水源热泵同井提灌-专利技术

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1、一、热泵技术介绍1.1总体介绍.•热泉技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作目的和温度范围不一样。热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，通过传热工质循环系统提高温度进行利用，而整

2、个热泵装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量高品位能源。在运行屮，蒸发器从周围环境屮吸取热量以蒸发传热给工质，工质蒸汽经压缩机压缩后温度和压力上升，高温蒸气通过冷凝器冷凝成液体吋，释放出的热量传递给了供热水。冷凝后的传热工质通过膨胀阀返冋到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。按照工作原理的不同，热泵可被分为蒸汽压缩式热泵（也称为机械压缩式热泵h吸收式热泵、化学热泵、蒸汽喷射式热泵、热电热泵等。热泵的具体工作过程如下：①低温、低压液体媒体在蒸发器内吸收低温物体的热量，蒸发成气体媒体。②蒸发器出来的气体媒体经液压缩机

3、的压缩，变为高温高压的气体媒体。③高温高压的气体媒体在冷凝器中将热能释放给给髙温物体、同时自身变为高温高压液体媒体。④高温高压液体媒体在膨胀阀中减压降温，再变为低温低压液体媒体，进入蒸发器，循环最初的过程。压缩机节流装音热泵工作原理热泵发展到今天，制热温度（供给用户的热能温度）低于50°C的热泵技术已非常成熟，且由于部件和工质基本与制冷设备通用，应用也敁广泛。而随着热泵工业化成用的领域逐渐拓展，对于制热温度高于55°C甚至达到7CTC〜80QC的高温热泵的需求也越来越大。高温热泵的“高温”是相对于目前占市场主导地位的最高热水出水温度在55°C

4、以下的热泵产品而言，一般指在地（水）源温度10〜15°C吋，供热温度在60°C以上的产品，正常运行出水温度范围在62〜72°C，虽然在供热出水温度上只有十儿度的提高，但对于热泵技术来说却是一个极大的突破，一般的地源热泵机组在该工况下，性能会极大衰减甚至无法运行，因此高温热泵产品对设备零部件的选择和制冷剂的使用都有很高的要求，产品的研发和设计方面的成本也很高。目前国内布场上拥有高温热泵技术和产品的企业寥寥无几，日本和美国在高温热泵机组方面处于领先水平。1.2COP值介绍:制热过程中COP即为系统的制热系数，定义为获得的热能_消耗的电能或燃料能巾

5、热泵的工作过程图讨知，热泵的制热系数永远大于1,即用户获得的热能总是大于所消耗的电能或燃料能：W热泵工作过程cop^2l=Q24~w=1+Qi>iwww以锅炉与热泵做比较，锅炉等普通制热装置的制热系数，永远小于1，所以热泵在实际应用中具有很大的优势。从工质的THs*图和图进行分析，在7-s图中，加热过程的COP值可表示为：COPheating17k麵环式中：Aeh()t---热泵以i温度传递给用户的热能;AA压缩机运行消耗的能量。7-s图加热过程的COP值可表示为:C^ieatleatingw0h2-式中:里。q{}热泉制得的热能；vv0压

6、缩机运行消耗的能X=0X=1水源热泵技术在建筑领域中应用的优越性水源热泵作为-种新型的供暖制冷技术，越来越受到国内外的广泛关注，其在建筑领域中的优势有以下几个方面：①较低的能量消耗。地源热泵最大的优势是与常规供热和制冷空调系统相比少消耗电能。在适宜的条件下比空气热泵系统节省能源40%以上，比电采暖节能70%以上。②改善了建筑外观。巾于没有室外主机或冷却水塔，因此破坏建筑外观的可能性大为降低或消除。③较低的环境影响。比较燃煤锅炉CO2排放量与用相同燃料产生电驱动所排放的CO2量，可减少30%-50%，在环保中将发挥很大的作用。④占地面积少。同燃

7、煤锅炉房相比，占地面积可减少一半以上,若将热泵机组放到地下，则不占用地上空间。水源热泵技术，必须以水的换热来完成设备的能量转换，那么水源就是不可缺少的重要条件。支持机组正常运行的水源温度要求常年比较恒定，目前采取的污水源为开式水源，例如废水处理场、江水、和海水，但是远距离铺设就失去了成本优势，水源温度也难以控制；地下水水源，可以根据施工现场就近钻井，减少施工量，降低成本，水源温度常年恒定。能置释放系统/

8、

9、能最提升系统瞬冰asirc并水四并水出热fi采集系统同井提灌简介大量的工程实践和研究对地下水源热泵的发展起到了推动作用，产生了一些新的系

10、统形式和水井构造。其中一种新的地下水源热泵冷热源井，称作同井提灌地下换热系统的设计思想是：利用一口水井同时进行抽水和回灌，取代传统地K水源热泵分别设置的抽水井和回灌