地源热泵介绍.ppt

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1、可再生能源－－地源热泵同济大学暖通空调及燃气研究所张旭教授&博导&所长&博士后地热资源的利用土壤热源热泵系统（GSHP）综述土壤有效导热系数的研究及热响应实验土壤热源热泵系统地埋管换热器放热量实验GSHP系统设计上海天邻别墅GSHP系统分析大规模地源热泵土壤温度变化模拟国内GSHP系统工程应用目录地热资源的利用目前，建筑节能开展得如火如荼，地源热泵系统作为一种可再生能源系统，正受到前所未有的重视。《中华人民共和国可再生能源法》已由中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议于20

2、05年2月28日通过，现予公布，自2006年1月1日起施行。GSHP系统综述GSHP系统术语GSHP系统类型GSHP系统与常规家用空调系统的比较GSHP系统的优点GSHP系统的关键技术大地初始温度场分布埋地换热器传热数学模型GSHP系统综述地源热泵系统(GSHP)土壤耦合热泵系统(GCHP)地下水热泵系统(GWHP)地表水热泵系统(SWHP)GSHP系统供热模式GSHP系统制冷模式系统比较常规家用空调系统GSHP的优点低运行费用，比传统空调系统节能25～50％多余过热蒸汽经减温装置，夏季向用户提

3、供免费热水，冬季热水加热的费用减半低噪声，运行安静不受室外温度波动影响，高效，运行稳定对环境影响小，绿色环保提供优质的室内热舒适环境低维护费用,为传统空调系统的1/3用于区域供热、供冷，调节性高经久耐用，寿命可达20年以上结构紧凑，无外挂设备，美观大方GSHP系统的关键技术埋地换热器传热模型的研究回填材料的研发土壤热源热泵系统的合理配置土壤热物性的研究大地初始温度场分布埋地换热器传热数学模型根据拉氏变换可得温度解析解t=960h不同土柱半径处土壤温度土壤有效导热系数研究土壤有效导热系数试验研究（

4、1996～1997）土壤有效导热系数的分形研究（2002～2003）土壤有效导热系数的试验研究土壤有效导热的一般表述含水率密度饱和度土温t空隙比e探针测量试验原理1.加热器引线2.热电偶3.陶瓷管4.热电偶引线5.不锈钢套管6.环氧树脂7.不锈钢管8.石蜡填料9.双股加热器绕线10.焊接封头式中，是单位长度探针的热容量。是单位长度探针单位时间的发热量。根据拉氏变换可得探针的过余温度土壤有效导热系数的试验研究Fig.1土Fig.2砂Fig.4土砂比2：1Fig.3土砂比1：2土壤有效导热系数的分形

5、研究SectionPlaneofSoilSample1SectionPlaneofSoilSample2剖面固体颗粒分布分维面积测量尺度——固体颗粒面积——无标度空间土壤样品1：10-6mm2～4mm2土壤样品2：10-3mm2～100mm2土壤剖面上固体颗粒分布自相似规律土壤样品1自相似分布规律土壤样品2自相似分布规律土壤样品粒径分布自相似规律土壤样品1粒径分布规律土壤样品2粒径分布规律土壤结构的分形模型土壤微结构空间分布微结构分形模型土壤样品有效导热系数的分形表述土壤样品1土壤样品2土壤样品

6、1土壤样品2土壤样品有效导热系数数据比较样品1试验数据分形计算数据样品2试验数据分形计算数据热响应实验热响应实验的理论基础是开尔文的线源理论，以下公式描述了线源理论，热响应实验就是在此公式基础上进行土壤热参数计算的热响应实验原理图如右图所示热响应实验设备的原理就是一个闭式的加热设备，通过地下换热器给土壤加热，并记录相关温度数据，根据所收集数据通过专业数据分析软件进行数据分析从而得到导热系数等参数。地下换热器实验设备电源数据采集加热热响应实验热响应实验装置外观图热响应实验数据处理软件地埋管换热器放

7、热量实验本实验所处地点为同济大学文远楼，原理图如右图所示1－单U型地埋管；2－恒温水箱；3－电加热器1；4－电加热器2；5－球阀；6－水泵；7－止回阀；8－铂电阻温度计；9－水表；10－潜水泵；11－Y型过滤器。某地源热泵地埋管换热器试验原理图地埋管换热器放热量实验对于特定的地埋管换热器，在保持其他量不变的情况下，单位井深放热量随着供水温度的提高而增大，通过最小二乘法拟合可以得到单位井深放热量随供水温度的变化关系式为：y=217.26Ln(x)－743.29式中，y为单位井深放热量，w/m井深；

8、x为供水温度，℃。GSHP系统设计GSHP系统设计基础资料空调系统的冷热负荷室内空调设备的选择室内空调系统的设计GSHP系统的选择和设计步骤GCHP系统地下换热器设计GSHP系统设计基础资料总平面的水文地质、地表情况地质和水文地质的成分调查报告地表水应用调查报告地下水系统试验井的调查报告垂直地下换热器系统试验孔调查报告水平地下换热器试验坑调查报告监视井水的质量空调冷热负荷分区负荷高峰负荷－用于地下换热器设计平均负荷总能耗计算Degreeday法Bin法Hourbyhour法DeST负荷频率表地下