地源热泵地下水地源热泵系统设计水质要求系统设计水质要求系统设计水质要求系统设计水质要求30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组 直接进入水源热泵机组的地下水水质应满足以下要求：直接进入水源热泵机组的地下水水质应满足以下要求：当水质达不到要求时，应进行处理。经过处理后仍达不到规定时，应在地当水质达不到要求时，应进行处理。经过处理后仍达不到规定时，应在地下水与水源热泵之间加设中间换热器。下水与水源热泵之间加设中间换热器。对于腐蚀性及硬度高的水源，应设置抗腐蚀的不锈钢换热器或钛板换热器。对于腐蚀性及硬度高的水源，应设置抗腐蚀的不锈钢换热器或钛板换热器。在使用海水时，建议在进入换热器前增加氯气处理装置以防止藻类在换热在使用海水时，建议在进入换热器前增加氯气处理装置以防止藻类在换热器内部滋生。器内部滋生。含砂量含砂量pH值值CaO矿矿化度化度ClSO42Fe2H2S1/200,0006.58.5200mg/L3g/L100mg/L200mg/L1mg/L0.5mg/L地下水地源热泵系统设计水质问题及解决措施地下水地源热泵系统设计水质问题及解决措施地下水地源热泵系统设计水质问题及解决措施地下水地源热泵系统设计水质问题及解决措施30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组地下水地源热泵系统设计要点取水地下水地源热泵系统设计要点取水地下水地源热泵系统设计要点取水地下水地源热泵系统设计要点取水30HXC-HP30HXC-HP 螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组螺杆式水水热泵机组形形形形式式式式尺尺尺尺 寸寸寸寸深深深深 度度度度(m)(m)(m)(m)适适适适 用用用用 范范范范 围围围围 出出出出 水水水水 量量量量 (m(m(m(m3 3 3 3/d)/d)/d)/d)地下水类型地下水类型地下水类型地下水类型地下水埋深地下水埋深地下水埋深地下水埋深含水层厚度含水层厚度含水层厚度含水层厚度水文地质特征水文地质特征水文地质特征水文地质特征管管管管井井井井井径井径井径井径50100mm50100mm50100mm50100mm；150600mm150600mm150600mm150600mm井深井深井深井深202020201000 m,1000 m,1000 m,1000 m,常用常用常用常用300 300 300 300 m m m m 以内以内以内以内潜水，承压潜水，承压潜水，承压潜水，承压水，裂隙水，水，裂隙水，水，裂隙水，水，裂隙水，溶洞水溶洞水溶洞水溶洞水 200m200m200m200m以内以内以内以内,常常常常用用用用70m70m70m70m以内以内以内以内大于大于大于大于5m5m5m5m或有或有或有或有多层含水层多层含水层多层含水层多层含水层 适用于任何砂、适用于任何砂、适用于任何砂、适用于任何砂、卵石、砾石地卵石、砾石地卵石、砾石地卵石、砾石地层及构造裂隙、层及构造裂隙、层及构造裂隙、层及构造裂隙、岩溶裂隙地带岩溶裂隙地带岩溶裂隙地带岩溶裂隙地带单井出水量单井出水量单井出水量单井出水量500-500-500-500-6000m6000m6000m6000m3 3 3 3/d,/d,/d,/d,最大可最大可最大可最大可达达达达2-32-32-32-3万万万万m mm m3 3 3 3/d/d/d/d大大大大口口口口井井井井井径井径井径井径210m,210m,210m,210m,常用常用常用常用48m48m48m48m井深在井深在井深在井深在20m20m20m20m以内以内以内以内,常用常用常用常用666615m15m15m15m潜水，潜水，潜水，潜水，承压水承压水承压水承压水一般在一般在一般在一般在10m10m10m10m以内以内以内以内一般为一般为一般为一般为5-5-5-5-15m15m15m15m砂、卵石、砾砂、卵石、砾砂、卵石、砾砂、卵石、砾石地层，渗透石地层，渗透石地层，渗透石地层，渗透系数最好在系数最好在系数最好在系数最好在20m/d20m/d20m/d20m/d以上以上以上以上单井出水量单井出水量单井出水量单井出水量500-500-500-500-1 1 1 1万万万万m mm m3 3 3 3/d,/d,/d,/d,最大为最大为最大为最大为2-32-32-32-3万万万万m mm m3 3 3 3/d/d/d/d辐辐辐辐射射射射井井井井集水井直径集水井直径集水井直径集水井直径44446m,6m,6m,6m,辐射管直径辐射管直径辐射管直径辐射管直径50-50-50-50-300mm300mm300mm300mm，常用常用常用常用75150mm75150mm75150mm75150mm集水井井集水井井集水井井集水井井深深深深333312m12m12m12m潜水，潜水，潜水，潜水，承压水承压水承压水承压水埋深埋深埋深埋深12m12m12m12m以以以以内内内内,辐射管距辐射管距辐射管距辐射管距降水层应大降水层应大降水层应大降水层应大于于于于1m1m1m1m一般大于一般大于一般大于一般大于2m2m2m2m补给良好的中补给良好的中补给良好的中补给良好的中粗砂、砾石层，粗砂、砾石层，粗砂、砾石层，粗砂、砾石层，但不可含有飘但不可含有飘但不可含有飘但不可含有飘砾砾砾砾单井为单井为单井为单井为50003500035000350003万万万万m mm m3 3 3 3/d,/d,/d,/d,最大为最大为最大为最大为3.13.13.13.1万万万万m mm m3 3 3 3/d/d/d/d渗渗渗渗渠渠渠渠直径为直径为直径为直径为4504504504501500mm,1500mm,1500mm,1500mm,常用为常用为常用为常用为6001000mm6001000mm6001000mm6001000mm埋深埋深埋深埋深10 m 10 m 10 m 10 m 以内，常以内，常以内，常以内，常用用用用46 m46 m46 m46 m潜水，潜水，潜水，潜水，河床渗透水河床渗透水河床渗透水河床渗透水一般埋深一般埋深一般埋深一般埋深8m8m8m8m以内以内以内以内一般为一般为一般为一般为44446m6m6m6m补给