地源热泵的工作原理及技术经济性分析.pdf

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1、．电气技术与自动化·孙士辛，等·地源热泵的工作原理及技术经济性分析地蔫热泵的工作原理及技术经济性分析孙士辛，凌武(南京五洲制冷集团公司。江苏南京211100)摘要：介绍了我国地源热泵事业近几年的发展，叙述了地源热泵的工作原理及技术经济性分析。关键词：地源热泵；地能；再生能源利用技术；环保；节能中图分类号：TK52文献标志码：B文章编号：1671-5276(2011)03-0182-05WorkingPrincipleandTechnicalandEconomicAnalysisofEarthSourceHeatPumpSUNShi—xi

2、n，LINGWu(NanjingWuzhouRefrigerationGroup，Nanjing211100，China)Abstract：ThispaperintroducesthedevelopmentoftheearthsourceheatpumpinChinaanddescribesitsworkingprincipleandtechnicalandeconomicanalysis．Keywords：earthsourceheatpump；geothermalenergy；re-usetechnologiesofrenewabl

3、esourcesofenergy；environmentalprotec·tion：savinginenergy地热资源(亦称为地能)，是指地表土壤、地下水或河流、0引言湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能)、既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入随着常规能源的日渐枯竭，世界各国都十分重视新能少量高品位能源(如电能)，实现低温位热能向高温位转源的研究与开发，其中地热资源及地热源泵的研发是一项移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的重要内容。在美国，2001年已经达到每年安装40万台地冷源，通常消耗1kW的能量

4、，可以得到4kW以上的热量源热泵，降低温室气体排放lO0万吨，相当于减少5O万辆或冷量。地源热泵的优点为投资回收快，提高城市环境品汽车的污染物排放或植树40万公顷，年节约能源费用达质，缓解能源紧张。4．2亿美元。HHJ-与美国的地源热泵发展有所不同，中北欧如瑞典、瑞2地源热泵的分类士、奥地利、德国等国家主要利用浅层地热资源，地下土壤埋盘管(埋深<400m)的地源热泵，用于室内地板辐射供根据利用地热源种类和方式的不同，地源热泵可分为暖及提供生活热水。据1999年的统计，家用供热装置中，三类(图1)，以下分别作简单的介绍。地源热泵所占比例瑞

5、士为96％，奥地利为38％，丹麦为匹豆圆27％。地源热泵的发展历史悠久，目前，热泵理论与技术均已高度发达，广泛使用。地表水源热泵我国的地源热泵事业近几年已起步，而且发展势头看好。天津大学、清华大学分别与有关企业结成产学研联合地下水源热泵体，开发中国品牌的地源热泵系统，已建成数个示范工程，地平式埋源越来越多的中国用户开始熟悉地源热泵，并对其应用产生热换热器泵了浓厚的兴趣。实际上，我国具有较好的热泵科研与应用系：直式埋的基础，早在20世纪50年代，天津大学热能研究所吕灿统换热器土壤耦合热r．1冷却塔补偿式土壤源热泵仁教授就开展了我国热泵的最

6、早研究，1965年研制成功国内第一台水冷式热泵空调机。重庆建筑大学、天津商学查里塑塞圭塑垫至令却池塘辅助式土壤源热勇院等单位对地下埋盘管的地源热泵也进行了多年的研究。井循环系统中国科学院广州能源研究所等单位还多次召开全国性的有关热泵技术发展与应用的专题研讨会。图1地源热泵的分类1地源热泵介绍2．1地表水热泵工作原理地源热泵系统是一种利用地下浅层(通常<400m)优点：比地下埋管系统投资小，能耗低，可靠性高，运作者简介：孙士辛(1957一)，男，浙江海宁人，工程师，大专，主要从事工艺装备和技术管理。·l82·http：／／ZZHD．chi

7、najourna1．net．cnE—mail：ZZHD@chainajouma1．net．cn《机械制造与自动化》·电气技术与自动化·孙士辛，等·地源热泵的工作原理及技术经济性分析行及维修费用低，在温暖地区湖水可做热源。缺点：在浅2．2．1异井回灌(图4)水湖中盘管易被毁坏；由于水温变化较大，会降低机组的通过建造抽水井群将地下水抽出，进行换热或直接送效率。至水源热泵机组，经提取或释放热量后，由回灌井群返回2．1．1开式系统(图2)地下。用水泵抽取地表水在热泵的换热器中换热后再排入水体(直接利用地表水，水温须达到一定的标准)。ll。一循环

8、⋯●_一fl．循环泵II．盈砬＼—取z<、一——＼＼＼回口图4异井回灌＼2．2．2同井回灌I图5)热泵机组出水直接在孔洞上部进入，其中一部分在地图2地表水热泵工作原理下水位以下进入周边岩土换热，其余部分在边