热泵技术结业论文

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1、暖通空调热泵技术结业论文学生姓名：刘小东学号：20094025044所在学院：工程学院专业：建筑环境与设备工程中国·大庆2012年11月黑龙江八一农垦大学结业论文土壤耦合热泵的发展及应用摘要：土壤耦合热泵技术是一种新的清洁的供暖方式，是世界上能源利用效率最高的供暖方式之一，由于利用可再生的地热资源同时具有很高的供暖性能而越来越受到人们的关注。虽然土壤耦合热泵的使用已经有超过50年的历史(最早的应用是在美国)，但是目前这项技术的市场普及率还处于婴儿期。本将主要阐述土壤耦合热泵的发展、特点以及应用。关键词：土壤耦合热泵、分类、特点、应用1、土壤耦

2、合热泵的发展上壤藕合热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文献中，20世纪40至50年代，欧洲和美国开始了研究上壤藕合热泵的第一次高潮。但由于当时的技术经济性等原因使得该技术未得到应用与推广。直到20世纪70年代末，世界石油危机的出现，才使上壤藕合热泵的研究重新引起世界的重视，欧洲和美国在20世纪80年代开展了大量的研究工作，其研究的内容主要集中在：上壤的导热性能，地下埋管换热器的热工性能，不同地下埋管换热器形式对换热过程的影响，地下埋管换热器的换热机理、强化传热技术、模拟计算等方而。真正的推广使用是在20世纪90年代，仅1994至19

3、95年美国上壤藕合热泵的应用就从18%发展到30%,，1998年商业建筑中地源热泵空调系统已占空调总量的19%，其中新建建筑占30%，2000年安装了5-6万套。国内对上壤藕合热泵技术的研究起步较晚。20世纪80年代初，天津大学、天津商学院、华中理工大学、青岛建筑工程学院等单位对此开展了一系列的理论和实验研究。20世纪90年代以来，在国家自然科学基金委员会的资助下，国内开始了对上壤藕合热泵的基础性研究工作主要有：各种地下埋管换热器(垂直套管式、U型管式、水平埋管式等)热工性能的试验研究，上壤藕合热泵系统冬、夏季启动特性的试验研究，地下埋管换热

4、器传热模型的理论与实验研究等方而。虽然上壤藕合热泵有着非常广阔的应用前景，但相对于常规空调，上壤藕合热泵系统具有较高的初投资及较大的埋地盘管占地而积，这极大地削减了上壤藕合热泵系统与常规空调系统的市场竞争力，在很大程度上限制了上壤藕合热泵技术的推广与应用。因此将上壤藕合热泵技术与空调的蓄冷技术有机地整合集成将是研究的重点。2、土壤藕合热泵系统的分类埋管式土壤源热泵也称地下耦合热泵系统或土壤热交换器地源热泵,包括一个土壤耦合地热交换器，它或是水平地安装在地沟中，或是以U形管-5-黑龙江八一农垦大学结业论文状垂直安装在竖井之中。通过中间介质(通常

5、为水或一者是加入防冻剂的水)作为热载体，使中间介质在土壤耦合地热交换器的封闭环路中循环流动，从而实现与人地土壤进行热交换的目的。（1）水平埋管地源热泵系统比较简单的方式是，室内负荷比较小，土壤换热器长度比较短，可以把与单回路管子随开挖土方施工直接埋入地下。室内负荷比较人，土壤换热器长度比较长，就需要考虑换热器的布置问题，常有的布置方式有串联式水平埋管和并联式水平埋管。对于水平式埋管系统，其优点有:安装费用比垂直式埋管系统低，应用广泛，使用一者易十掌握，其缺点有：占地而积大，受地而温度影响大，水泵耗电量大。（2）垂直埋管地源热泵系统比较简单的方

6、式是，当室内负荷比较小，土壤换热器长度比较短，换热器井数比较少可以直接接入机房。当室内负荷比较人，土壤换热器长度比较长，就需要考虑换热器井群的布置问题，一般是若干口井汇集到集水器中，然后统一山干管接入机房。垂直埋管地源热泵系统有一种特殊形式是桩基换热器(或叫做能量桩),即在桩基里布设在换热管道。地热智能桥，类似桩基换热器，山桥板中埋管的地源热泵自动融雪的桥被称为地热智能桥。雪落到桥而后，这些盘管利用地热将雪融化。地源热泵的开启靠输入的当地气象参数来控制。对于垂直式埋管系统，其优点有:较小的土地占用，管路及水泵用电少，其缺点是钻井费用较高。（3

7、）螺旋埋管地源热泵系统长轴水平布置的螺旋埋管地源热泵系统;长轴竖直布置的螺旋埋管地源热泵系统(盘旋布置埋管地源热泵系统);螺旋埋管地源热泵系统有一种特殊布置形式是沟渠集水器式螺旋埋管地源热泵系统，也有学者把它归到多层水平埋管地源热泵系统。3、土壤耦合热泵的特点（1）占地面积小，或不影响地面用地土壤耦合热泵系统的室外换热器埋于地下，因此可布置于建筑物周围的花园、草坪、农田和广场等下面，也可以在混凝土基础桩内埋管。（2）运行稳定-5-黑龙江八一农垦大学结业论文土壤温度全年波动较小，热特性稳定，热泵机组的季节性能系数具有恒温热源热泵的特性。并目室外

8、换热器无需除霜，不会因为结霜而阻碍热交换器的热交换，没有融霜、除霜过程，因此运行稳定。（3）高效节能土壤具有良好的蓄能性能。土壤温度相对于地面空气温度的延迟和衰减效