地源热泵闭式与开式分析

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1、简介：空调用热泵是当前发展最快的一门技术，也是川于屮央空调较理想的冷热源设备。本文介绍了热泵在空调屮的应用、发展、种类和两种快速发展的地源热泵的供冷供热原理，根据新国标《地源热泵系统工程技术规范》对比分析了这两种地源热泵的技术经济性、造价、共同优点，以及地下水热泵的弊端，提出了客服其弊端的措施。并论述了地理管热泵的节能技术及其节能潜力。关键字：地源热泵，地F水热泵，地埋管热泵，节能技术1热泵在空调中的应用与发展1.1热泵在空调中的应用热泵的应用范围非常广泛，既可用于木材、烟叶等的干燥，也可用于印染、啤酒等的工艺生产。当然，热泵用于空调工程则更为有利。因为热泵是能将低品位热源提高为高品位热源的

2、设备，因而近年来发展很快。空调用热泵其实是一种制冷机，是夏季能供冷、冬季能供热的特殊制冷机。空调用热泵能给从事屮央空调的技术人员创造施展才能的领域，同时也能为热泵制造企业和施工单位提供无限的商机。正因为空调用热泵是屮央空调新兴的一种很好的冷、热源方式一一既能夏供冷、又能冬供热，因此近年来在屮央空调工程中的应川越來越多，受到人们格外的重视。1.2常用空调热泵的种类空调用热泵的分类方法很多，诸如按循环原理分类，按吸热放热介质分类，以及按吸热源类型进行分类等。采川按吸热源类型分类法町将常川空调热泵分为如下几类：（1）空气源热泵①冷暖空调机、-拖多；②VRV、多联机；③风冷式冷（热）水热泵。（2）水

3、源热泵①地下水源热泵（地下水地源热泵，井水源热泵），见图1;②地表水源热泵（江、河、湖泊水源热泵），湖水源热泵见图2；③屮水、污水水源热泵；④海水水源热泵。（3）地源热泵（地埋悸地源热泵，土壤源热泵、大地耦合式热泵）①竖直埋管式地源热泵，见图3；②水平埋管式地源热泵；③竖直埋管+水平埋管式地源热泵。（4）水环热泵①夏季制冷机与冷却塔运行止常供冷；②冬季设一水箱，将水加热至13°C〜15°C,再用热泵升温后供热。图1地卜•水地源热泵图2湖水源热泵图3地埋管地源热泵1.3各种空调用热泵的发展前景上述四种热泵在中央空调中均有应用与发展，其中空气源热泵（一般称做风冷式热泵）最早应用于空调屮，目前应用

4、范国和数量在不断地增长，尤其当技术发展到在冬季室外气温降至一15°C〜-20°C时仍能开机，这就为风冷式热泵创造了无限广阔的应用前景。水环热泵最适宜用于有内、外分区的人型建筑物的外区需供热时，内区因散热量（包括设备与人体、照明等的散热量）无法排除而须同时供冷的环境,因而发展也较快。但其发展速度远赶不上地下水地源热泵（下称地下水热泵）和地埋管地源热泵（下称地埋管热泵）的发展速度。地下水热泵和地埋管热泵是当询发展最快的二种热泵。近年来有如雨后春笋般的突飞猛进的发展，其应用数量与发展速度是其他型式热泵无法比拟的。2两种地源热泵的供冷、供热原理地下水热泵和地埋管热泵的供冷、供热原理基木相近，但也有所

5、不同，现做如下分析。2.1地下水热泵的供冷、供热工作原理地下水热泵须打出深度为80〜600m的深井（井深依各地地层结构而界），开采出温度人约为13°C〜30°C的井水，井水夏季做为热泵机组冷凝器的冷却水，而冬季则做为热泵机组蒸发器的热源水。为防止地面沉降还须冇回灌井。一般在抽水井抽水的同时，还须将用过的井水回灌到另外1〜2口与抽水井同含水层的回灌井的地层中去。夏季供冷时，蒸发器产生7C左右的冷水，供给空调末端设备。在末端设备中吸收热量，水温升至12°C左右再进入蒸发器。而水温为13°C〜30°C的地下井水作为冷却水，在冷凝器中吸收热量使水温升高约5°C左右以后回灌到地卜水在渗流过程中又降至1

6、3°C〜30°C,然后再被抽取上来循环使用。如图4所示。图5地卜水热泵冬供热原理图4地卜•水热泵夏供冷原理冬季供热时，热泵机组中的冷凝器管口与空调末端设备相接，而蒸发器的悸口与井水水源系统相接。冬季运行时，用户端的空调循环水，由于吸收了冷凝器的排热而升温，其温度可达45°C〜60°C。另外，在水源水系统中水温为13°C〜30°C的地下井水由于在蒸发器中失去热量，使水温降低约5°C左右再回灌到地下，水在渗流过程中吸收地下岩土热量，温度又升至13°C〜30°C,然后再被抽取上来循环使用。如图5所示。2.2地埋管热泵的供冷、供热工作原理地埋管热泵与地下水热泵不同的是，须在许多间距为5〜8m,深度约

7、为100m〜300m左右的井孔中埋入#32inin的PE管（竖岂埋管式）。PE管与机房中的设备相连接，而将水注水PE管系统。运行吋水系统为闭路循环，只依靠PE管换热器及管中的循环水与地层岩土的热交换实行夏供冷、冬供热。其运行模式与地下水热泵相近。即夏季供冷时，地源水做为热泵机组的冷却水进出冷凝器，把冷凝热带回地下的PE管换热器屮的循环水，使之与岩土进行热交换。与此同时要使热泵机组的蒸发器产出约7°C的冷水达到