地源热泵原理及机组特点.ppt

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1、水/地源热泵系统原理及特点热泵定义：利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置分类（按热源）水/地源热泵：是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调装置。起源于1912年环保要求有形能源枯竭和价格上升能源利用率低采用水电、核电产生背景水/地源热泵的发展早在1912年瑞士人H.Zoe11y就提出了土壤源热泵应用的思想，但大规模应用直到二战结束后，才在欧美兴起。地下埋管换热器的研究真正开始于1946年。20世纪50年代初，英国的Sumner和vonCube安装了用于住宅供暖的地源热泵。1973年“能源危机”以后，地源热泵的

2、研究安装在欧美等国大量出现。进入20世纪90年代，地源热泵的应用和发展进入了一个新发展阶段。目前，地源热泵在欧美的热泵装置的市场占有份额大约是5％。1993年成立了国际地源热泵协会（IGSHPA）。国际能源大会WEC、国际能源署IEA、国际制冷学会IIR等国际组织及从事热泵的研究者都普遍认为地源热泵是：在目前和将来最有前途的节能装置和系统国际空调和制冷行业前沿课题之一地热利用的重要形式1998年美国暖通空调工程师学会ASHRAE技术奖就授予地热源热泵系统。地源热泵被称为：“21世纪的一项以节能和环保为特征的最具有发展前途的绿色空调技术”节流装置冷凝器蒸发器压缩机供热侧需热侧热泵原理热泵工

3、作原理地源热泵是地热利用的一种形式,是将低位热能用热泵提升为高位热能加以利用。热泵机组是制冷机的逆循环1地源热泵机组的组成热泵与制冷的原理和系统设备组成及功能是一样的，对蒸气压缩式热泵（制冷）系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀组成：压缩机：起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高压处的作用，是热泵（制冷）系统的心脏；蒸发器：是输出冷量的设备，它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却物体的热量，达到制冷的目的；水/地源热泵组成产品图片水源螺杆热泵机组Ⅰ（R22）水源螺杆热泵机组Ⅰ（R134a）水冷涡旋热泵机组地源热泵的分类地源按照室外换热方式不同可分为三类：1.地表水

4、系统2.土壤埋盘管系统3.地下水系统1地表水系统地表水地源热泵系统，由潜在水面以下的多重并联的塑料管组成的地下水热交换器取代了土壤热交换器，与土壤热交换器地源热泵一样，它们被连接到建筑物中。一般情况下，只要地表水冬季不结冰，均可作为低温热源使用。我国有丰富的地表水资源，用其作为热泵的低温热源，可获得较好的经济效益。地表水相对于室外空气是温度较高的热源，且不存在结霜问题，冬季温度也比较稳定。利用地表水作为热泵的低温热源，要附设取水和水处理设施，如清除浮游生物和垃圾，防止泥沙等进入系统，影响换热设备的传热效率或堵塞系统，而且应考虑设备和管路系统的腐蚀问题。2土壤热交换器系统土壤是热泵良好的低

5、温热源。通过水的流动和太阳辐射热的作用，土壤的表层贮存了大量的热能。土壤的温度变化不大，并有一定的蓄热作用。热泵可以从土壤表层吸收热量，土壤的持续吸热率(能量密度)为20-40w／m2，一般在25w／m2左右。土壤的主要优点是：(1)温度稳定，全年波动较小，冬季土壤温度比空气高，因此热泵的制热系数较高；(2)土壤的传热盘管埋于地下，热泵运行中不需要通过风机或水泵采热，无噪声，换热器也不需要除霜；(3)土壤有蓄能作用。3地下水系统地下水源热泵地下水源热泵地下水系统地表水系统地源热泵分类土壤埋盘管系统取水井回灌井提取地下的低品位热利用电能聚变为高品位热能节约能量，环保无污染不使用冷水塔，不消

6、耗冷却水，节省占地面积水源热泵系统原理（夏季）水源热泵系统原理（冬季）寒冷温暖取水井回灌井不燃烧，无污染，不排放回填粘土含水层滤水层回填粘土沉砂层回扬送至机房回灌用WELLDISCHARGEOverpressurevalveP2P3电子水处理器过滤器旋流除沙器地下水的处理1、采用物理方法的处理地下水，不改变回灌水质，防止对地下水的破坏；2、对于腐蚀性较强的地下水，建议采用间接利用的方式。目的——热能再生反复利用，保护水资源及稳定地质结构。条件——取决于含水层的渗透性水质标准（建议达到下表）回灌类型——无压（回流）、负压（真空）、加压（正压）Mg/lMg/lMg/lMg/lMg/l＜

7、0.5＜70.02＜0.01＜2505.0~9指数＜3菌数＞300＜100＜20无嗅无味铁溶解氯挥发物氰化物氯化物PH值大肠杆菌个/l细菌总数个/l浑浊度Mg/l嗅与味化学性质指标细菌类指标物理性质指标地下水的回灌地源热泵按地埋管方式分类水平埋管垂直埋管水平螺旋型埋管地源热泵系统原理（夏季）热冷替代冷却塔热热热冷夏天基本原理地下土壤全年15℃以水为媒介向土壤散热室内26℃热泵机组接室内空调末端从土壤中提取冷量室外34℃30℃25℃1