地源热泵系统及其应用.doc

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1、地源热泵系统及其应用引言  　　热泵技术是在高位能的拖动下，将热量从低位热源流向高位热源的技术。它可以把不能直接利用的低品位热能(如空气、土壤、水、太阳能、工业废热等)转化为可利用的高位能，从而达到节约部分高位能(煤、石油、天然气、电能等)的目的。利用低位能的热泵技术可以节约燃料，合理利用能源，减轻环境污染。作为一条节能与环保并重的途径，热泵技术在矿物能源日益紧张的当今世界，已引起人们的兴趣和重视。地源热泵是利用地下能源的热泵系统，这是它与水一空气源热泵以及空气热泵的最主要区别。冬季通过热泵将大地中的低品位热能提高品位对建筑供暖，

2、同时蓄存冷量以备夏季使用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下，对建筑物进行供冷，同时蓄存热量以备冬季使用。 　　1 地源热泵系统的分类及特点 地源热泵系统及其应用引言  　　热泵技术是在高位能的拖动下，将热量从低位热源流向高位热源的技术。它可以把不能直接利用的低品位热能(如空气、土壤、水、太阳能、工业废热等)转化为可利用的高位能，从而达到节约部分高位能(煤、石油、天然气、电能等)的目的。利用低位能的热泵技术可以节约燃料，合理利用能源，减轻环境污染。作为一条节能与环保并重的途径，热泵技术在矿物能源日益紧张的当今世界，已引起人们的

3、兴趣和重视。地源热泵是利用地下能源的热泵系统，这是它与水一空气源热泵以及空气热泵的最主要区别。冬季通过热泵将大地中的低品位热能提高品位对建筑供暖，同时蓄存冷量以备夏季使用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下，对建筑物进行供冷，同时蓄存热量以备冬季使用。 　　1 地源热泵系统的分类及特点 地源热泵系统及其应用引言  　　热泵技术是在高位能的拖动下，将热量从低位热源流向高位热源的技术。它可以把不能直接利用的低品位热能(如空气、土壤、水、太阳能、工业废热等)转化为可利用的高位能，从而达到节约部分高位能(煤、石油、天然气、电能等)的目

4、的。利用低位能的热泵技术可以节约燃料，合理利用能源，减轻环境污染。作为一条节能与环保并重的途径，热泵技术在矿物能源日益紧张的当今世界，已引起人们的兴趣和重视。地源热泵是利用地下能源的热泵系统，这是它与水一空气源热泵以及空气热泵的最主要区别。冬季通过热泵将大地中的低品位热能提高品位对建筑供暖，同时蓄存冷量以备夏季使用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下，对建筑物进行供冷，同时蓄存热量以备冬季使用。 　　1 地源热泵系统的分类及特点 　　典型的地源热泵系统主要由压缩机、水一制冷剂热交换器、水泵、制冷剂一水(或制冷剂一空气)热交换器

5、、节流装置和电气控制设备等组成。传统的地源热泵系统采用较多的是U型竖埋管换热器。根据埋管深度分为浅层(<30m)、中层(30—100m)、深层(>lOOm)三类。地下蓄能系统的埋管较灵活，可布置在草坪、花园、农田下面或湖泊、水池内，可布置在土壤、岩石或地下水层内，也可在混凝土桩内埋管。根据利用热源的种类和方式不同，可分为以下三类：地下水热泵、地表水热泵、土壤源热泵或称土壤耦合热泵。 　　1．1 地下水热泵系统 　　目前在民用中已经很少使用，主要应用在商业建筑中。最常用的系统形式是采用水一水式板式换热器，一侧走地下水，一侧走热泵机组

6、冷却水。早期的地下水系统采用的是单井系统，即将地下水经过板式换热器后直接排放，这样做一则浪费地下水资源，二则容易造成地层塌陷，引起地质灾害。于是产生了双井系统，一个井抽水，一个井回灌。地下水热泵系统的优势是造价比土壤源热泵系统低。另外水井也很紧凑，不占什么场地，技术也相对比较成熟，水井承包商也容易找。其劣势在于：(1)有些地方法规禁止抽取或回灌地下水；(2)可供的地下水有限；(3)如水质不好或打井不合格要注意水处理，控制不良或水井与建筑偏远，泵耗能就会过大。 　　1．2 地表水热泵系统 　　地表水热泵系统主要有开路和闭路系统。在寒

7、冷地区，开路系统并不适用，只能采用闭路系统。地表水热泵系统具有相对造价低，泵耗能低，维修率低以及运行费用少等优点。但是，在公共用的河中，管道或水中的其他设备容易受到损害。另外，如果湖泊过小或过浅，湖泊的温度会随着室外气候发生较大的变化，这就会产生效率降低，制冷或供热能力降低的后果。 　　1．3 土壤源热泵 　　土壤源热泵以大地作为热源，热泵的换热器埋于地下与大地进行冷热交换。系统主机通常采用水一水式或水一气式热泵机组。 　　1．3．1 按地下埋管形式可分为水平埋管、垂直埋管和蛇形埋管 　　(1)水平埋管热泵系统。现在欧洲普遍使用的

8、此类系统多只用于采暖。水平埋管系统有单层和双层两种形式，可采用u形、蛇形、单槽单管、单槽多管等形式。　　(2)垂直埋管热泵系统有浅埋和深埋两种。在垂直埋管系统中，管道深入地下，土壤热特性不会受地表温度影响，因此能确保冬季散热与夏季得热间土壤的热平衡