地源热泵课件.ppt

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1、地源热泵大地土壤中蕴藏着丰富的低温地热，虽然与深层的高品味能量相比，浅层土壤热能品味要低，但是采集利用价值很大。因为浅层地下能源是一个巨大的太阳能集热器，其吸收47％的太阳照射在地球上的能量和地心热综合作用下形成的相对恒温层，这个层大约在地面以下30m～500m之间，它的温度接近全年的地表平均温度，温差波动在较深的地下消失，它储存了取之不尽、用之不竭的低温、可再生能源，这种能源被称为浅层低温地热能。地源热泵技术概述地源热泵技术，是一种利用浅层常温土壤中的能量作为能源的高效节能、无污染、低运行成本的既可采暖又可制冷、并可提供生活热水的新型空调技术。地源热泵技

2、术概述地源热泵系统是利用地下土壤常年温度相对稳定的特性，通过埋入建筑物周围的地耦管与建筑物内部完成热交换的装置。冬季通过地源热泵将大地中的低位热能提高品味对建筑物供暖，同时把建筑物内的冷量储存至地下，以备夏季制冷使用；夏季通过地源热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑物进行降温，同时储存热量，以备冬季制冷时使用。地源热泵的起源及发展"地源热泵（GSHP）"是在水源热泵的基础上发展的，热泵技术的理论基础起源于1824年卡诺发表的关于卡诺循环的论文。30年后，开尔文提出‘冷冻装置可以用以加热’，1852年威廉·汤姆逊发表论文，提出用空气作工质的热泵技术。到192

3、7年英格兰一台用空气作热源的家用热泵安装成功。第一台较大的热泵装置是1938年在苏黎世投入运行的。它以河水作热源，装有一台回转式压缩机，工质是R12，这套热泵装置用来向市政厅供热，输出功率175kw，输出水温60℃。此热泵装置夏季也能制冷。此后在欧洲的瑞士和英国，热泵的数量已经很可观。日本是在1937年采用透平式压缩机，以泉水作为低温热源为大型建筑物进行空气调节的。而地源热泵真正意义上的商业应用也只有近几十年的历史。20世纪50年代，热泵工艺获得迅速发展。欧洲出现了利用地表水热泵的第一次高峰。在这一时期，Ingersoll和Plass根据Kelvin线元概

4、念提出了地下埋管换热器的线热源理论。由于当时能源价格低、系统造价高、人们思想意识的制约等因素存在，没能得到及时的应用和推广。土壤源热泵的研究虽然从1912年开始，但直到1950年左右，美英两国才开始对采用地下盘管吸收地热作为热源的家用热泵进行研究。热泵技术的真正蓬勃兴旺还是在1973年“能源危机”后出现的，20世纪70年代，石油危机把人们的注意力集中到节能、高效的能源利用上面来，使地源热泵的发展得到了一次质的突破，在这一时期，地下埋管的材料从传统的金属管发展到具有抗腐蚀、抗冲击强度高、耐强震、扭曲的聚乙烯材质。地源热泵以充分利用可再生能源，节约高品质能源的

5、特点，越来越受到人们的广泛关注。在中北欧的瑞士、瑞典、奥地利、丹麦等国家，地源热泵（土壤换热器）技术利用处于领先地位，地埋管土壤换热器热泵得到广泛的应用。据1999年统计，在家庭应用的供暖设备中，地源热泵所占的比例：瑞士96﹪、奥地利38﹪、丹麦27﹪。地源热泵是美国政府极力推广的节能环保技术，地源热泵占整个空调总量的20﹪。1998年美国能源部颁布法规，要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用地埋管土壤换热器地源热泵空调系统。1998年11月，中美两国专家共同制定了《美国土--气型地源热泵技术在中国合作推广计划书》，并在华盛顿举行的中美两国《能源效率与可再

6、生能源技术发展与利用领域合作议定书》工作小组的工作会议上获得通过。这将有利于我国地源热泵的推广应用。地源热泵技术路线地源热泵技术路线有以下两种：土--气型地源热泵技术以美国的技术为代表，水--水地源热泵技术以北欧的技术为代表二者的差别是：前者从浅层土壤中取热或向其排热，通过分散布置于各个房间的地源热泵机组直接转换成热风或冷风为房间供暖或制冷。后者是从地下水中取热或向其排热，经过热泵机组转换成热水或冷水，然后再经过布置在各个房间的风机盘管转换成热风或冷风给房间供暖或制冷地源热泵技术路线土--气型地源热泵技术，可以不用地下水，采用埋设垂直管、水平管或向地表水抛

7、设管路等多种方式，直接从浅层土壤取效或向其排热，不受地下水开采的限制，推广的范围更大、更灵活热泵的分类地源按照室外换热方式不同可分为三类：(1)土壤埋管系统(2)地下水系统(3)地表水系统。地下水系统地表水系统热泵的分类根据循环水是否为密闭系统，地源又可分为闭环和开环系统。闭环系统如埋盘管方式（垂直埋管或水平埋管），地表水安置换热器方式。开环系统如抽取地下水或地表水方式。此外，还有一种“直接膨胀式”，它不象上述系统那样采用中间介质水来传递热量，而是直接将热泵的一个换热器（蒸发器）埋入地下进行换热。地源热泵系统的形式1、地耦管系统这一闭式系统方式，通过中间

8、介质作为载体，使中间介质在埋于土壤内部的封闭环路中循环流动，从而实