节能地源热泵系统在武汉地区的应用

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1、建材世界2010年第31卷第2期节能地源热泵系统在武汉地区的应用黄文(武汉商业服务学院机电工程系，武汉430056)摘要：讨论了促进地源热泵发展的管理模式及其应用与设计要注意的几个原更lJ。介绍了地源熟泵系统在湖北武汉地区的工程应用及工程实例，对其在该地区未规模化推广应用的原因进行了分析，最后提出了地源热泵系统健康发展的建议：全面进行地源热泵可靠性理论及其工程应用研究；提高地源热泵技术节能环保的认识度。关键词：节能环保；地源热泵；工程应用ApplicationofEnergy-savingGroundSourceHeatPumpSyst

2、eminWuhanHUANGWen(DepartmentofElectricalandMechanicalEngineering，WuhanCommercialServiceCollege，Wuhan430056，Claim)Abstract：Themanagementmodeofpromotinggroundsouxceheatpump(GSHP)developmentisdiscussed雒well勰theseveralprincipleswhichattentionshouldbepaidtOintheapplicationand

3、designofGSHPsystem．Theengineeringappliea-timandexamplesofGSHPsysteminWulmnisintroduced．Meanwhile。thepaperanalyzedwhytheGSHPsystemhasnotbeenwidelyusedinthisarea．Finally，theproposalsofGSHPhealthydevelopmentareputforward：comprehensivdydoingresearchinreliabilitytheoryofGS肿an

4、ditsengineeringapplication；beingfullyawareofenergysavingandenvironmentalprotectionofGSHP．Keywords：energyasving；GSHP；engineeringapplication地表水源量大面广、温度适宜、相对大气而言具有冬暖夏凉的热能特征，是良好的低位可再生性清洁能源。地源热泵冷热源作为建筑物供暖空调是缓解暖通空调能源消耗与环境污染的有效途径之一，因此地源热泵具有节能与环保价值。目前地热泵系统尚处于试点发展阶段，相关的研究成果并不多见，还

5、没有对其节能与环保效益做定量化研究。在我国地表水源丰富的中原与南方地区，以制冷空调为主，一次能源消耗量以及有害气体的排放量与之不尽相同。该文根据热泵供暖空调的运行模式，讨论地源热泵系统在武汉地区的应用。1促进地源热泵发展的管理模式不同的热泵技术可依据气候、资源以及能源消费特点确定示范项目，实施示范工程。以采暖为主的北方严寒地区，可通过太阳能系统或者锅炉等辅126助设施进行地源热泵供暖；寒冷地区以采暖为主。同时也需空调，并且该气候区的地质条件较好，适宜土壤源热泵系统的应用；长江中下游地区江河湖泊众多，气候呈现夏热冬冷的特点，供暖和供冷负荷

6、大致相等，最适宜地源热泵系统的应用；在以供冷为主要目标的南方地区或热负荷大的商业建筑，可以通过设置冷却塔辅助浅层地源热泵供冷；我国大陆海岸线长度达到18000km，地域宽广，沿海地区工业化水平高，经济发达，较适宜采用海水热泵技术；另外。还可以在既有建筑的节能改造中考虑地源热泵系统的应用。2地源热泵系统应用与设计要注意的几个原则实测表明，地球表面下30m以上的土壤层温度受太阳照射与气温影响呈一年四季周期性变化，地2010年第31卷第2期球表面300m以下的温度只受来自于地核的导热与对流的影响，平均地温梯度约为25—30℃／km。但地下30

7、-300m间的地层是一个恒温带，其温度是地球表面的太阳照射与气温影响和地核的导热与对流影响的综合平衡点。在我国的华北地区平衡点温度在14～18℃范围内，在中南地区平衡点温度在20-22"12范围内。此平衡温度与当地的全年平均气温有非常好的相关性，但完全不受当地一年四季气温变化的影响。因此在应用与设计地源热泵系统时必须遵守一条原则，即夏季向地源累计放热量应等于冬季向地源累计吸取的热量，以保持该地区地下恒温带的全年温度变化的平衡。在30—300m深的地下，地源热泵系统都是以天、周、年的时间尺度周期地取热与排热，只要其全年的总取热量与总排热量

8、相等，就能持久地维持恒温带的状态。由于地壳的导热系数很小，热容量极大，若要让地表太阳照射的热能或地幔的热能传递到此恒温带，其恢复温度的时间尺度将是几十年，乃至上百年。单纯地、连续地从此恒温带取热而不考虑及时