地源热泵的应用前景

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1、地源热泵的应用前景　　摘要：经济的发展带动了科学技术的进步，地源热泵系统被工作者们运用，地源热泵是一种利用地下浅层地热资源，可以达到制冷和制热效果的新型系统，该系统具有节能和环保的优点，完美的弥补了普通系统的缺陷，国内的地源热泵系统技术还存问题，本文将就地源热泵系统的研究和发展前景进行了论述。　　关键词：地源热泵；技术；系统；前景.　　近些年，随着世界范围内的能源紧张，同时可再生能源应用获得的国家的政策扶持，地源热泵行业发展迅速。地源热泵技术以大地中的低品位热源为冷热源，是一种利用地下浅层地热资源的既可供热

2、又可制冷的高效节能空调系统，具有节能环保的特点。该系统把浅层岩土体作为热泵系统的热源或热汇，即在在冬季供热过程中，流体从土壤中收集热量，再通过系统把热量带到室内，夏季把室内的热能取出来储存到低于地表环境温度的土壤中，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。本文接下来将多方面介绍地源热泵系统在我国的发展和应用情况，希望能够帮助人们更加深入的了解地源热泵技术。　　、闭式系统　　闭式系统采用埋于地下的高强度塑料管作为热交换器，管路中充满介质，通常是水或防冻水溶液，当然也可用其他的介质。闭式系

3、统利用泵作为循环动力，由于环路是封闭的，所以热交换器介质和地下水不直接接触，不受矿物质影响。闭式系统又可分为水平式、螺旋式、垂直式、淹没式四种。　　1.水平管闭式系统　　水平管闭式系统。当有足够土地表面可利用时，可用此系统。塑料管水平埋设在沟壕中，一般埋设深度～3m，每个沟槽中有1～6根管子。虽然一个沟槽中埋设多根管道需更大的沟槽空间，但沟槽数量较少，因此成本也降低了。沟槽长度取决于土壤状况和沟壕里管子的数量。该系统常用于住宅建筑。优点：挖沟槽比打井的成本低，安装灵活。缺点：需大量土地面积，由于埋设深度浅，

4、土壤温度易受季节影响；土壤热特性随季节、降雨量、埋设深度而波动。　　2.螺旋管闭式系统　　螺旋管闭式系统。它是水平环路的一个变体，在沟壕内螺旋状放置；另一种螺旋环路系统则将螺旋状管放入狭窄垂直的沟壕。螺旋环路系统通常需很长的管子，但沟壕的数量少于上述水平环路系统。它同样适用于土地面积较大的场所。优点：比水平环路占地少，安装成本相对较低。缺点：所需管子较长；需要相对大的土地；土壤温度易受季节影响；比水平系统需更大的泵，耗能大；在填埋过程中易损坏管路。　　3.垂直环路闭式系统　　垂直环路闭式系统。当土地面积受限

5、制时可考虑此种方式。封闭管路插入垂直的井中，根据土壤及温度条件，确定管长，设计中，一般需多个井。垂直系统有三种热交换器基本类型：U型管式、分置式、同心管式。优点：所需管材较其它闭式系统省，泵的能耗最小，土地面积要求最少，土壤温度不易受季节变化的影响。缺点：要求钻井设备，钻井费用高。　　4.淹没环路闭式系统　　淹没环路闭式系统。如附近有适宜的水塘或湖泊，可采用此系统。需足够大的水面和足够深的深度来满足供冷或供热要求。优点：所需管长最短，费用较少。缺点：需要较大的水域。　　、开式系统　　开式系统利用地下水直接作

6、为换热介质。这种系统也称为“地下水源热泵”。开式系统主要由抽水井、回灌井或表面水系组成。只有抽水井的开式系统、有抽水井和回水井的开式系统和表面水系的开式系统三种布置形式。以设抽水井和回灌井的形式较为常见，该方式因将使用过的废水回灌地下，不会影响地下水水位。开式系统比较经济，但必须考虑下面三个因素：水质；水量；对废弃水的处理。优点：设计简单；比闭式系统的钻井费用少；传热性能好；若废弃的地下水还用于其他用途，如灌溉，则不需设回灌井，费用还会更低。缺点：受当地水文条件及法律条款的限制；需水量大，不一定能有合适的水

7、源；对水质有要求，热泵的热交换器易受悬浮物、腐蚀物、水垢、细菌微生物的影响；需高功率泵，泵的能耗大；对当地地下水的水质多少有一点影响。　　、直接膨胀系统　　直接膨胀系统。它不需传热介质、流体-制冷剂热交换器和循环泵。铜制盘管埋在地下，制冷剂直接与土壤进行热交换，因而提高了传热性质和热动力学性质。由于埋入地下的盘管是金属的，所以会腐蚀。若土壤有过电现象，必须有阴极保护装置。在设计中，得注意：在冬天供热运行中，较低的土壤温度会造成土地结冰，冰膨胀会导致土壤起翘，因此，为了防止结冰危险，盘管应远离地下水位线；在夏

8、季供冷运行中，盘管高温会蒸发土壤水气，改变土壤传热特性。这种系统用得较少，目前只有美国才有使用直接膨胀式地源热泵系统的例子。优点：高效；不需要循环泵。缺点：为了有效的换热面积需要大型管沟；盘管周围的土壤容易结冻（会引起地表弯曲和引起周围水管结冻；由于植物根系会损坏盘管，铜管不能埋在大树附近；压缩机油路系统较复杂；有渗漏危险；安装要求和费用高；需要更多的制冷剂。　　地下热平衡问题在土壤源热泵系统设计与使用过程中必须