地源熱泵技術(shù)

地源熱泵技術(shù)

WG小組2什么是熱泵熱泵是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱，經(jīng)過電力做功，輸出可用的高品位熱能的設(shè)備，可以把消耗的高品位電能轉(zhuǎn)換為3倍甚至3倍以上的熱能，是一種高效供能技術(shù)。熱泵技術(shù)在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用可分為空氣源熱泵、水源熱泵以及地源熱泵三類。由于熱泵是提取自然界中能量，效率高，沒有任何污染物排放，是當今最清潔、經(jīng)濟的能源方式。在資源越來越匱乏的今天，作為人類利用低溫熱能的最先進方式，熱泵技術(shù)已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注和重視。必要性

我國采暖和空調(diào)的能耗已占建筑總能耗的50％~60%，炎夏季節(jié)多數(shù)電網(wǎng)高峰負荷約有1／3用于空調(diào)制冷，使許多地區(qū)用電高度緊張，拉閘限電頻繁。目前我國建筑能耗所占社會產(chǎn)品能源消耗總量的比例已達27%以上，山東省達23%左右。

我國新建建筑全面執(zhí)行節(jié)能標準，建筑能耗要減少50%。我國建筑能耗33%夏季空調(diào)45%其他建筑能耗55%空調(diào)、采暖

WG小組4什么是地源熱泵

地源熱泵(也稱地熱泵)是利用地下常溫土壤和地下水相對穩(wěn)定的特性，通過深埋于建筑物周圍的管路系統(tǒng)或地下水，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移與建筑物完成熱交換的一種技術(shù)。

WG小組5低品位能量

大地土壤中蘊藏著豐富的低溫熱能，雖然與深層的高品位能量相比，淺層土壤熱能品位要低，但是采集利用價值很大。因為淺層地下是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽的能量（約為人類每年能耗的500多倍），和地心熱綜合作用下形成了相對的恒溫層,它存儲了取之不盡用之不竭的低溫可再生能源。

WG小組6低品位能量的特點可再生能源淺層地熱主要來自太陽的輻射和地心熱儲量巨大約有一半太陽輻射的能量被淺層土壤所吸收分布廣泛地球上多數(shù)地域溫度恒定大氣溫度變化對它影響較小

開發(fā)利用成本低鉆探井深度淺，初投資少

WG小組7地源熱泵系統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)通過在密閉的換熱管里循環(huán)的循環(huán)液與地層之間進行熱量交換，冬季吸熱、夏季散熱。地源熱泵示意圖

WG小組8基本工作原理

WG小組9工作原理地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要分為三個部分：室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機組系統(tǒng)和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。其中水源熱泵機組主要有兩種形式：水-水型機組或水-空氣型機組。三個系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水，與建筑物采暖空調(diào)末端換熱介質(zhì)可以是水或空氣。熱泵與制冷的原理和系統(tǒng)設(shè)備組成及功能是一樣的，對蒸氣壓縮式熱泵（制冷）系統(tǒng)主要由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流閥組成：壓縮機：起著壓縮和輸送循環(huán)工質(zhì)從低溫低壓處到高溫高壓處的作用，是熱泵（制冷）系統(tǒng)的心臟；

蒸發(fā)器：是輸出冷量的設(shè)備，它的作用是使經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā)，以吸收被冷卻物體的熱量，達到制冷的目的；

地源熱泵組成冷凝器：是輸出熱量的設(shè)備，從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機消耗功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走，達到制熱的目的；

膨脹閥或節(jié)流閥：對循環(huán)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用，并調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量。

根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機所消耗的功（電能）起到補償作用，使循環(huán)工質(zhì)不斷地從低溫環(huán)境中吸熱，并向高溫環(huán)境放熱，周而往復(fù)地進行循環(huán)。地源熱泵組成

WG小組12地源熱泵制冷原理

WG小組13地源熱泵制熱原理

WG小組14地源熱泵的分類

水平式土壤換熱器垂直U型式土壤換熱器垂直套管式土壤換熱熱井式土壤換熱器直接膨脹式土壤換熱器

WG小組15地源熱泵的分類

WG小組16地源熱泵的分類

WG小組17地源熱泵的分類

WG小組18地源熱泵的分類

WG小組19地源熱泵的分類

WG小組20地源熱泵的特點屬于清潔可再生能源技術(shù)屬經(jīng)濟有效的節(jié)能技術(shù)環(huán)境效益顯著一機多用，應(yīng)用廣泛地源熱泵與鍋爐（電、燃料）供暖比較電能1kw地源熱泵提升3~4kW釋放4~5kW電能1kw釋放0.9kW燃料能1kw釋放0.7~0.8kW電鍋爐燃煤鍋爐節(jié)能顯著！

WG小組22國家激勵政策《建設(shè)部、財政部關(guān)于推進可再生能源在建筑中應(yīng)用的實施意見》（建科【2006】21號）

,重點支持領(lǐng)域:一共８個領(lǐng)域，與地源熱泵有關(guān)系的有４個．（一）地表水及地下水豐富地區(qū)利用淡水源熱泵技術(shù)供熱制冷；（二）沿海地區(qū)利用海水源熱泵技術(shù)供熱制冷；（三）利用土壤源熱泵技術(shù)供熱制冷；（四）利用污水源熱泵技術(shù)供熱制冷；

WG小組23國家激勵政策

《可再生能源建筑應(yīng)用專項資金管理暫行辦法》（財建【2006】460號）第四條——專項資金支持的重點領(lǐng)域：

（一）與建筑一體化的太陽能供應(yīng)生活熱水、供熱制冷、光電轉(zhuǎn)換、照明；

（二）利用土壤源熱泵和淺層地下水源熱泵技術(shù)供熱制冷；

（三）地表水豐富地區(qū)利用淡水源熱泵技術(shù)供熱制冷；

（四）沿海地區(qū)利用海水源熱泵技術(shù)供熱制冷；

（五）利用污水源熱泵技術(shù)供熱制冷；

（六）其他經(jīng)批準的支持領(lǐng)域。

WG小組24國家激勵政策

《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》：積極扶持風能、太陽能、地熱能、海洋能等的開發(fā)和利用。積極推進地熱能和海洋能的開發(fā)利用，推廣滿足環(huán)境和水資源保護要求的地熱供暖、供熱水和地源熱泵技術(shù)