地源熱泵系統(tǒng)講義

《地源熱泵系統(tǒng)》

1

地源熱泵技術(shù)是一項值得大面積推廣的建筑供能技術(shù)。地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作為冬季熱源和夏季冷源，然后再由熱泵機組向建筑物供冷供熱的系統(tǒng)，是一種利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空調(diào)系統(tǒng)。抽取地下水水源熱泵，但由于技術(shù)限制，全部回灌不易做到，監(jiān)督實施也比較困難，而且容易造成地下水污染。在國外目前大面積推廣使用的是埋管式地源熱泵技術(shù)，是充分利用淺層地?zé)岬淖罴鸭夹g(shù)途徑。目前埋管式地源熱泵在歐美國家已得到普遍應(yīng)用，已被充分證明是成熟可行的技術(shù)，在我國，建設(shè)部和一些省市的建筑節(jié)能政策中明確提出要推廣使用地源熱泵。（歐美普遍使用的是在別墅中，在冬天取暖、夏天空調(diào)的地區(qū)）地源熱泵系統(tǒng)簡介2345

6可再生能源：利用淺層地?zé)崮茏鳛槔錈嵩?，實現(xiàn)冷熱聯(lián)供節(jié)能：性能系數(shù)高，節(jié)省運行費用30～50％；環(huán)保：取消鍋爐，減少熱污染；一機多用：一套系統(tǒng)實現(xiàn)三種用途，節(jié)省建筑空間性能穩(wěn)定：溫度波動小，不受環(huán)境影響美觀：無室外機，不影響建筑外觀

地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢7地源熱泵系統(tǒng)限制因素初投資較高（打井、鉆孔、埋管等）需要有一定的空間埋設(shè)埋管系統(tǒng)施工要求較高，需要專業(yè)施工隊伍和設(shè)備冷熱負荷平衡的問題8經(jīng)濟分析初投資比較機組初投資比冷水機組增加10%～30%增加打井費用無冷卻水塔和冷卻水系統(tǒng)無鍋爐和鍋爐房無入網(wǎng)費（天燃氣、城市熱力網(wǎng)）無儲油罐安全費運行費用比較夏季制冷：節(jié)約費用＞20%夏季采用熱回收，可免費提供生活熱水冬季制熱時，運轉(zhuǎn)費用相當(dāng)于燃氣、燃油鍋爐的50%左右全年運行費用節(jié)約40％左右9地源熱泵與傳統(tǒng)方式的比較地源熱泵中央空調(diào)＋鍋爐初投資北方：200～250元/m2南方：300～350元/m2北方：150～200元/m2南方：200～250元/m2運行費用北方：35～40元/m2南方：50～55元/m2北方：60～65元/m2南方：80～85元/m2回收期北方：2～3年南方：3～4年10地源熱泵與其他系統(tǒng)的經(jīng)濟對比分析11上世紀(jì)50年代，天津大學(xué)進行了相關(guān)研究上世紀(jì)80年代末，國內(nèi)各大院校開展相關(guān)研究工作2000年以后，地源熱泵技術(shù)開始推廣，并實現(xiàn)中小規(guī)模生產(chǎn)國內(nèi)市場主要以常溫（55℃以下）地源熱泵機組為主，中科能、富爾達、清華同方等推出高溫地源熱泵機組，出水溫度高達75℃以上。國內(nèi)地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用主要以大型工程為主，近幾年開始應(yīng)用一些小型的地源熱泵系統(tǒng)。中國地源熱泵發(fā)展正在規(guī)范化，2005年出臺《地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)規(guī)程》、近期要出臺的《淺層地?zé)崮芸辈樵u價技術(shù)規(guī)范》。國內(nèi)應(yīng)用進展12地埋露管換缸熱器桐埋管踩形式跑選擇：二種幕形式:水平壯埋管潛換熱浮管路紛埋置撿在水侮平管密溝內(nèi)撤的地濱埋管級換熱劫器單層腰管最棒佳深造度為0.狗8～1.辨Om，雙樣層管落為1.碎2～1.晨8m，垂直溜埋管懸換熱輕管路抬埋置鍋在垂竿直鉆姨孔內(nèi)面的地程埋管晴換熱宋器埋設(shè)像深度落不同屯分為譯淺埋(≤雀30茂m)、中么埋(3迫1～80眼m)和深爛埋(>耀80超m)考慮煤的因貝素:現(xiàn)場樂可用繞地表貸面積淺、當(dāng)昏地巖韻土類華型及愧鉆孔狀費用笛。當(dāng)可旅利用仔地表梅面積彎較大煎，淺植層巖晴土體堪的溫以度及蛋熱物已性受蠢氣候燭、雨泥水、主埋設(shè)柳深度痛影響屋較小真時，鑄宜采供用水極平地呆埋管約換熱耗器。稍否則匯，宜半采用功垂直域地埋沸管換不熱器進。盡魄管水艱平埋尋管通現(xiàn)常是穿淺層融埋管哲，可腔采用援人工施挖掘令，初刺投資豪比垂嫩直埋跨管要菠少些脊；但若它的拔換熱永性能村比垂南直埋澤管差隔很多適，并橫且往四往受堵可利菊用土聾地面爬積的軟限制贏，所悲以在您實際糖工程辟應(yīng)用早中，沃垂直熱埋管乞多于辯水平黨埋管。地埋評管地臺源熱尊泵系捐統(tǒng)設(shè)揚計13地埋憂管地米源熱尚泵系叮統(tǒng)設(shè)挎計14垂直姐埋管揪形式述:U形拔管U形榜管是域在鉆鬼孔的薄管井如內(nèi)安援裝，論一般配管井弊直徑觸為1疲00鞭～1柴50威mm之，井禽深1混0～口20漫0m必，U震形管翅直徑賢一般胸在5丑0m劇m以減下，栗這主筆要是色流量楚不宜船太大擇所限墻。由填于其浪施工稿簡單夏，換屬熱性批能較減好等博原因腹，目羅前應(yīng)怪用最范多。稱套管啞式外阿管直沈徑一態(tài)般為眼10匆0～向20駱0m其m，苦內(nèi)管齡直徑聚為1前5～仆25哨mm套管第式外管積直徑伶一般僑為1顛00痰～2繁00春mm鑰，內(nèi)緞管直備徑為策15歲～2嚴(yán)5m欄m單管翼式。地埋貸管地忠源熱狡泵系與統(tǒng)設(shè)惰計15地埋佳管地麻源熱富泵系留統(tǒng)設(shè)罵計16地埋蓋管換魂熱器勞環(huán)路邪形式昨選擇：串聯(lián)慎和并散聯(lián):地埋御管地傳源熱距泵系顆統(tǒng)設(shè)更計17U形附彎頭：地埋旱管地荒源熱信泵系斬統(tǒng)設(shè)隱計181、廣既東省媽恩平藍市良賀西鎮(zhèn)待地表舅水式廊系統(tǒng)2、北炭京市尺海淀寨區(qū)地書埋管茫式系滔統(tǒng)3、北嶼京嘉裳和麗睛園地磚下水喇式系肯統(tǒng)工程斷范例19建筑施總面漏積為宜29傻50控m2;室雹外換銳熱系陽統(tǒng)采崗用地智表水禿式換粘熱方勉式；丘室內(nèi)濕換熱系萌統(tǒng)為籍地源岸熱泵額機組磨換熱純系統(tǒng)銅。用地殃源熱腸泵系輸統(tǒng)供費暖時南，其夜運行鑄費用其可比烘?zhèn)鹘y(tǒng)棍中央伙空調(diào)廢系統(tǒng)灣降低30襲%-訊70屠%；作地源肯熱泵鳴系統(tǒng)惕制冷森時，蠟其運練行費恩用可彼比傳艦統(tǒng)中漏央空掉調(diào)系輝統(tǒng)降低漫40群%-祥50敏%。廣東縮慧省恩孔平市鳳良西即鎮(zhèn)地爆表水那式系川統(tǒng)20四層咱綜合調(diào)樓，鎖總建煩筑面斃積為倦20翠70銅.8悅m2霞。空眼調(diào)使止用面蠟積約為1僚60若0m那2。制冷嗓效果浙：室街外3繡8℃擁有太告陽照浩射時怪，室爐內(nèi)2君5℃檔以下冤；供暖令效果煌：室換外-敵15斷℃夜皂間時存，室系內(nèi)2蔽0℃雁以上倡；舒適蠻性：咽送畜風(fēng)均臂勻，燃室內(nèi)州最大容溫差督±1業(yè)℃，鏈氣流谷速度棍小于0緞.3輩米/擾秒，誤無吹漁風(fēng)感校。空真氣品碧值大詞大優(yōu)怪于風(fēng)許機盤趙管系統(tǒng)。北京蠢市海蠶淀區(qū)暮地埋暗管式違系統(tǒng)21初投脾資大畢體與舒?zhèn)鹘y(tǒng)貍中央靈空調(diào)闊加鍋閱爐系閑統(tǒng)的柳投資蕩相同姜，但瞧運行蒜費用映比傳漲統(tǒng)中拿央空淡調(diào)加炭鍋爐晉系統(tǒng)紙低4真0-裂60洗%，沸即使絮用地錦源熱段泵系夫統(tǒng)供命暖后睛，其辱運行醬費用磨可比殊傳統(tǒng)爪中央閣空調(diào)董系統(tǒng)超降低憑30坡%-駱70窄%；舍用地堪源熱缸泵系紫統(tǒng)制券冷后印，其擁運行絨費用詞可比喂傳統(tǒng)毫中央爛空調(diào)完系統(tǒng)貝降低賊40怖%-棋50宗%，杯實現(xiàn)徒了真濫正意格義上禁的節(jié)臟能，乞環(huán)保役，舒細適。北京作市海太淀區(qū)巴地埋義管式捷系統(tǒng)22建筑棕類型催：高區(qū)檔公毛寓總建舉筑面錯積：饅88姥，0背00盛平方盤米采暖逐空調(diào)視面積凡：7危0，癢00交0平蜜方米北京奮嘉和防麗園繩地下量水式米系統(tǒng)23長江裙流域冠及其喊周邊點地區(qū)容具有湊豐富袖的低醒溫環(huán)薯境資