土壤源热泵地下换热器分析

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1、第一章绪论目前，建筑能耗随人们生活水平提高越来越高，而建筑能耗提高主要在于暖通空调能耗的增加，同时暖通空调使_l}j所带来的环境污染也越来越严重⋯，面对这样严峻的问题，使得具有多重优越性的土壤源热泵利用倍受人们的重视，它是一种环保节能的绿色空调技术，供热制冷系统主要优点就是节能效果明显，可以充分利用可再生自然能量资源，具有优越的环保功能。1．1我国能源现状和挑战我国能源主要问题有以下几种情况”1；一、能源资源相对的贫乏，短期内能源的供应能够有效保证经济建设的需要，但长期能源供应将面临严重短缺；二、能源利用引起的环境

2、污染等问题日益恶化，对环境容量的无偿占有与对环境质量的自觉维护之间产生严重失衡，导致了自然资源的生产价值与生态价值急剧背离：三、能源的利用效率低，利用质量差，存在巨大的节能潜力。目前，能源消耗主要是传统的资源，如石油，天然气，煤炭，水力和核能等等。所有这些能源除了水力，都是不可再生能源，我国生产消费更是以煤为主，长期以来在生产，消费中占据着绝对主导地位。尽管近年来煤炭所占比例略有下降，但仍保持在65％以上，并再次呈现出上升的迹象。2002年煤炭在我国能源生产、消费中的比例分别由2001年的68．6％和65．3％上升

3、到70．7％和66．1％”1。特别在冬季，在国内的农村和部分城市几乎全部靠煤取暖。煤是各种能源中污染环境最严重的能源，只有减少城市地区煤的使用，城市大气污染问题才可能得到解决。现在各地都在采取措施控制燃煤的数量，选用电采暖，燃油或者燃气采暖等措施，但都存在运行费用高、资源不足和排放大量C02等问题。受能源、特别是一次能源与环保条件的限制。传统的燃油、燃煤中央空调方式将逐步受到制约。因此，在可持续发展理念下制定好我国的能源产业战略必须提到议事日程中来，大力研究开发新能源和洁净能源，提高能源的利用效率。热泵技术是解决当

4、前供热、通风和空调方面能源的供需矛盾，减轻环境污染的有效而可靠的办法之一，借助热泵，可以把自然界或工业废弃低温余热变为较高温度的有用热能，供应生产和生活需要。这样就提供了一条节约矿物燃料，合理利用能源，减轻环境污染的途径。故从降低运行费用、节省能源、减少C02排放量来看，土壤源熟泵技术是一个很好的选择。随着2l世纪的到来，我国经济的快速发展，人民生活水平的逐渐提高，对生活质量的不断追求，能源的需求越来越大，能源利用以及所带来的环境问题越来越成为人们关注的焦点。另外，我国建筑业持续发展，对建筑节能的要求越来越高。减少

5、我国冬季采暖所造成的大气污染，降低供暖空调系统的能耗、节约能源是建筑节能和暖通空调工作者一直追求的目标，特别是近几年来大中城市为改善大气环境，迫切需要减少燃煤量、大力推广使用包括可再生能源的清洁能源。随着人民生活水平的提高，建筑物不仅要满足冬季采暖的要求，而且需要夏季空调降温。地源热泵供暖空调系统通过吸收大地的能量。包括土壤、井水、湖泊等天然能源，冬季从大地吸收热量，夏季向大地放出热量，再由热泵机组向建筑物供冷供热，该系统和常规的供热空调系统相比大约节能50％，是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的既可供暖又可制

6、冷的新型空调系统，可广泛应用于商业楼宇、公共建筑、住宅公寓、学校、医院等建筑物。为此，国家科技部和美国能源部分别代表两国政府签署了中美两国政府地源热泵合作协议，引进和推广美国先进的土壤l东南大学硕士学位论文源热泉技术⋯。土壤源热泵技术在北美和欧洲已经非常成熟，有近几十年的历史，是一种广泛采用的供热空凋系统。针对土壤源热泵机组、地热换热器以及系统设计和安装有一整套标准、规范、计算方法和施工工艺。在美国土壤源热泵系统占整个空调系统的20％左右，是美国政府极力推广的节能环保技术[41，目前我国也在大力提倡和推广这项技术，

7、但是目前国内这项技术不管是在设计和施工安装，还是测试技术等方面部还不规范和完善，需要进一步的探索和研究。1．2我国研究利用土壤源热泵的现实意义建筑能耗以供热采暖和空调能耗为主，因此建筑节能的重点应放在采暖和降温能耗上。土壤源热泵空调是一种使用可再生能源的高效节能、环保的工程系统，冬季向建筑物供热，夏季可以制冷，可广泛应用于各类建筑中。中国城市化的发展，将一方面迫切需要减少城市燃煤采暖造成的污染，另一方面对采暖空调降温提出更多要求，土壤源热泵技术就提供了这一问题的有效解决方案。自20世纪90年代后期，土壤源热泵空调技

8、术在我国的研究和应用有了发展，理论和试验研究活跃，工程应用逐年增加，尤其是中国政府和美国政府将地源热泵空调技术纳入两国能源效率和可再生能源合作项目，促进了这一技术国际合作和推广应用。在我国，大量的能源消费被用于暖通空调，具调查研究约占总能耗的20％”’，因此，提高空调的性能系数能够节约大量的能源，利用热泵技术就是提高空调性能系数有效途径之一。热泵是一种可实现