地源热泵技术分析及其发展
地源热泵技术分析及其发展
摘要：本文从地源热泵的发展，介绍了它具有低能耗、对环境影响小、应用范围广、运行和维护费用低、节省空间等特点，阐述了地源热泵技术的运行过程并分析了在节能上的优势，因此说地源热泵地源热泵技术发展与推广既能为经济发展服务，又能保护环境，是一个一举两得的选择。
关键字：地源热泵发展前景
中图分类号：p754.1 文献标识码：a 文章编号：
引言：随着全球性能源危机不断加剧环境不断的恶化,各国发展的主题也就随之发生了变化，节能和环保成为世界发展的主题，可再生能源的利用以及开发受到了广泛的关注。地源热泵利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统得到了广泛发展。
一、浅层地能开发利用的发展趋势
浅层地能是以间接利用太阳能为主的清洁可再生能源，绝大部分蕴含于地表以下数百米内相对恒温层中的土壤、砂岩中，常年维持在15－20℃左右。浅层地能属于低位能，最适合应用于满足人类供暖（冷）的需求等低温用能领域。而且它的开发利用程度与浅层地能采集技术的成熟程度具有很大关系，可以说，浅层地能的采集技术是制约浅层地能大规模开发利用的瓶颈。
从上个世纪开始，浅层地能的利用是以传统的抽水井方式获取地下水中的能量（即水源热泵系统）为建筑物供暖（冷）。这种技
地源热泵、冰蓄冷综合应用的经济性分析方案说明
浅析地源热泵、冰蓄冷综合应用的经济性 摘要:建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。由于建筑能源的消耗占总能源消耗的60％以上，因此，在建筑节能中，冰蓄冷、地源热泵等节能技术的应用有着重要的影响力，同时有利于优化传统的空调冷热源型式，促进节能减排。本文以省图书馆项目为例,浅析地源热泵与冰蓄冷技术综合运用的可行性方案和经济性分析。 关键字：公共建筑节能冰蓄冷地源热泵经济效益 目前国建筑能耗占能源消耗总量的比重很大，而大型公共建筑中空调能耗约占整个建筑总能耗的40~60％；在空调系统中，能耗最大的部分集中在冷热源系统，因此，采取节能的冷热源技术对于降低大型公共建筑的总能耗具有显著效果。冰蓄冷、地源热泵作为目前较为先进的节能技术，已经得到了广泛的应用，本文以某项目为例对其采用冰蓄冷和地源热泵空调系统方案与采用常规空调系统方案进行比较，分析综合采用冰蓄冷和地源热泵技术的经济性。 1、可再生能源利用技术——地源热泵 土壤源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。 地表浅层土壤的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是热泵很好的供热热源和供冷冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高，供热时比燃油锅炉节省70％以上的能源；制冷时比普通空调节能40％～50％。 2、移峰填谷——冰蓄冷系统 冰蓄冷空调系统即在夜间用电低谷期采用电制冷机制冷，将制得冷量以冰的
形式储存起来；在白天电价高峰期将冰融化释放冷量，用以部分或全部满足供冷需求。蓄冰系统具有巨大的社会效益：蓄冰系统能够转移电力高峰用电量，平衡电网峰谷差，缓解供电压力，同时,也具有良好的经济效益，节省运行费用。一、工程概况 本项目位于省,建筑主体为图书馆,总建筑面积约10万㎡。冬夏季冷负荷指标为130W/㎡，夏季空调冷负荷为13000KW，冬季热负荷指标为90W/㎡，冬季空调热负荷为5200KW。 二、空调系统方案概述 本项目既有夏季供冷需求又有冬季供暖需求，因此采用地源热泵系统，能够同时满足冬季供暖和夏季供冷的要求。而地区夏季负荷较大，且供冷时间长，冬季负荷较小且供暖时间较短，因此考虑到地源侧热平衡问题，按照冬季供暖需求配置地源热泵系统。 地源热泵系统承担部分夏季负荷，不足部分考虑采用冰蓄冷系统方案，具有显著的节能优势。 三、土壤热泵系统方案设计 1、土壤热泵机组 根据本项目冬季空调热负荷为5200KW,由地源热泵系统承担冬季全部供热需求，选择2台土壤热泵机组，夏季制冷量2900kw，冬季制热量为2853kW；本项目用户侧空调冷热水供回水系统冬季供暖的供、回水温度为45/40℃，夏季供冷的供回水温度为7/12℃；地源热泵系统地源侧冬季设计供回水温度为5/10℃，夏季设计供回水温度为35/30℃。 2、地下换热器的初步估计
关于地源热泵技术的毕业论文开题报告
关于地源热泵技术的毕业论文开题报告 一、选题的依据及意义： 1．依据： 进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用 热水供应装置，热水供应装置已成为现代学校居住必备。90年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，热泵供热技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进 了地源热泵供热机组的快速发展。 随着生产和科技的不断发展,人类对地源热泵供热技术也进行了一 系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的地源热泵供热产品和技术,现在利用成熟的电子技术来进行综合的控制，并和太阳能结合更注意 能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后 发展的主题。 2．意义： 地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定 的特性,，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热 或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中,达到降 温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政 管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地 下水或者地表水中取热,向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时,它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。通常根据热泵的热源（heatsource）和热汇（heatsink）（冷源）的不同，主要分成三类：空气源热泵系统(air-sourceheatpump)ashp 水源热泵系统(water-sourceheatpump)wshp 地源热泵系统(ground-sourceheatpump)gshp 平时还有人把热泵系统按照一次和二次介质的不同，分别叫做： 空气---水热泵系统 水---空气热泵系统
浅谈地源热泵的现状及发展前景
浅谈地源热泵的现状及发展前景 【摘要】地源热泵系统由于采用的是可再生的地热能，因此被称之为：一项以节能和环保为特征的2l世纪的技术。 【关键词】地源热泵;地热储能;节能 0.引言 上个世纪70年代以来，随着能源和环境问题逐渐变得严重，在各个方面节能也被更多的考虑，以可再生的地热源为能源的地源热泵又引起了人们的重视。尤其是近年来，随着能源和环境问题的日益突出，地源热泵的研究和应用发展迅速。 1.地源热泵的发展历史及我国能源状况 地源热泵系统起始于1912年，瑞士Zoelly提出了“地热源热泵”的概念。1946年美国开始对地源热泵进行系统研究，在俄勒冈州建成第一个地源热泵系统，运行很成功，由此掀起了地源热泵系统在美国的商用高潮。1985年美国安装地源热泵14000台，1997年则安装了45000台，目前已安装了400000台以上的地源热泵，并且以每年10％的速度递长。1998年美国商用建筑的地源热泵空调系统已经占到空调保有量的19％以上，其中在新建筑里面占30％。 我国已探明的能源总体储量，煤炭储量约占世界储量的11％，原油占2.4％，天然气仅占1.2％，我国人口约占世界人口的20％。人均能源占有量不到世界平均水平的一半。我国是煤炭大国，但世界七大煤炭大国中其余六国的的储量比都在200年以上，只有我国的储量不足百年。石油的储量比为四十年，并且中国石油、天然气的平均丰度值也仅为世界平均水平的57％和45％。 面对如此严峻的能源形势，国家总的能源政策还是节能和新能源开发、再生能源利用并重，因此，地源热泵技术的推广应用在我国具有极大的现实意义和广阔的发展前景。 2.地源热泵的工作原理 地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性，，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源，可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热，向建筑物供暖；夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物 制冷。是一种有效地利用能源的方式。
空气能技术参数
技术规格及要求 （一）项目概述 1、热水系统要求：选用直热循环式空气源热泵加热，保证24小时内供应热水， 保证最高水温可达到65℃。 2、热水系统构成设备：主体工程主要由直热循环式空气源热泵、不锈钢保温水 箱、热泵循环水泵组成。辅助工程包括设备的全自动控制工程，热水管道工程，冷水管道工程等。 3、热泵热水系统工作原理设计：本工程采用空气源热泵机组为直热循环加热式 机组，由管路温度控制热水供水和回水系统。 4、热泵热水系统热水管保温设计：保温采用橡塑保温。 5、热泵热水系统安全保护措施：机组内设有高低压力保护，压缩机过电流、过 载保护，起动延时保护及停水，确保设备能安全稳定地运行；设备装有避雷和漏电接地保护装置等，无任何危险隐患，性能安全可靠，先进实用。 6、热泵热水系统采用全自动控制装置，全自动起动，运转，故障检测，无需专 人看管操作；并可根据实际用水情况调整产水量，避免造成浪费。 7、热泵热水机组采用自动智能化霜系统。 8、控制系统设有定时控制器，可自动控制该系统每天启动和关闭的时间。（二）项目要求 1、投标人必须承诺提供厂商原装、全新的、符合用户提出的有关质量标准的货物。 2、所有货物在开箱检验时必须完好，无破损，配置与装箱单相符。货物外观清 洁，标记编号以及等字体清晰、明确。 3、对于影响货物正常工作的必要组成部分，无论在技术规范中指出与否，投标 人都应提供并在投标文件中明确列出。 4、投标人投标时所提供的货物如在实际供货时已经停产（不列入该厂家当时的 产品系统），如果未能按原价提供更优质的货物，则按违约处理。 5、投标人在实际供货时，若被发现提供的货物未能达到招标文件和投标文件中 的有关要求，将按有关法规进行处罚，买方将有权单方面中止合同的执行,并追究因中标方所提供的未达到所承诺准确率产品而产生的所有损失和责
地源热泵的研究与应用
地源热泵的研究与应用 重庆大学 李保群 康侍民 段凯 摘 要：本文介绍了地源热泵的工作原理和基本类型; 比较了地源热泵与普通空调系统的特点,得出地源热泵在技术上和经济上具有明显优势的结论。介绍了地源热泵技术在工程中的应用，分析了地源热泵在中国的发展前景。关键词：地源热泵 应用 展望 Abstract:The development of ground-source heat pump ( GSHP) at home and abroad is briefly introduced. The working principle and fundamental types are discussed here. With the comparison between the GSHP and common airconditioner, the apparent advantages in technology and economics for the GSHP are presented. The development of ground-source heat pump’s application in engineering were introduced. Good prospect of development and utilization of ground-source heat pump technology in China was brought forword. Keywords: ground-source heat pump, application, prospect。 1 热泵 1．1 热泵就是通过制冷循环使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。根据供热时所采用的低品位热源分类，热泵可分为：空气源热泵、水源热泵和地源热泵。其中，地源热泵包括地下水源热泵和地下土壤源热泵。 地源热泵技术是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源，可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热，向建筑物供暖；夏季它向土壤、地下水或者地表水放热，达到给建筑物降温的目的。同时，它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效利用能源的方式。 地源热泵（Ground Source Heat Pumps ,GSHP）系统包括三种不同的系统：以利用土壤作为冷热源的土壤源热泵，又称为地下耦合热泵系统（ Ground-coupled heat pump systems）或者地下热交换器热泵系统（Ground heat exchanger）；以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统（ Ground water heat pumps）；以利用地表水为冷热源的地表水热泵系统（ Surface-water heat pumps）。 1．2 土壤源热泵[1]
2020年国际地源热泵发展历程及我国发展趋势
国际地源热泵发展历程及我国发展趋势 美国地源热泵发展历史及概况 美国的地源热泵起源于地下水源热泵。由于土壤源热泵的初投资高、计算复杂以及金属管的腐蚀等问题，早期美国的地源热泵中土壤源热泵所占比例较小，主要以地下水源热泵为主。早在20世纪50年代，美国市场上就开始出现以地下水或者河湖水作为热源的地源热泵系统，并利用它来实现采暖，但由于采用的是直接式系统，很多系统在投入使用10年左右的时间由于土壤中化学物质腐蚀等问题就失效了，地下水源热泵系统的可靠性受到了人们的质疑。 上世纪70年代末至80年代初，在能源危机的促使下，人们又开始关注地下水源热泵。通过改进,水源热泵机组扩大了进水温度范围，加之欧洲板式换热器的引进，闭式地下水源热泵逐渐得到广泛应用。 与此同时，人们也开始关注土壤源热泵系统。在美国能源部（DOE）的支 持下，美国橡树山(Oak Ridge National Laborato-ry，ORNL)和布鲁克海文（Brookhaven National Laboratory，BNL）等国家实验室和俄克拉荷马州立大学（Oklahoma StateUniversity，OSU）等研究机构进行了大量的研究。主要研究工作集中在地下换热器的传热特性、土壤的热物性、不同形式埋管换热器性能的比较研究等。为了解决土壤中化学物质腐蚀问题，地埋管也由金属管变成了聚乙烯等塑料管。至此，美国进行了多种形式的地下埋管换热器的研究、安装和测试工作。现在美国安装的土壤源热泵主要是闭式环路系统，根据塑料管安装形式的不同可分水平埋管和垂直埋管，此系统可以被高效地应用于任何地方,也正是土壤源热泵系统的广泛应用推动了近几十年美国地源热泵产业的快速增长。1998年美国能源部要求在具有使用条件的联邦政府机构建筑中推广应用土壤源 热泵系统。为了表示支持这种节能环保的新技术，美国总统布什在他得克萨斯州宅邸中也安装了这种地源热泵系统。进入21世纪，美国地源热泵的使用量随着建筑规模的扩大也逐渐增加。美国地源热泵年平均增长率保持在15%以上。 从2005年到2007年美国地源热泵呈现快速增长趋势，目前地源热泵在美国50 个州都有应用，2007年全年地源热泵系统应用超过了45000套。 美国地源热泵发展中遇到的障碍主要有：1.地源热泵系统相对传统系统以及空气源热泵的一次投资较大；由于初期投资涉及到大量的地下施工，北美地区高昂的劳动力成本使得地源热泵系统的初期投资可超过常规系统100%乃至150%，目前每米环路的费用大约是11.5～55.8美元，平均每米为36美元。初期投资过高从而极大地限制了地源热泵的应用。在目前的应用中，主要还是以公立学校，尤其是中小学为主，其次是联邦的公用设施，包括军用设施。在真正的私人投资的商用建筑中使用比例要低于前两者；2.各种地方法规对地源热泵使用的限制；3.承包商施工不规范；4.水平埋管土壤源热泵系统需要大量土地面积。 为促进地源热泵的发展，美国地方政府也相继出台了很多激励措施，如表 1所示：
地源热泵的工作原理及技术经济性分析2
地源热泵的工作原理及技术经济性分析 一、什么是地源热泵 地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能）,实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季,把地能中的热量“取”出来,提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量(如电能）将吸取的全部热能（即电能+吸收的热能)一起排输至高温热源。而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态,从而达到吸收低温热源中热能的作用。请参见能流图所示。
通常地源热泵消耗１kW的能量，用户可以得到５kW以上的热量或4kＷ以上冷量，所以我们将其称为节能型空调系统。 与锅炉（电、燃料)供热系统相比，锅炉供热只能将９0%以上的电能或７0～９０%的燃料内能为热量,供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃,其制冷、制热系数可达3.5～4.４，与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50~6０% 。因此,近十几年来，尤其是近五年来,地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大
及法国、瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展,中国的地源热泵市场也日趋活跃,可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。 二、地源热泵国内外发展近况 地源热泵的历史可以追朔到1912年瑞士的一个专利,欧洲第一台热泵机组是在193８年间制造的。它以河水低温热源，向市政厅供热，输出的热水温度可达60ｏC。在冬季采用热泵作为采暖需要,在夏季也能用来制冷。197３年能源危机的推动,使热泵的发展形成了一个高潮。目前，欧洲的热泵理论与技术均已高度发达,这种“一举两得”并且环保的设备在法、德、日、美等发达国家业已广泛使用。如美国，截止19８5年全国共有1４,000台地源热泵，而1997年就安装了45，０0０台,到目前为止已安装了400,000台，而且每年以10%的速度稳步增长。１9９８年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19%，其中有新建筑中占30%。美国地源热泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂家组成的美国地源热泵协会，该协会在近年中将投入一亿美元从事开发、研究和推广工作。美国计划到2０0１年达到每年安装40万台地源热泵的目标，届时将降低温室气体排放1百万吨,相当于减少50万辆汽车
地源热泵国外研究现状
地源热泵的定义： 地源热泵以地球表面浅层土壤作为热源（热汇），常将传统空调的冷凝器（或蒸发器）中需要排放（或吸收）的热量通过中间介质（通常是水）作为载体，并使中间介质在封闭环路中通过大地循环流动，从而实现与大地进行冷热交换的目的。根据地下换热介质的不同地源热泵可分为三类：一是与岩土换热的地下耦合热泵系统（ground-coupled heat pump，GSHP，也叫土壤源热泵）；二是与地下水换热的地下水热泵系统（ground-water heat pump，GWHP）；三是与地表水换热的地表水热泵系统（surface-water heatpump，GSHP）。美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）在1997 年将地源热泵以往的各种名称统一称为地源热泵（ground-source heatpump，GSHP）[2]。考虑道地下水热泵和地表水热泵受地下水文地质条件和建筑周边环境条件的限制要多于地下耦合热泵，运用的广泛性均小于地下耦合热泵，故而本文中的地源热泵是指地下耦合热泵（或称土壤源热泵）。 工作原理： 在制冷工况时，空调房间的冷负荷连同压缩机的功所转化的热量被排入大地。室外埋管换热器1 与换热器2（此时换热器2 在热泵机组中起冷凝器的作用）之间通过管道连接成一个封闭的回路，在水泵7 的作用下，水在回路中往复循环，在换热器2（冷凝器）中吸收制冷剂的热量，通过室外埋管换热器 1 传入大地；在供热工况时，从压缩机 5 出来的制冷剂经换向阀8 作用换向，此时换热器 2 转换成为热泵机组的蒸发器，循环水流经室外埋管换热器 1 时吸收大地中的热量，在换热器2（蒸发器）中释放给制冷剂。在室内侧，同样既可以通过水的循环进行热量传递，也可以使制冷剂直接流经房间换热器 6 与空气进行热交换。 [2] 殷平, 地源热泵在中国, 现代空调, 2001（3） [3] 肖益民, 何雪冰, 刘宪英. 地源热泵空调系统的设计施工方法及应用实例, 现代空调, 2001（3） 1.国内外应用研究现状 1912 年，瑞士的H．Zoelly首次提出利用浅层地热能（地源能）作为热泵系统低温热源的概念，但由于当时一次能源充足，用热泵供暖的社会需求不足，导致热泵技术没有得到重视和发展。直到1948 年，Zoelly的专利技术才真正引起普遍的关注，尤其是欧
地源热泵产业的现状及发展趋势
地源热泵产业的现状及发展趋势 在2010年6月25日住房和城乡建设部与科技部联合推出的既有建筑节能技术改造推广目录中，地源热泵热回收机组、地源热泵系统、中水源热泵系统名列其中。在“十二五”建议中，节能减排是其中重要内容之一，而建筑节能更是重中之重。在可预见的5—10年中，地源热泵无疑将迎来更广阔的发展空间。 现在行业内关于地源热泵在我国的使用和推广具体在哪个年代、什么项目上尚无统一的定论，但是企业、用户和其他业内人士可以从自己的经验出发，总结出企业或个人的“地源热泵认识发展史”，这对于丰富行业内涵和外延都有很重要的意义。 地源热泵行业受惠于国家节能减排的大政方针，近十年来得到了国家相关部门和各级地方政府的重视。在我国目前使用地源热泵技术的城市中，“沈阳模式”因为得到了地方政府的大力支持而推广力度最大，使用面积占比最高（沈阳地源热泵建筑面积达6500万平方米，占每年建筑面积1.8亿平方米的三分之一）。“沈阳模式”之所以特殊，是因为沈阳市是国家地源热泵技术推广试点城市，国内外一大批地源热泵系统建设相关企业纷纷来沈，随着地源热泵技术应用推广工作的不断深入，对行业管理、技术创新也提出新的更高的要求。为此，沈阳市决定成立地源热泵协会，并要求沈阳地源热泵协会在做好行业自律的同时，要充分发挥协会在政府与企业之间的桥梁、纽带作用，积极配合政府相关职能部门有效地开展地源热泵技术的科研攻关、技术培训、咨询服务、质量控制、信息交流等工作，全力促进地源热泵技术应用工作的科学有序、安全可靠发展。地方行业协会的成立对沈阳市地源热泵行业的促进和推广起到了很好的引导作用。 “沈阳模式”是探讨地源热泵发展现状不可绕过的一环。自“沈阳模式”推出以来，围绕在其身边各种各样的争议和讨论不绝于耳。面对此现象，吴元炜认为，我们看待“沈阳模式”应该秉持鼓励和感谢先行者的态度，任何一个进步都不是一蹴而就的，在这个过程中肯定会有走
【开题报告】关于地源热泵技术的开题报告
关于地源热泵技术的开题报告 一、选题的依据及意义： 1.依据： 进入20xx年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用热水供应装置，热水供应装置已成为现代学校居住必备。20xx年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，热泵供热技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进了地源热泵供热机组的快速发展。 随着生产和科技的不断发展,人类对地源热泵供热技术也进行了一系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的地源热泵供热产品和技术,现在利用成熟的电子技术来进行综合的控制，并和太阳能结合更注意能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后发展的主题。 2.意义： 地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性,，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中,达到降温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热,向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时,它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。通常根据热泵的热源(heat source)和热汇(heat sink)(冷源)的不同，主要分成三类：空气源热泵系统( air-source heat pump) ashp
水源热泵系统(water- source heat pump) wshp 地源热泵系统(ground- source heat pump)gshp 平时还有人把热泵系统按照一次和二次介质的不同，分别叫做： 空气---水热泵系统 水--- 空气热泵系统 水--- 水热泵系统 空气---空气热泵系统 这些都是把热源、热汇以及空调系统的传递介质也包括进来分类形成的。 为了和国际标准接轨，我们还是应该依照国际惯例来命名。在1920xx年由美国的ashrae(美国采暖、制冷与空调工程师学会)统一了标准术语，无论是wshp、gshp都叫做gshp--地源热泵系统。 另外，为了让我们在学习和讨论中更方便，介绍一些地源热泵室外能量交换系统的概念： 土壤埋管系统----土壤换热器(水平埋管、竖直埋管) 地下水系统 地表水系统 这些都是地源热泵的热源或热汇形式。(具体参见下图) 图.1.1土壤换热器(水平埋管)图 图.1.2土壤换热器(竖直埋管)图
地源热泵行业相关政策
1997年~2002年 ■ 1997年11月8日，原国家科委与美国能源部在北京签署了中美两国《关于地热能源生产与应用的合作协议书》，决定在我国开始推广美国土-气（水）型地源热泵技术。 ■ 1998年11月4日，“中美两国《能源效率和可再生能源技术的发展利用领域合作议定书》工作小组第一次工作会议”在美国举行，会议通过了《中美两国政府合作推广美国地源热泵技术工作计划书》，中美两国政府地源热泵合作项目正式启动。 ■ 2002年4月23日，中美在北京签署了《中美两国地源热泵资助项目协议书》，大大加快了中美两国政府地源热泵合作项目的进程。 ■ 2002年12月19日，国土资源部发布《关于进一步加强地热矿泉水资源管理的通知》（国土资发[2002]414号）。通知指出，地热资源是宝贵的矿产资源，是重要的清洁能源之一，各级国土资源行政主管部门对此要有足够的认识，要加大地热资源的勘查评价力度，加强地热资源的开发和保护，严格地热井审批、施工和年审程序，开展地热开发利用示范项目和地热水回灌等新技术的研究推广工作，实现地热资源的可持续利用。 2005年 ■ 2005年2月28日，国家主席胡锦涛颁布33号主席令：2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》开始正式实施。地热能的开发与利用被明确列入新能源所鼓励发展的范围。 ■ 2005年11月29日，国家发展和改革委员会制订并颁布了《中华人民共和国可再生能源产业发展指导目录》，“地热发电、地热供暖、地源热泵供暖或空调、地下热能储存系统”被列入重点发展项目；“地热井专用钻探设备、地热井泵、水源热泵机组、地热能系统设计、优化和测评软件、水的热源利用”等被列为地热利用领域重点推荐选用的设备。 2006年 ■ 2006年5月30日，财政部发布实施了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》（财建[2007]371号）。该办法明确提出，加强对可再生能源发展专项资金的管理，重点扶持燃料乙醇、生物柴油、太阳能、风能、地热能等的开发利用。其中第二章有关“扶持重点”第七条中提出“在建筑供热、采暖和制冷的可再生能源开发利用，重点支持太阳能、地热能等在建筑物中的推广应用。” ■ 2006年5月31日，由北京市发展和改革委员会、规划委、建委、市政管委、科
浅谈基于地源热泵空调设计要点分析
浅谈基于地源热泵空调设计要点分析 发表时间：2016-12-08T16:06:38.240Z 来源：《基层建设》2016年9月下27期作者：谷晓黎 [导读] 摘要：本文主要就地源热泵空调设计的方式和方法进行了详细的阐述。地源热泵空调是当前空调领域中一种较为先进的空调系统，该系统具有很强的节能和环保性能，从而能够有效地提高空调的节能水平，随着地源热泵空调系统在现代建筑中的应用，使得现代的空调设计水平得到了大幅度提升。本文就此提出了自己的观点和看法，可供同行参考。 山东天元安装工程有限公司山东临沂 276000 摘要：本文主要就地源热泵空调设计的方式和方法进行了详细的阐述。地源热泵空调是当前空调领域中一种较为先进的空调系统，该系统具有很强的节能和环保性能，从而能够有效地提高空调的节能水平，随着地源热泵空调系统在现代建筑中的应用，使得现代的空调设计水平得到了大幅度提升。本文就此提出了自己的观点和看法，可供同行参考。 关键词：地源热泵；空调；设计 前言 近年来，地源热泵供热系统在建筑中得到越来越多的应用。它有着更长的使用周期、较低的噪声、更高的能效比和很少的污染物排放量等优点逐步的走向我们的生活。随着地源热泵空调系统在现代建筑中的应用，使得现代的空调设计水平得到了大幅度提升。然而就目前地源热泵空调设计的实际情况而言，由于地源热泵空调设计是一种新型空调技术，因此在实际的设计过程中，还没有一套完善的设计理论和设计方法。通过本文对地源热泵空调设计的深入分析，相信读者对其也有了更深刻的认识。总而言之，为了进一步提高地源热泵空调的设计水平，就必须要加大地源热泵空调设计进行分析研究力度，从而才能够满足人们对现代建筑的新要求。地源热泵是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术，它既不会污染地下水，又不会影响地面沉降。因此，目前在国内空调行业引起了人们广泛的关注，希望尽快应用这项新技术。现在尚未见到有关地源热泵技术设计手册供设计人员使用，但又不能等待设计手册出版后才使用地源热泵技术。 一、地源热泵地下换热器的形式分析研究 众所周知，热泵机组的热源有空气源、水源、土壤源等。土壤源热泵空调也叫地源热泵空调，就是在地下埋设管道作为换热器，管道与热泵机组连接形成闭式环路，管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下（供冷工况），或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热（供热工况）。土壤源热泵换热器有多种形式，如水平埋管、竖直埋管等。这两种埋管型式各有自身的特点和应用环境。在中国采用竖直埋管更显示出其优越性：节约用地面积，换热性能好，可安装在建筑物基础、道路、绿地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能，甚至可在建筑物桩基中设置埋管，见缝插针充分利用可利用的土地面积。 二、竖直埋管换热器型式分析研究 最常用的竖直埋管换热器就是由垂直埋入地下的U型管连接组成。 1、竖直埋管深度。竖直埋管可深可浅，须根据当地地质条件而定。确定深度应综合考虑占地面积、钻孔设备、钻孔成本和工程规模。 2、竖直埋管材料。埋管材料最好采用塑料管，因与金属管相比，塑料管具有耐腐蚀、易加工、传热性能可满足换热要求、价格便宜等优点。可供选用的管材有高密度聚乙烯管（PE管）等。 3、竖直埋管换热器钻孔孔径及回填材料。竖直埋管换热器的形成是从地面向下钻孔达到预计深度，将制作好的U型管下入孔中，然后在孔中回填不同材料。在接近地表层处用水平集水管、分水管将所有U型管并联构成地下换热器。根据地质结构不同，钻孔孔径可以是Ф100、Ф150、Ф200或Ф300。 4、竖直埋管换热器中循环水温度的设定。设计时，首先应设定换热器埋管中循环水最高温度和最低温度，因为这个设定和整个空调系统有关。如夏季温度设定较低，对热泵压缩机制冷工况有利，机组耗能少，但埋管换热器换热面积要加大，即钻孔数要增加，埋管长度要加长。反之温度设定较高，钻孔数和埋管长度均可减少，可节省投资，但热泵机组的制冷系数值下降，能耗增加。设定值应通过经济比较选择最佳状态点。笔者认为埋管水温应如下设定：（1）热泵机组夏季向末端系统供冷水，设计供回水温度为7—12℃，与普通冷水机组相同。地埋管中循环水进入U管的最高温度应 <37℃，与冷却塔进水温度相同。（2）热泵机组冬季向末端系统供水温度与常规空调不同，在满足供热条件下，应尽量减低供热水温度，这样可改善热泵机组运行工况、减小压缩比、并降低能耗。我们知道风机盘管供热能力大于供冷能力，而一般建筑物的夏季冷负荷大于冬季热负荷，所以风机盘管的选型是以夏季冷负荷选型、冬季热负荷校核。采用地源热泵空调冬季供热时，可根据冬季热负荷实际情况，让风机盘管冬季也满负荷运行而反算出供热水温度，此温度要小于常规空调60℃的供水温度（大约供水为40℃左右）。将此温度定为热泵机组冬季供水温度。供回水温差取7～10℃。 三、竖直埋管地源热泵空调的设计问题分析研究 1、确定设计参数与热泵机组。一是计算建筑物空调夏季冷负荷及冬季热负荷。二是确定夏季冷水的供回水温度及地埋管进出水温度，进而确定机组中工质的夏季蒸发温度及冷凝温度。三是计算冬季风机盘管的供水温度，取回水温度比供水温度低7～12℃。设定地埋管进水温度，根据测井测出的进出水温差推算出地埋管出水温度，进而确定热泵机组中工质冬季的蒸发温度和冷凝温度。四是由建筑物空调夏季冷负荷、机组蒸发温度和冷凝温度，以及冬季热负荷和冬季机组蒸发温度和冷凝温度，就可以进行热泵机组的选型设计，或将参数提供给生产厂家，由厂家制造热泵机组。五是确定热泵机组型式（活塞机、螺杆机、蜗旋压缩机等），查出或计算出该机组在夏季埋管水温最高时和冬季埋管水温最低时工况下的COP值。 2、确定竖直埋管水流速度与水泵选型。一是确定水流速。竖直埋管中如提高水流速度则换热量可适当增加，但增加量不与流速提高量成比例。竖直埋管中水流应为紊流状态，流速太快会增加循环水泵能量消耗，流速取1m/s左右为宜。二是确定水泵型号。流速确定后计算循环水流量及压力损失即可选择循环水泵的型号。 四、结语 随着科学技术的日新月异，社会经济的发展速度也随之加快，人们的生活生产水平得到了大幅度提高，而人们对建筑也提出了更高的要求。在这一时代背景的要求下，建筑行业也得到了长足的发展，在现代的建筑行业中各种施工材料和施工技术以及施工设备都得到了长足的发展，并且还涌现出了大批更为先进的施工材料和施工技术以及施工设备，而随着这些材料和技术以及设备在建筑工程中的应用，使
空气源热泵项目设计方案
空气源热泵项目设计方案公司是集科研、生产、销售、服务于一体的专业制作中央空调、净化空调的高科技技术企业。先后与全国著名高等学府、通用机械研究院等单位进行技术合作，科研攻关，通过把高科技成果产品化，坚持技术创新，发展具有自主知识产权的专利技术，生产研发出了高效能的中央空调系列产品。 公司定位于节能减排的可再生能源和新能源产业领域。公司主导产品地源热泵、污水源热泵、工业废热余热型热泵、海水源热泵、水冷冷水机组、水冷离心机组、空气源热泵机组等热泵系列产品及中央空调、净化空调末端系列产品，是利用浅层地热能、污水热能、工业废热余热、海洋热能、空气能等低品位的可再生能源和新能源的重要技术装备产品。公司生产制造的热泵系列产品已为超过4000万平方米的建筑提供可再生能源供热热源和供冷冷源，年运行节能量超过40万吨标准煤。 十二五期间，公司将为社会提供10000台热泵机组，以年节约100万吨标准煤为目标，有效降低温室气体和有害气体的排放，为祖国节能减排事业贡献力量！ 我们珍惜每一个客户的选择和认可，敬重每一个客户的批评和建议，感关心和支持世纪昌龙的每一个朋友和合作伙伴。我们将继续以优良的售后服务，巩固并拓展销售市场，真诚地希望与您携手共创辉煌。 2、产品简介 公司专业生产经营热泵型中央空调系列，目前公司产品已发展到第四代、拥
有十大系列一百五十多个型号。 公司产品主要分为中央空调主机和空调末端设备两大单元； 中央空调主机单元主要包括：水源热泵、地源热泵和空气源热泵三大板块； 空调末端设备单元主要包括：风机盘管、射流风机、组合式空调器、新风换气机和组合式净化空调等。 （1）中央空调主机单元 从热源利用上：既可利用地下水，又可利用河水、湖水等地表水、工业废水、城市污水、洗浴污水以及油田回注水等；从压缩机选型上：既有半封闭螺杆式机组、全封闭涡旋式机组，又有离心式机组；从换热器选型上：既有钎焊板式换热器、干式、满液式换热器，又有套管换热器。从形式上：既有风冷式，也有水冷式。 （2）空调末端单元 公司空调末端设备单元共分为四大系列，两百多个产品规格，从形式上可分为：风机盘管、射流风机、组合式空调器、新风换气机和组合式净化空调器等；从送风方式上分为：独立送风设备和集中送风设备；从送风质量上分为：室自然风循环设备和净化加湿设备；从静音方式上可分为：普通型和高静音型；
新型高效地源热泵换热系统研究
2011.03 95 最小就是最合理的过量空气系数。过量空气系数直接影响着锅炉燃烧的好坏和排烟热损失的大小，所以如果在运行中能够准确，迅速地测定以及监督锅炉的过量空气系数，是一种使锅炉经济运行的很好的手段。这种测定一般是以炉膛出口氧量作为测量的依据。 （三）控制漏风 漏风主要发生在炉膛、制粉系统和烟道中，漏风对于锅炉的运行效率影响很大。炉膛漏风主要是炉底漏风，从炉底，看火孔，入孔门，炉顶和安装测点处有大量的冷风进入炉膛，这将严重影响锅炉的经济性以及安全正常的运行。漏风使炉膛的温度降低，所以要保持原有的出力，就要增加燃料量的投入，从而使排烟的容积增大，最终使排烟热损失提高。在制粉系统中，木屑分离器，磨煤机入口冷风门等经常存在关不严的现象，所以致使部分冷风进入制粉系统，降低了制粉系统的出力，为了维持正常的制粉系统的出力，就要增加通风量，同样使排烟容积增加，最终造成排烟热损失提高。由于燃烧煤的变化，对锅炉尾部受热面的破坏更加严重，使空气预热器的漏风量增加，烟道漏风影响了一、二次风的风量，造成了排烟温度的升高。 （四）燃烧过程中的合理的配风 锅炉在燃烧过程中，配风的方式和配风的比例都会对煤的燃烧产生非常重要的影响，另外，燃烧器的组合方式，以及摆角和旋流强度都会对火焰的燃烧效果产生影响，从而造成锅炉效率的变化。合理的配风主要保证炉膛内有充分的氧气，促进燃料的着火和充分时间进行 燃烧，有效的减少燃料的不完全燃烧热损失。二次风除了补充必要的空气量外，还有一定的搅拌功能，它使氧气和燃料更充分的混合，更有利于完全燃烧。所以，要安装好二次风喷嘴的位置、角度和高度，使二次风达到最好的效果，能够促进燃烧，提高锅炉效率。另外，一、二次风的风温也很重要，一次风的温度提高可以减少煤粉到达着火点的着火热，使煤粉更好的着火和燃尽。 三、结论 影响锅炉运行效率的主要因素有燃料的选择，过量空气系数的大小，风的配制以及漏风。在供热锅炉的运行管理中只有加强技术管理，合理调整燃烧，有效控制锅炉损失的各主要环节，才能降低能源的浪费，提高供热的社会效益和经济效益。 参考文献 [1] 任文尧．供暖锅炉的节能与环保[J]．承德民族师专学报， 1997，（2）.[2] 葛震弘，宋徐辉．提高锅炉运行效率措施浅析[J].工业锅炉， 2007，（2）．[3] 刘征祥，马晓明，闫亚玲．提高锅炉运行效率的几项措施[J]． 大众标准化，2003，（12）． [4] 刘岭．锅炉热效率及其影响因素探析[J].山东煤炭科技， 2000，（2）. 作者简介：赵西民（1972-），男，开滦集团服务分公司工程师，研究方向：锅炉供暖。 （责任编辑：叶小坚） 摘要： 文章在研究热泵换热系统的基础上，提出了基于双储能技术的技术解决方案。进而运用Ansys 软件，建立热泵机组换热器的机械模型，进行热泵换热器的形式研究，得出采用盘管管式结构的新型换热器设计方案，设计出一种基于盘管管式内换热器结构和整体为圆环形状的方便拆卸和清洗的换热器。关键词： 地源热泵；双储能缓冲；换热器；盘管管式中图分类号： TB657 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）07-0095-03新型高效地源热泵换热系统研究 王剑文1 蒋素清2 唐义锋2 （1.淮安市消防支队；2.江苏财经职业技术学院，江苏 淮安 223003） 地源热泵是以地源能（土壤、地下水、地表水、低温地热水和尾水）作为热泵夏季制冷的冷却源、冬季采暖供热的低温热源的系统，热泵通过消耗少量高品位能源，把热量由低温级上升到高温级，从而达到采暖、制冷或供应生活用水等目的。 目前国内建筑业主要采用地下耦合热泵系统、水源 热泵系统或空气源热泵系统等，他们分别利用地下岩土、地下水、地表水或空气中的热量进行交换，达到使用目的。 在研究换热器形式方面主要有套管式，盘管折流板式，片式，内外流套管式，其中，盘管折流板换热器，纵流壳程换热器，紧凑式顺排管束满液型蒸发换热器等
地源热泵研究文献综述
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/da14829321.html, 地源热泵研究文献综述 作者：郭月明张春月王珂 来源：《中国科技博览》2013年第22期 [摘要]地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称低能，包括地下水、土壤或地表水等），通过输入少量高品位能源，实现低温位热能向高温位转移的高效节能空调系统。笔者主要通过网络搜索和图书馆阅读收集了大量关于地源热泵的文献期刊，通过总结过去几十年里国内外专家学者关于地源热泵的研究成果分析地源热泵研究中关于地源热泵运行、管理方面存在的研究空间。 [关键词]地源热泵研究成果运行 中图分类号：TU831；文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）22-0002-01 随着经济的发展和人们生活水平的提高，建筑供暖和制冷已成为普遍要求。作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低，还造成严重的环境污染。在技术和经济上都具有较大优势的地源热泵便显示出极大的可行性和实用性。 如今，国外学者较侧重于地源热泵应用于实际的开发和应用。由于起步较晚，我国学者对于地源热泵的研究主要侧重于理论分析和应用于实际的方法，应用并不普遍。 笔者主要通过关键字“地源热泵技术的发展”“地源热泵使用技术”等查阅相关期刊，并通过网络搜索，对国内外学者关于地源热泵的研究著作进行深入学习，在此基础上进行归类、整理和总结，提出其存在的研究空间。 下面，笔者将从国外和国内两个层次对学者们关于地源热泵的研究进行分析。 一、国外研究情况 1912年，瑞士人Zoelly首次提出以土壤作为热泵能源的设想，标志着“地源热泵”这个概 念的提出。 同年，瑞士人成功安装了一套以河水为媒介的用于供暖的热泵设备并申报专利，这是世界上最早的地源热泵。 1930年，Hal Dane在他的著作中报道了1927年安装的一台以氨为循环工质、环境为低温热源的用于取暖和加热生活用水的试验家用热泵。 1946年起，美国对地源热泵系统进行了十二个项目的研究，并于同年在俄勒冈州的波兰 特市中心区安装美国第一台地源热泵系统，标志着地源热泵成功运用于建筑中。
国际地源热泵发展历程及我国发展趋势
国际地源热泵发展历程及我国发展趋势 ——中国建筑科学研究院徐伟 美国地源热泵发展历史及概况 美国的地源热泵起源于地下水源热泵。由于土壤源热泵的初投资高、计算复杂以及金属管的腐蚀等问题，早期美国的地源热泵中土壤源热泵所占比例较小，主要以地下水源热泵为主。早在20世纪50年代，美国市场上就开始出现以地下水或者河湖水作为热源的地源热泵系统，并利用它来实现采暖，但由于采用的是直接式系统，很多系统在投入使用10年左右的时间由于土壤中化学物质腐蚀等问题就失效了，地下水源热泵系统的可靠性受到了人们的质疑。 上世纪70年代末至80年代初，在能源危机的促使下，人们又开始关注地下水源热泵。通过改进,水源热泵机组扩大了进水温度范围，加之欧洲板式换热器的引进，闭式地下水源热泵逐渐得到广泛应用。 与此同时，人们也开始关注土壤源热泵系统。在美国能源部（DOE）的支 持下，美国橡树山(Oak Ridge National Laborato-ry，ORNL)和布鲁克海文（Brookhaven National Laboratory，BNL）等国家实验室和俄克拉荷马州立大学（Oklahoma StateUniversity，OSU）等研究机构进行了大量的研究。主要研究工作集中在地下换热器的传热特性、土壤的热物性、不同形式埋管换热器性能的比较研究等。为了解决土壤中化学物质腐蚀问题，地埋管也由金属管变成了聚乙烯等塑料管。至此，美国进行了多种形式的地下埋管换热器的研究、安装和测试工作。现在美国安装的土壤源热泵主要是闭式环路系统，根据塑料管安装形式的不同可分水平埋管和垂直埋管，此系统可以被高效地应用于任何地方,也正是土壤源热泵系统的广泛应用推动了近几十年美国地源热泵产业的快速增长。1998年美国能源部要求在具有使用条件的联邦政府机构建筑中推广应用土壤源 热泵系统。为了表示支持这种节能环保的新技术，美国总统布什在他得克萨斯州宅邸中也安装了这种地源热泵系统。进入21世纪，美国地源热泵的使用量随着建筑规模的扩大也逐渐增加。美国地源热泵年平均增长率保持在15%以上。 从2005年到2007年美国地源热泵呈现快速增长趋势，目前地源热泵在美国50 个州都有应用，2007年全年地源热泵系统应用超过了45000套。 美国地源热泵发展中遇到的障碍主要有：1.地源热泵系统相对传统系统以及空气源热泵的一次投资较大；由于初期投资涉及到大量的地下施工，北美地区高昂的劳动力成本使得地源热泵系统的初期投资可超过常规系统100%乃至150%，目前每米环路的费用大约是11.5～55.8美元，平均每米为36美元。初期投资过高从而极大地限制了地源热泵的应用。在目前的应用中，主要还是以公立学校，尤其是中小学为主，其次是联邦的公用设施，包括军用设施。在真正的私人投资的商用建筑中使用比例要低于前两者；2.各种地方法规对地源热泵使用的限制；3.承包商施工不规范；4.水平埋管土壤源热泵系统需要大量土地面积。