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1、A，1，地源热泵系统2011年4月，A，2，1地源热泵概述2地源热泵工作原理4地源热泵配置5地源热泵优点6地源热泵特性7地源热泵分类8地源热泵地下换热器形式和埋管9地源热泵应用方法10个常见问题讨论11地源热泵系统设计经验总结，A，3，地源热泵概述地源热泵支持热泵通常是指将地下土壤的热量或冷量转移到需要的地方。通常热泵是用于空调或取暖的。支持热泵是利用地下土壤巨大的储热能力，冬天从地下土壤向建筑物内移动热量，夏天从地下向建筑物内移动冷水，A，4，2地源热泵的由来“地源热泵”的概念是1912年瑞士专家首次提出的，这项技术的建议开始于英国和美国两个国家。北欧国家主要集中在冬季供暖，美国则集中在冬季

2、夏季联合供应。美国的气候条件与中国相似，因此研究美国的地源热泵应用，有助于我国地源热泵的开发。A，5，3热泵作为自然现象运行，就像水从高到低流动一样，热量总是从高到低流动。但是可以制造像从低到高的水和使用泵这样的机器，使用热泵可以将热量从低温拉到高温度。因此，热泵本质上是一种热增量设备，它本身消耗了部分能源，挖掘了环境介质中存储的能源，提高了温度，整个热泵设备消耗了热量供应的三分之一以下，这也是热泵的节能特性。A，6，工作原理，地源热泵是地热利用的一种形式，通过将低热能热泵拉到高热量来利用。热泵机组是冰箱的反向环，A，7，1冷却模式。在制冷剂状态下，地源热泵机组的压缩机作用于制冷剂，进行汽液转

3、换循环。蒸发器内制冷剂的蒸发，将风扇线圈周期携带的热量吸收为制冷剂，制冷剂周期同时通过冷凝器内制冷剂的冷凝，冷却介质携带的热量通过水路循环转移到地表水、地下水或土壤。室内热量继续传输到地下的同时，通过风扇线圈在13 以下的冷风冷却到房间。2在加热模式：加热状态下，压缩机作用于制冷剂，通过逆阀改变制冷剂流动方向。地表水、地下水或土壤的热量被吸收到地下水的循环中，通过冷凝器内制冷剂的蒸发，水道周期的热量被制冷剂吸收，与制冷剂的循环同时，通过蒸发器内制冷剂的冷凝，制冷剂输送到风扇盘管循环中的热量被吸收。地下热量继续转移到室内的过程中，以35以上的热风形式加热室内。a、8、1指定热泵设备的热泵和制冷与

4、系统设备配置和功能相同，蒸汽压缩热泵(制冷)系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流组成。压缩机：压缩和输送循环工质在低温低压下以高温高压作用，是热泵(制冷)系统的心脏。蒸发器：输出冷量的装置，通过节流流入的制冷剂液体蒸发，吸收冷却物体的热量，达到冷却的目的。由4支撑热泵组成，A，9，冷凝器：输出热量的设备，从蒸发器吸收的热量和压缩机消耗工作转换的热量从冷凝器带到冷却介质，达到除热目的；膨胀阀或节流：用作循环工质的节流降压，控制进入蒸发器的循环工质的流动。根据热力学第二定律，压缩机消耗的电力(电能)起到了循环工质在低温环境下持续吸收热量、向高温环境释放热量、逐周往返的补偿作用。A，10，2地源热

5、泵系统由室外地源传热系统、地源热泵设备和室内加热空调终端系统三部分组成(下图)。地源热泵主要可以两种形式使用：水-水或水-空气。三个系统之间的传热是由水或空气传热介质实现的，地热能泵和地能之间的传热介质可以是水，建筑物加热空调的末端传热介质可以是水或空气。A、11、A、12，1。高效节能、稳定可靠的地热资源或地表浅地热资源的温度在一年四季度比较稳定，土壤和空气的温差一般为17度，冬天温度比周围空气高，夏天温度比周围空气低，是好的热泵热源和空调的空调冷热源，由于这种温度特性，地热热泵比传统空调系统效率高40-60%以上，节能和运营成本40%通常，源热泵消耗1千瓦的能源，用户可以获得5千瓦以上的热

6、量或4千瓦以上的冷量，因此被称为节能空调系统。5地源热泵优点：A，13，2。没有环境污染的地源热泵的污染物排放比空气源热泵减少了40%以上，比电加热减少了70%以上，实际上实现了节能减排。3.多用途地源热泵系统具有供暖、空调、家用热水、多用途、系统一套，可以代替原来的锅炉和空调的两套装置或系统。4.维护成本低的地源热泵系统运动部件比一般系统少，因此维护减少，系统安装在室内，不暴露在风雨中，保护免受损伤，更可靠，延长寿命。A，14，5。使用寿命较长的源热泵的地下埋管是聚乙烯和聚丙烯塑料管道，寿命长达50年。比一般空调还要长寿35年。6.节省空间没有冷却塔、锅炉房和其他设备，可以节省锅炉房，有冷却

7、塔占用的宝贵区域，产生了额外的经济效果，改善了环境外形象。A，15，1。可再生能源利用技术地源热泵是地球表面浅地热资源(通常小于400米深)为热源、能量转换的加热空调系统。地球浅层地温资源可以称为地能，是指通过吸收地表土壤、地下水或河流、湖泊中的太阳能、地热而埋藏的低温位置热能。表面浅的是巨大的太阳能集热器，收集了超过人类每年使用能源500倍的47%的能量。它不受地理、资源等的限制，真的是很大的量。地表浅部几乎无限的这种可再生能源，蜈蚣也成为清洁可再生能源的一种形式。6支持热泵特征，A，16，2，经济高效的节能技术地能或表面浅地热资源的温度全年都比较稳定，冬天温度比周围空气高，夏天温度比周围空

8、气低，是良好的热泵热源和空调的冷热源。由于这种温度特性，支持热泵的效率比传统空调系统高40%以上，因此节省了40%左右的能源和运营成本。此外，地热温度恒定，热泵装置的运行也更加稳定、稳定，系统的效率和经济性得到了保证。据美国EPA估计，设计安装良好的地热能泵可以将平均用户的加热和制冷空调运营成本降低30%到40%。A，17，3，环境效益大的源热泵的污染物排放比空气源热泵减少了40%以上，比电加热减少了70%以上，与其他节能措施一起，节能减排更加明显。也使用制冷剂，但比传统空调减少25%的充电；该装置可以在工厂车间提前完全密封，从而大大降低了制冷剂泄漏的可能性，是一种自包含系统。这个设备可以在没

9、有任何污染的情况下建在住宅区，不需要燃烧、排烟、废物、燃料废物堆在一起的现场，也不需要长途运输热量。A、18，4多用途、广域地源热泵系统供暖、空调、家用热水、多用途机器、系统集可以代替原锅炉和空调两套系统；适用于酒店、购物中心、办公楼、学校等建筑，更适合别墅住宅的供暖、空调等。此外，设备的长寿命超过15年。小型单位，节省空间；维护成本低；自动控制级别高，无人值守。当然，地热热泵也不完善，例如其他地区、其他用户和国家能源政策，以及受燃料价格影响的应用程序。一次性投资和运营成本可能会因用户而异。地下水的使用可能受到当地地下水资源的限制，实际上地热热泵无需开采地下水，并对使用的地下水全部重新充电，不

10、会对水质造成污染。A，19，5。地源热泵与空气源热泵相比，年温度波动较小。冬天气温比空气高，夏天比空气温度低，因此地源热泵的热量生成、冷却系数比空气源热泵高，一般可以超过40%，因此节能和降低成本约为40%。冬季运行不需要除霜，减少了霜冻和除霜损失。源头的储能效果比较好。1.地表水系统2。土壤埋地线圈系统3。地下水系统，A，21，1地表水系统地表水地源热泵系统，潜在水面下由多个并行塑料管道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，连接在建筑物上。只要地表水在冬天不结冰，就可以用作低温热源。我国地表水资源丰富，用作热泵的低温热源，可以更好地获取经济效益。地表水是比室外空

11、气温度高的热源，没有霜冻问题，冬天气温也比较稳定。使用地表水作为热泵的低温热源时，必须防止浮游生物和垃圾清除、泥沙等系统进入，影响传热装置的传热效率或堵塞系统，并考虑设备和管道系统的腐蚀问题。A，22，2土壤换热器系统土壤是热泵良好的低温热源。通过水流和太阳辐射热的作用，土壤的表面储存了大量热能。土壤温度变化不大，有一定的蓄热效果。热泵可以从土壤表面吸收热量，土壤的持续吸热速度(能量密度)为20-40w/m2，通常为25w/m2左右。土壤的主要优点是(1)温度稳定，全年波动小，冬季土壤温度高于空气，因此热泵的热系数高。(2)土壤的传热线圈埋在地下，热泵运行，通过风扇或泵散热，没有噪音，换热器也

12、不需要除霜；(3)土壤有储能作用。A，23，3地下水系统，A，24，8地源热泵地下换热器形式和埋地管道，土壤换热器是地源泵装置设计的核心。地热热土壤换热器有水平地埋管、垂直地埋管等多种形式。这两种埋设管道样式各有其特点和应用环境。在中国使用垂直地埋管，可以节省土地面积，传热性能好，不影响上部使用功能，可以安装在建筑物地基、道路、绿地、广场、运动场等处，甚至可以在建筑物桩基上设置地埋管。针销参考可用土地面积利用。A、25，1垂直埋管材料和深度埋管材料与金属管相比，最好使用具有防腐、易处理、传热性能的传热要求、低价等优点的塑料管。可供选择的管道有高密度聚乙烯管、铝塑料管等。垂直埋管的直径也可以有多

13、种选项，例如DN20、DN25、DN32、DN50。垂直埋地管道可在20m-200m处使用，具体取决于当地地质条件。确定深度需要综合考虑安装空间、钻孔设备、钻孔成本和工程规模。地表土壤层厚，钻孔成本较低，应采用更深的垂直埋管，反之采用浅埋管等。埋地管道间距一般在5-6m以上，必须综合考虑当地地质和土壤的传热情况。A，26，2垂直地埋管换热器回填，灵敏度垂直地埋管换热器的形成将从底部钻孔到预期深度的u形管下方放入孔中，然后在孔中回填其他材料。用水平集水管、分离管在地面附近并行制造所有u形管，从而形成地下换热器。根据地质结构，回填材料可以选择铸件混凝土、回填砂石材料或回填土壤。材料选择要考虑工程成

14、本、传热性能、施工简便等因素。在实际测试中，铸件混凝土的传热性能最好，但成本高，施工困难，可以与建筑桩基结合施工。A，27，3垂直埋管换热器中传热的衰减垂直埋管换热器中流动的循环水的温度持续变化。夏季冷却条件进行期间，随着蓄热地温的升高，机组启动时水温持续上升，停机时水温再次下降，建筑物温度最高，水温上升到最高值。冬季供暖条件相反，由于热地温度降低，建筑物失去了最大热量，热交换器中水温达到了最低点。浅埋管道尤其严重。设计时，首先需要设置换热器埋管中循环水的最高温度和最低温度。同时考虑到埋地管道换热器表面结垢等影响的衰减，设计时的设定值应通过经济比较选择最佳点。A，28，4串行或并行地下换热器中

15、流体流动的回路形式有串行和并行两种，串行系统管直径大，管道成本高，长度压降特性限制了系统能力。并行系统的直径小、风管成本低、布置在同一程序中，在每个并行回路之间的流量平衡时进行相同的热交换，从而通过压降特性提高系统容量。因此，实际项目通常使用并行的相同程序。如上所述，经常使用单u-管并行铜形式的热交换器。A，29，5管道选择一般来说，如果将换热器埋在地下，几乎不可能修复或交换，这就必须保证地下管道的化学性质稳定，耐腐蚀性。现有空调系统中使用的金属管道在这方面有严重的缺陷，需要埋在地下的管道也很多，必须优先利用价格低的管道。因此，塑料管通常用于地源热泵系统。目前最常用的是聚乙烯(PE)和聚丁烯(

16、PB)管道，可以弯曲或热熔胶，形成更坚固的形状，并且可以保证50年以上的使用。不建议将PVC管道用于地下埋地管道系统，因为其不易弯曲，连接处的耐压能力下降，容易发生泄漏。A，30，6管道直径确定在实际项目中，管道直径必须满足以下两个要求：(1)管道必须足以维持最小传送功率。(2)管道必须足够小，以保持管道内的湍流，从而确保流体和管道内壁之间的传热。显然，上述两个要求相互矛盾，需要综合考虑。一般平行回路的小管径、设定管直径、地下换热器埋管通常直径20mm、25mm、32mm、40mm、50mm、管内流速控制1.22m/s以下、较大管径的管内流速控制2.44m/s以下或一般管段压力损失4mm包含轴间距的数据。u管轴的水平间距通常为4.5公尺，垂直水平间距为6m，垂直水平间距为3m的u管也称为DN25。对于串行连接方式，可以使用三角形阵列来节省占用空间。，A，32，8管道压力损失计算选择同一路径系统中压力损失最大的热泵设备所在的回路作为阻力计算的最不利回路。使用等效长度方法，可以将局部阻力零件转换为等效长度，将管道的实际长度相加，得出每