地源热泵系统方案.doc

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1、....地源热泵系统什么是地源热泵地源热泵是一种利用地表或地下浅层地热等低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现既能供热又能制冷、低位热能向高位热能转移的一种技术。地源热泵研究背景1、地热能研究现状近年来，随着我国现代化建设步伐的加快，人民生活水平的提高，能源材料涨价，楼宇、居住建筑在城市建筑中迅速兴建，供暖、空调作为人们追求舒适性的必备工具，已经在我国普遍使用。然而，随着空调设备使用的日益广泛，一直困扰人们的能源问题、环保问题也日益突出。因此，增加可再生新能源利用比例以及减少环境污染成为人们关注的重要课题。土壤是一个庞大的蓄热(冷)体

2、，其内部蕴藏着巨大的地热能，传统意义上的地热能可以归为深层地热能，其能量的来源主要是地球内蕴藏着由放射性物质热蜕变等原因所产生的巨大热能。严格地说，深层地热能是不可再生的。在对地热能的开发研究过程中，人们开始意识到一种蕴藏在地表浅层的浅层地热能，地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。因此，浅层地热能是真正意义的可再生能源。w...v....为此，一些发达国家如美国、中北欧国家开始关注浅层地热能，美国对于开发浅层地热能的力度最大，几乎占据了地热能直接利用的一半。世界上许多国家不同温度值的浅层地热能储量相当丰

3、富，然而过去这些低焓资源并没有得到充分的利用。随着环保意识的增强以及地源热泵技术的发展，开发浅层地热能已势在必行。2、地源热泵应用现状与前景地源热泵已被认为是有效利用浅层地热能的节能装置之一，它其实就是把传统空调器的冷凝器或蒸发器直接埋入地下，使其与土壤进行热交换，或是通过中间介质（通常是水）作为冷热载体，并使中间介质在封闭环路中通过土壤循环流动，从而实现与土壤进行热交换的目的。其原理见图1-1。图1-1地源热泵系统示意图地源热泵真正意义上的商业应用也只有二十年的历史。尤其是近十年来，地源热泵系统在北美如美国、加拿大以及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的

4、发展。如美国，到1985年为止全国共有1.4万台地源热泵，而1997年就安装了4.5万台，到目前为止共安装了40万台，而且每年在以10%的速度稳步增长。1998年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19%，其中在新建建筑中占30%。美国正计划达到每年安装40万台地源热泵的目标，届时将降低温室气体排放100万吨，相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树木100万英亩，年节约能源费用达4.2亿美元。w...v....中国的地源热泵事业近几年已开始起步，而且发展势头看好，越来越多的用户开始熟悉地源热泵，并对其应用产生了浓厚的兴趣。近几年来在北京、天津、、

5、、、、、、黑龙江及河北等地，已有几千个地源热泵工程在实际应用，供热/空调面积达几百余万平方米。与传统空调系统相比，地源热泵系统在运行费用(主要包括能耗费用和维护费用)方面有较大优势。如在商业应用中，使用地源热泵的年均能耗折算成美元为10.44$/m2，而传统空调的相应值为12.59$/m2，节能达到17%。地源热泵之所以能够如此显著地降低能耗，是由于地源热泵的热源（土壤）较传统空调系统的热源（空气）具有明显优势：土壤深度5-10m以下温度稳定且约等于当地全年平均温度，可以为热泵分别在夏、冬两季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度；埋管换热器不需要除霜，减少

6、了冬季除霜的能耗。在维护费用方面，地源热泵的优势也较明显。表1-2中将地源热泵与传统空气源热泵系统的维护费用进行了比较。可以看出，即使是地源热泵最不具优势的运营方式(由外部承包商负责维护)，也比传统的最具优势的分体式空气源热泵的年均维护费用低22.8%。若将地源热泵在能耗方面节约费用17%计算在内，则地源热泵平均可比传统空调系统降低运行费用近40%。表1-2地源热泵与传统空气源热泵系统年均维护费用比较单位：10-2$/ft2项目建筑数量平均年限平均费用最低费用中位费用最高费用地源热泵含加班费管理费2559.30.527.3531.45含承包商利润25510.

7、950.588.3738.08设备类型ASHRAE数据集中式空气源热泵1015.1331128.462分体式空气源热泵623.726.49.625.749.3w...v....由于在全世界范围内要比以往更加关注能源、环境与可持续发展之间的关系，并且我国由于以燃煤为主的能源结构已经造成了极为严重的大气污染。因此，要实现经济的可持续发展，必须尽可能多地利用清洁的可再生能源，同时加大节能的力度，而冬季供暖、夏季制冷的地源热泵系统是一个很好的选择。3、埋管换热器传热理论研究现状从上世纪70年代末开始，随着对地源热泵的研究逐渐活跃，欧美等国的实验室和研究机构对埋地换热

8、器的地下换热过程开始了较大规模的研究，建立起了相应的