地源热泵技术应用与节能环保——调研报告.doc

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1、地热泵技术应用与节能环保调研报告地热泵技术的应用与节能与环保 调 研 报 告 1 一、 选题背景 随着现代经济的发展和人们生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空调已经成为普遍的要求。作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能利用率低，而且还会给大气造成严重的污染，因此在一些城市中燃煤锅炉在被逐步淘汰，而燃油、燃气锅炉则运行费用很高。在如今这个环保观念日益深入人心的时代下，如何科学有效的进行供暖已经成为了人人关注的民生大计，在绿水金山就是金山银山的时代号召下，我们调研小组特意以此为调研题目展开调研。面对日益严峻的环境问题，采取新式可供暖方式以及供冷技术已经迫在眉睫，而新式的地热泵就是一种在技术上和经济上

2、都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。而在学校的生活中最为直接的应用便是校园内能与环境工程学院学院楼的供冷、供暖自给自足，其所采用的便是心事的地热泵技术。二、具体介绍 地热泵类似于普通的制冷空调和热泵专制与系统，只是取代空气而利用地热浅层做热为建筑物提供所需要的能量。该技术利用大地表层中恒定的温度以及储存于地下土壤层中近乎无限的可再生低品位热能，通过输入少量的高品位能（如电能），实现了低温热向高温热的转移，地表土壤浅层（包括地下水）分别在冬季和夏季作为低热能和高温能，而能量在一定程度上得到了循环利用，符合节能建筑的基本要求和发展方向，是最有希望在住宅、商业和其他公用建筑供热制冷空调技术领域

3、发挥重要作用的新技术。2 在目前来说，地热泵的名称术语有很多，在国外，如：geothemal heat pumps,ground-coupled heat pumps,ground-water source heat pusmps,well water pumps 等等，而在国内也同样有许多不同的名称，如：土壤热热泵、大地耦合式热泵、地热热泵等。美国制冷空调是工程师协会 ASHRAE 在 1997 年将地热泵（ground source heat pump,GSHP）定位统一的标准术语。地热泵的生命力就在于它如下的几个优点，一次能利用率高，能效比高，环保、无污染，低运行费用，低维护费用。1 1

4、 、原理简介 地热泵是一种利用地下浅层地热资既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。地热泵通过输入少量的高品位能（电能），即可实现能量从低温热向高温热的转移。在冬季，把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于采暖；在夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，并且常年能保证地下温度的均衡。地热泵工作原理是：冬季，热泵机组从地（浅层水体或岩土体）中吸收热 3 量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地中，实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形式的不同，地热泵系统分为地下水地热泵系统和地表水地热泵系统和地埋管地热泵系统。地热泵系统在制冷状态下，地热泵机组内的压缩机对冷媒做

5、功，使其进行汽-液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由循环水路将冷媒中所携带的热量吸收，最终通过室外地能换热系统转移至地下水或土壤里。在室内热量通过室内采暖空调末端系统、水热泵机组系统和室外地能换热系统不断转移至地下的过程中，通过冷媒-空气热交换器（风机盘管），以 13以下的冷风的形式为房供冷。地热泵制冷及供冷原理图 地热泵制热及供热原理图 地热泵系统在制热状态下，地热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由室外地能换热系统吸收地下水或土壤里的热量，通过水热泵机组系统内

6、冷媒的蒸发，将水路循环4 中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以室内采暖空调末端系统向室内供暖。地热泵技术包含了抽地下水方式、埋管方式、抽取湖水或江河水方式等，抽取湖水或江河水方式造价最低，埋管方式最贵，但最好。只要有足够的场可地埋设管道（地下冷热交换装置）或政府允许抽取地下水的就应该优先考虑选择地热泵中央空调。地热泵中央空调如此节能是因为地热泵技术借助了地下的能量，地下的能量还是来至于太阳能。地热泵主要分为三种形式：地下水系统、地表水系统和地埋管系统。与前两种地热泵系统相比，地埋管系

7、统俗称为地热泵，该系统以地表浅层的土壤作为热，通过由地下埋管组成的地热换热器与水循环系统换热，这也是迄今为止应用最为广泛的地热泵系统。在节能楼地热泵的应用也正是这种。2 2 、优点介绍 优点 1：地热泵由于没有室外风扇，实际上是几乎没有噪音的，随便一台 10 匹的空调外机，噪音势必在 62 分贝到 65 分贝以上，特别是别墅造成的声污染是很大的，而噪音最大的就是风扇那个部件，如果地热泵外机靠循环水，那么噪音最大也不超过 45 分贝。地热泵往往是安装在室外机房里面，你不走入机房附近甚至都不知道主机是开还是没开。因此无噪音是其一个显著特点。优点 2：比风冷热泵和传统空调进一步节能，因为所有的空调只

8、要带5 风扇的，都会受室外温度影响，你买任何一台空调都会标明，你这台2 匹机是在 35 度热天和 5 度的冬天的匹数，为什么呢？因为会随着温度更热或更冷，冷热量都会衰减，所以风冷热泵还是大金空调我们都会配大一点满足其衰减量，所以别墅一般配 13 匹风冷大金外机，实际很冷或很热的时候可能只有 10 匹出力，这个是正常，所有做空调的人都已经按照经验设计进去了，客户在直观上没感觉衰减因为已经配大了。而地热泵相当于一台普通空调外机塞入一个 100 米的防空洞，那个温度四季如春，（一般是 12 到 18 度）这个时候无论你开冷还是开热，外机永远以为外界环境是 12 到 18 度，那么能效比超高，不光不会

9、有衰减，还会有增加，进而就是节能的意思，也就是说在室外零下 5 度的时候，普通大金或者特灵风冷 10 匹仅仅能产生出 8 匹的热量的时候，地热泵如果配 8 匹就够够了。所以他的用电量在室外极端温度的时候比普通空调进一步节省 30到 20。但是我们有些时候空调也在 10 度以上开启，所以我们讲平均比风冷热泵的地暖费用平均下来整个冬天会低 15。优点 3：由于风冷热泵和大金普通氟利昂空调等外机都需要通风良好的环境，而且必须风吹雨打，外机散热片还要经常清洗，否则也会导致用电费增加，而地热泵不会，他永远是干净的水循环（注意他既不抽地下水也不排水，仅仅是个到地下走一圈类似地暖的循环水），外机又永远放在避

10、风避雨的机房里，因此想一想都能知道他的使用寿命运行情况肯定要比风冷型的任何空调外机寿命长。地热泵可以做到集采暖、空调制冷和生活热水于一身，一套地6 热泵可以替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统，从而也增加的经济性。在不同的季节都有着不同的作用，地热泵夏季提供空调制冷、生活热水。地热泵空调机组图是把热交换器埋于地下，通过水在由高强度塑料管（ PE 管）组成的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的，实现室内风机盘管制冷，同时机组产生的废热一方面用来免费制取生活热水，另一方面将热量转移到地下，对房间进行降温，同时储存热量，以备冬用。地热泵过渡季节提供生活热水。

11、过渡季节：地热泵机组运行时，冬季通过土壤换热器，从地下垂直埋管环路中吸收低品位热能，再借助压缩机系统将低品位的能量提升为高品位的能量，产生45-50 持续不断的生活热水。地热泵冬季提供地板采暖、生活热水。冬季：地埋热泵系统通过埋在地下的封闭管道，将土壤中的热量转移到房间，并以较高的温度通过室内采暖空调末端释放到室内，可以利用地暖、风机盘管等设施用于采暖，并且可以提供生活热水；同时储存冷量，以备夏用，大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮泉，这样就实现了能量的季节转换。而在地热泵的应用过程中，针对不同场合可合理设置地热泵辅助系统，可以额外节约能耗或节省安装费用。而最常见的有三种：冷却塔补偿系统、太阳能辅助系统、热水回收系统。作为一项可用且可行的节能技术，随着市场的发展，它的应用也越来越广泛，所以前7 景可期，但在发展的道路上需要所有人的共同努力。第 5 页 共 5 页