地源熱泵技術(shù)應(yīng)用與節(jié)能環(huán)保——調(diào)研報告

1、第8頁 共8頁地?zé)岜眉夹g(shù)應(yīng)用與節(jié)能環(huán)保調(diào)研報告地?zé)岜眉夹g(shù)的應(yīng)用與節(jié)能與環(huán)保調(diào)研報告1 一、 選題背景隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的開展和人們生活程度的進(jìn)步，公共建筑和住宅的供暖和空調(diào)已經(jīng)成為普遍的要求。作為中國傳統(tǒng)供熱的燃煤鍋爐不僅能利用率低，而且還會給大氣造成嚴(yán)重的污染，因此在一些城市中燃煤鍋爐在被逐步淘汰，而燃油、燃?xì)忮仩t那么運行費用很高。在如今這個環(huán)保觀念日益深化人心的時代下，如何科學(xué)有效的進(jìn)展供暖已經(jīng)成為了人人關(guān)注的民生大計，在綠水金山就是金山銀山的時代號召下，我們調(diào)研小組特意以此為調(diào)研題目展開調(diào)研。面對日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題，采取新式可供暖方式以及供冷技術(shù)已經(jīng)迫在眉睫，而新式的地?zé)岜镁褪且环N在技術(shù)上和經(jīng)

2、濟(jì)上都具有較大優(yōu)勢的解決供熱和空調(diào)的替代方式。而在學(xué)校的生活中最為直接的應(yīng)用便是校園內(nèi)能與環(huán)境工程學(xué)院學(xué)院樓的供冷、供暖自給自足，其所采用的便是心事的地?zé)岜眉夹g(shù)。二、詳細(xì)介紹地?zé)岜妙愃朴谄胀ǖ闹评淇照{(diào)和熱泵專制與系統(tǒng)，只是取代空氣而利用地?zé)釡\層做熱為建筑物提供所需要的能量。該技術(shù)利用大地表層中恒定的溫度以及儲存于地下土壤層中近乎無限的可再生低品位熱能，通過輸入少量的高品位能如電能，實現(xiàn)了低溫?zé)嵯蚋邷責(zé)岬霓D(zhuǎn)移，地表土壤淺層包括地下水分別在冬季和夏季作為低熱能和高溫能，而能量在一定程度上得到了循環(huán)利用，符合節(jié)能建筑的根本要求和開展方向，是最有希望在住宅、商業(yè)和其他公用建筑供熱制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮重

3、要作用的新技術(shù)。2 在目前來說，地?zé)岜玫拿Q術(shù)語有很多，在國外，如：geothemal heat pumps,ground-coupled heat pumps,ground-water source heat pusmps,well water pumps 等等，而在國內(nèi)也同樣有許多不同的名稱，如：土壤熱熱泵、大地耦合式熱泵、地?zé)釤岜玫?。美國制冷空調(diào)是工程師協(xié)會 ASHRAE 在 1997 年將地?zé)岜胓round source heat pump,GSHP定位統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語。地?zé)岜玫纳驮谟谒缦碌膸讉€優(yōu)點，一次能利用率高，能效比高，環(huán)保、無污染，低運行費用，低維護(hù)費用。1 1 、原理簡

4、介地?zé)岜檬且环N利用地下淺層地?zé)豳Y既能供熱又能制冷的高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。地?zé)岜猛ㄟ^輸入少量的高品位能電能，即可實現(xiàn)能量從低溫?zé)嵯蚋邷責(zé)岬霓D(zhuǎn)移。在冬季，把土壤中的熱量“取”出來，進(jìn)步溫度后供應(yīng)室內(nèi)用于采暖；在夏季，把室內(nèi)的熱量“取”出來釋放到土壤中去，并且常年能保證地下溫度的平衡。地?zé)岜霉ぷ髟硎牵憾?，熱泵機組從地淺層水體或巖土體中吸收熱 3量，向建筑物供暖；夏季，熱泵機組從室內(nèi)吸收熱量并轉(zhuǎn)移釋放到地中，實現(xiàn)建筑物空調(diào)制冷。根據(jù)地?zé)峤粨Q系統(tǒng)形式的不同，地?zé)岜孟到y(tǒng)分為地下水地?zé)岜孟到y(tǒng)和地表水地?zé)岜孟到y(tǒng)和地埋管地?zé)岜孟到y(tǒng)。地?zé)岜孟到y(tǒng)在制冷狀態(tài)下，地?zé)岜脵C組內(nèi)的壓縮機對冷媒做功，使其進(jìn)展汽-液轉(zhuǎn)化

5、的循環(huán)。通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將室內(nèi)空氣循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝，由循環(huán)水路將冷媒中所攜帶的熱量吸收，最終通過室外地能換熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至地下水或土壤里。在室內(nèi)熱量通過室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)、水熱泵機組系統(tǒng)和室外地能換熱系統(tǒng)不斷轉(zhuǎn)移至地下的過程中，通過冷媒-空氣熱交換器風(fēng)機盤管，以 13以下的冷風(fēng)的形式為房供冷。地?zé)岜弥评浼肮├湓韴D地?zé)岜弥茻峒肮嵩韴D 地?zé)岜孟到y(tǒng)在制熱狀態(tài)下，地?zé)岜脵C組內(nèi)的壓縮機對冷媒做功，并通過四通閥將冷媒流動方向換向。由室外地能換熱系統(tǒng)吸收地下水或土壤里的熱量，通過水熱泵機組系統(tǒng)內(nèi)冷媒的蒸發(fā)，將水路循環(huán)4 中

6、的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝，由空氣循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過程中，以室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)向室內(nèi)供暖。地?zé)岜眉夹g(shù)包含了抽地下水方式、埋管方式、抽取湖水或江河水方式等，抽取湖水或江河水方式造價最低，埋管方式最貴，但最好。只要有足夠的場可地埋設(shè)管道地下冷熱交換裝置或政府允許抽取地下水的就應(yīng)該優(yōu)先考慮選擇地?zé)岜弥醒肟照{(diào)。地?zé)岜弥醒肟照{(diào)如此節(jié)能是因為地?zé)岜眉夹g(shù)借助了地下的能量，地下的能量還是來至于太陽能。地?zé)岜弥饕譃槿N形式：地下水系統(tǒng)、地表水系統(tǒng)和地埋管系統(tǒng)。與前兩種地?zé)岜孟到y(tǒng)相比，地埋管系統(tǒng)俗稱為地?zé)岜?，該系統(tǒng)以地表淺層

7、的土壤作為熱，通過由地下埋管組成的地?zé)釗Q熱器與水循環(huán)系統(tǒng)換熱，這也是迄今為止應(yīng)用最為廣泛的地?zé)岜孟到y(tǒng)。在節(jié)能樓地?zé)岜玫膽?yīng)用也正是這種。2 2 、優(yōu)點介紹優(yōu)點 1：地?zé)岜糜捎跊]有室外風(fēng)扇，實際上是幾乎沒有噪音的，隨意一臺 10 匹的空調(diào)外機，噪音勢必在 62 分貝到 65 分貝以上，特別是別墅造成的聲污染是很大的，而噪音最大的就是風(fēng)扇那個部件，假如地?zé)岜猛鈾C靠循環(huán)水，那么噪音最大也不超過 45 分貝。地?zé)岜猛前惭b在室外機房里面，你不走入機房附近甚至都不知道主機是開還是沒開。因此無噪音是其一個顯著特點。優(yōu)點 2：比風(fēng)冷熱泵和傳統(tǒng)空調(diào)進(jìn)一步節(jié)能，因為所有的空調(diào)只要帶5 風(fēng)扇的，都會受室外溫度影響

8、，你買任何一臺空調(diào)都會標(biāo)明，你這臺2 匹機是在 35 度熱天和 5 度的冬天的匹數(shù)，為什么呢？因為會隨著溫度更熱或更冷，冷熱量都會衰減，所以風(fēng)冷熱泵還是大金空調(diào)我們都會配大一點滿足其衰減量，所以別墅一般配 13 匹風(fēng)冷大金外機，實際很冷或很熱的時候可能只有 10 匹出力，這個是正常，所有做空調(diào)的人都已經(jīng)按照經(jīng)歷設(shè)計進(jìn)去了，客戶在直觀上沒感覺衰減因為已經(jīng)配大了。而地?zé)岜孟喈?dāng)于一臺普通空調(diào)外機塞入一個 100 米的防空洞，那個溫度四季如春，一般是 12 到 18 度這個時候無論你開冷還是開熱，外機永遠(yuǎn)以為外界環(huán)境是 12 到 18 度，那么能效比超高，不光不會有衰減，還會有增加，進(jìn)而就是節(jié)能的意思

9、，也就是說在室外零下 5 度的時候，普通大金或者特靈風(fēng)冷 10 匹僅僅能產(chǎn)生出 8 匹的熱量的時候，地?zé)岜眉偃缗?8 匹就夠夠了。所以他的用電量在室外極端溫度的時候比普通空調(diào)進(jìn)一步節(jié)省 30%到 20%。但是我們有些時候空調(diào)也在 10 度以上開啟，所以我們講平均比風(fēng)冷熱泵的地暖費用平均下來整個冬天會低 15%。優(yōu)點 3：由于風(fēng)冷熱泵和大金普通氟利昂空調(diào)等外機都需要通風(fēng)良好的環(huán)境，而且必須風(fēng)吹雨打，外機散熱片還要經(jīng)常清洗，否那么也會導(dǎo)致用電費增加，而地?zé)岜貌粫?，他永遠(yuǎn)是干凈的水循環(huán)注意他既不抽地下水也不排水，僅僅是個到地下走一圈類似地暖的循環(huán)水，外機又永遠(yuǎn)放在避風(fēng)避雨的機房里，因此想一想都能知道

10、他的使用壽命運行情況肯定要比風(fēng)冷型的任何空調(diào)外機壽命長。地?zé)岜每梢宰龅郊膳?、空調(diào)制冷和生活熱水于一身，一套地6 熱泵可以交換原有的供熱鍋爐、制冷空調(diào)和生活熱水加熱的三套裝置或系統(tǒng)，從而也增加的經(jīng)濟(jì)性。在不同的季節(jié)都有著不同的作用，地?zé)岜孟募咎峁┛照{(diào)制冷、生活熱水。地?zé)岜每照{(diào)機組圖是把熱交換器埋于地下，通過水在由高強度塑料管 PE 管組成的封閉環(huán)路中循環(huán)流動，從而實現(xiàn)與大地土壤進(jìn)展冷熱交換的目的，實現(xiàn)室內(nèi)風(fēng)機盤管制冷，同時機組產(chǎn)生的廢熱一方面用來免費制取生活熱水，另一方面將熱量轉(zhuǎn)移到地下，對房間進(jìn)展降溫，同時儲存熱量，以備冬用。地?zé)岜眠^渡季節(jié)提供生活熱水。過渡季節(jié)：地?zé)岜脵C組運行時，冬季通過土壤換熱器，從地下垂直埋管環(huán)路中吸收低品位熱能，再借助壓縮機系統(tǒng)將低品位的能量提升為高品位的能量，產(chǎn)生45-50 持續(xù)不斷的生活熱水。地?zé)岜枚咎峁┑匕宀膳?、生活熱水。冬季：地埋熱泵系統(tǒng)通過埋在地下的封閉管道，將土壤中的熱量轉(zhuǎn)移到房間，并以較高的溫度通過室內(nèi)采暖空調(diào)末端釋放到室內(nèi)，可以利用地暖、風(fēng)機盤管等設(shè)施用于采暖，并且可以提供生活熱水；同時儲存冷量，以備夏用，大地土壤提供了一