浅谈地源热泵系统.doc

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1、最新【精品】范文 参考文献 专业论文浅谈地源热泵系统浅谈地源热泵系统 摘要：地源热泵技术利用地源资源，是一种成熟可靠的供暖与制冷技术。由于地热资源的天然，可再生，安全，环保等性能，地源热泵在许多国家都已得到了非常广泛的使用。 本文结合工作以后接触的几次地源热泵工程，简单阐述了地源热泵系统的原理及一些应用问题，并结合柳林路加油站的工程概况简单进行相关分析关键词：地源热泵；地热；节能；环保； Abstract: The geothermal resource utilization of ground source heat pump technology, is a mature and rel

2、iable heating and cooling technology. The geothermal resources of natural, renewable, safety, environmental protection and other properties, ground-source heat pump in many countries has been widely used. Several times the ground-source heat pump project contact after working in this paper, the prin

3、ciples of ground source heat pump system and some application problems, of combining Liulin Road gas station construction and simple correlation analysis Key words: ground source heat pump; geothermal; energy saving; environment protection 中图分类号：TU2 1、引言 地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水，土壤或地表水等）的既可供热又可制

4、冷的高效节能空调系统。地源热泵利用地能一年四季温度稳定的特性，冬季把地能作为热泵供暖的热源，夏季把地能作为空调的冷源；通常地源热泵消耗1kw的能量，用户可以得到4kw左右的热量或冷量。在节能环保要求日益提高的今天，地源热泵空调系统正以其不可替代的优势，越来越受到人们的重视。 2、地源热泵的基本原理 根据热工学理论，热泵系统能够将低温热量提升至高温热量。图1为常见的空调机组系统原理示意图，制冷主要利用蒸发器吸收热量，热泵是利用冷凝器散发热量，系统运转的同时须外部能量的输入。蒸发器从环境中取热，此时从环境取热的对象称为热源；冷凝器则向环境排热，此时向环境排热的对象称为冷源。 图1 制冷、热泵示意图

5、 蒸发器、冷凝器根据循环工质与环境换热介质的不同，主要分为空气换热和水换热两种形式。根据热泵（或制冷机）与环境换热介质的不同，可分为水水式，水空气式，空气水式，和空气空气式共四类。我们将具有热泵功能的制冷系统常常称为热泵，以突出其产生可利用热能的功能。若按照其冷热源的性质来分，国外的文献通常把它们分为空气源热泵（Air Source Heat Pump， ASHP） 和地源热泵（Ground Source Heat Pump， GSHP）两大类。 3、 地源热泵常见形式 地表土壤和水体是一个巨大的太阳能集热器，收集近47%的太阳辐射能量，比人类每年利用能量500倍还多。地下的水体通过土壤间接地

6、接受太阳辐射能量，而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的均衡，这使得利用储存于其中的似乎无限的太阳能（或称地能）成为可能，所以说地源热泵是利用可再生能源的一种有效途径。与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或7090%的燃料内能转化为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为1025，其制冷、制热系数可达3.54.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的5060。因此地源热泵空调系统世界各国取得了

7、较快的发展，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。 地源热泵根据对低温热源的利用方式的不同，可以分为闭式系统和开式系统两种。 闭式系统 指在水侧为一组闭式循环的换热套管，该组套管一般水平或垂直埋于地下或地表水域中，通过与土壤或地表水域水换热来实现能量转移（其中埋于土壤中的系统又称土壤源热泵，埋于海水中的系统又称海水源热泵），见图2。 开式系统 指从地下抽水或地表抽水后经过换热器直接排放的系统（地下水热泵系统和地表水热泵系统一般又称为水源热泵系统），见图3。 图2 闭式系统 图3 开式系统 4、 地源热泵在应用中存在的问题 4.1使用地下水的热泵系统（开式系统） 这种系统需要有丰富

8、和稳定的地下水资源作为先决条件。因此在决定采用地下水热泵系统之前，一定要做详细的水文地质调查，并先打勘测井，以获取地下温度、地下水深度、水质和出水量等数据。地下水热泵系统的经济性与地下水层的深度有很大的关系。如果地下水位较低，不仅成井的费用增加，运行中水泵的耗电将大大降低系统的效率。此外，虽然理论上抽取的地下水将回灌到地下水层，但目前国内地下水回灌技术还不成熟，在很多地质条件下回灌的速度大大低于抽水的速度，从地下抽出来的水经过换热器后很难再被全部回灌到含水层内，造成地下水资源的流失。 4.2使用地表水的热泵系统（开式系统） 地表水热泵系统的热源是池塘、湖泊或河溪中的地表水作为热泵的低温热源，但

9、这种地表水热泵系统也受到自然条件的限制。由于地表水温度受气候的影响较大，当环境温度越低时热泵的供热量越小，而且热泵的性能系数也会降低。一定的地表水体能够承担的冷热负荷与其面积、深度和温度等多种因数有关，需要根据具体情况进行计算。这种热泵的换热对水体中生态环境的影响有时也需要预先加以考虑。 4.3使用土壤热源热泵（闭式系统） 土壤埋管式热泵系统在冬季供热过程中，栽热介质从地下收集热量，再通过系统把热量带到室内。夏季制冷时系统逆向运行，即从室内带走热量，再通过系统将热量送到地下岩土中。因此，土壤埋管式热泵系统保持了地下水热泵利用大地作为冷热源的优点，同时又不需要抽取地下水作为传热的介质。它是一种可

10、持续发展的建筑节能新技术。但这种地源热泵系统对土壤换热器的材质及地质结构的要求比较高，同时埋设换热器需要较大的场地，系统投资也较其它方式要高，适用于面积比较小的居住类单体建筑，难于应用大型工程中。 5、 柳林路加油站地源热泵空调设计 工程地点：天津市柳林路加油站 设计内容：设计空调系统，为该建筑提供夏季制冷、冬季采暖 建筑面积：124m2 系统形式：地埋管热泵系统 冷热源：地下恒温土壤源 系统末端方式：风机盘管+散热器 5.1空调室外计算参数 5.2空调室内计算参数 5.3冷热负荷计算 由于加油站的建筑类型为单体型，其冬季采暖和夏季空调负荷比较大。因此，根据建筑设备专业设计技术资料及本项目建筑

11、物采暖、制冷的实际情况，计算结果见下表 5.4 设备选型 选用德碧家地源热泵BWHP20型1台地源热泵机组，机组制冷工况制冷量17.6kw 制热工况制热量19.5kw 制冷剂采用R22末端风机盘管采用FP6.3和FP3.5型 5.5 经济比较 5.5.1 供暖形式 地源热泵8元/ m2 年 集中供热26元/ m2年 124 m2*8=992元 124 m2*26=3224元 节省2232元 5.5.2 制冷形式 地源热泵4.5元/ m2 年 集中供热9.5元/ m2年 124 m2*4.5=558元 124 m2*9.5=1178元节省620元 6、小结 随着能源的日益紧张和热泵技术的发展，地源热泵以其卓越的工作能效比，得到大家的认可和应用，同时充分利用热泵“废热”，也将是未来热泵发展的趋势。因此，对于设计工作者，熟练掌握地源热泵系统的应用设计也成为必须的要求。-最新【精品】范文