地源热泵技术
地源热泵技术及其设计(1)
2 土壤热交换器的传热分析
2.1 土壤热交换器传热分析模型 对于地源热泵系统设计而言，土壤热交换器的传热分析主要是保证在地源热泵整个生命周期
中循环介质的温度都在设定的范围之内，设计者根据这一目标选择土壤热交换器的布置形式并确 定埋管的总长度。土壤热交换器传热分析的另一个目的，是在给定土壤热交换器布置形式和长度 以及负荷的情况下，计算循环液温度随时间的变化，并进而确定系统的性能系数和能耗，以便对 系统进行能耗分析。土壤热交换器设计是否合理，决定着地源热泵系统的经济性和运行的可靠性， 建立较为准确的地下传热模型是合理地设计土壤热交换器的前提。设置在不同场合的土壤热交换 器将涉及不同的地质结构，包括各地层的材质、含水量和地下水的运动等，这些当然都会影响到 换热器的传热性能。此外，土壤热交换器负荷的间歇性及全年吸放热负荷的不平衡等因素，也对 其传热性能有重要影响。由于地下传热的复杂性，土壤热交换器热量传递过程的研究一直是地源 热泵空调系统的技术难点，同时也是该项研究的核心和应用的基础。
垂直式土壤热交换器的结构有多种，根据在垂直钻井中布置的埋管形式的不同，垂直土壤热 交换器又可分为 U 型土壤热交换器与套管式土壤热交换器，如图 5 所示。套管式土壤热交换器在 造价和施工难度方面都有一些弱点，在实际工程中较少采用。垂直 U 型埋管的换热器采用在钻井 中插入 U 型管的方法，一个钻井中可设置一组或两组 U 型管。然后用回填材料把钻井填实，以尽 量减小钻井中的热阻，同时防止地下水受到污染。钻井的深度一般为 30～180m[13]，对于一个独 立的民居，可能钻一个钻井就足够承担供热制冷负荷了，但对于住宅楼和公共建筑，则需要有若 干个钻井组成的一群地埋管。钻井之间的配置应考虑可利用的土地面积，两个钻井之间的距离可 在 4～6m 之间，管间距离过小会影响换热器的效能。考虑到我国人多地少的实际情况，在大多数 情况下垂直埋管方式是惟一的选择。
地源热泵系统工程技术规范实施细则
地源热泵系统工程技术规范实施细则1. 引言地源热泵系统是一种利用地下热能进行空调供热与制冷的绿色能源系统。
为了保证地源热泵系统的安全可靠运行，提高系统能效，本文档制定了地源热泵系统工程的技术规范实施细则。
本细则适用于地源热泵系统的设计、建设、运行和维护。
2. 设计要求2.1 系统能耗要求 - 地源热泵系统应设计高效节能，能耗应符合国家相关标准；- 系统能效比应满足相关规定要求。
2.2 系统安全要求 - 地源热泵系统应符合国家安全标准； - 设备选型应具备相关认证和检测报告。
2.3 系统稳定性要求 - 地源热泵系统应具备稳定的运行能力； - 设备选型应考虑系统所处环境条件。
2.4 系统舒适性要求 - 地源热泵系统应能满足舒适度要求； - 系统的声音、振动应满足国家相关标准。
3. 设计方案3.1 地源热泵系统的选型要求 - 根据建筑用途和条件，综合考虑系统的能效比、负荷特性等因素进行选型； - 设计方案应提供设备的型号、技术参数和性能。
3.2 系统管道设计 - 地源热泵系统的管道布置应合理，方便维护和管理； - 管道的材质应符合相关规定。
3.3 系统控制设计 - 地源热泵系统的控制方式应考虑运行稳定性和节能； - 控制设备的选用应可靠、先进。
3.4 系统运行参数与调试 - 设计方案应提供系统的运行参数和调试方法； - 系统的运行参数应符合相关规定。
4. 工程施工4.1 施工现场安全要求 - 施工现场应符合国家相关安全规定； - 施工人员应熟悉设备操作和施工流程。
4.2 施工材料和设备要求 - 施工材料和设备应符合相关标准和规定； - 施工材料和设备的运输、存放、安装等应符合设计要求。
4.3 施工工艺要求 - 施工应按照设计方案进行； - 管道安装应符合相关规范。
4.4 施工质量控制 - 施工过程应进行质量检查； - 施工结束后应进行工程验收。
5. 运行与维护5.1 系统运行要求 - 地源热泵系统应定期进行运行检查； - 运行记录应做好归档。
地源热泵技术
地源热泵技术原理地源热泵技术原理：地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。
地源热泵通过输入少量的高品位能源（电能），即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。
在冬季，把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于采暖；在夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，并且常年能保证地下温度的均衡。
地源热泵简介地源热泵概述地源热泵是一种利用浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的即可供热又可制冷的高效节能空调设备。
地热热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低温位热能向高温位热能转移。
地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，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。
通常地源热泵消耗1KW的能量，用户可以得到4kw以上的热量或冷量。
冷热源地源热泵目前，地源热泵已成功利用地下水、江河湖水、水库水、海水、城市中水、工业尾水、坑道水等各类水资源以及土壤源作为水源热泵的冷热源：形式地源热泵水源/地源热泵有开式和闭式两种。
开式系统：是直接利用水源进行热量传递的热泵系统。
该系统需配备防砂堵，防结垢、水质净化等装置。
闭式系统：是在深埋于地下的封闭塑料管内，注入防冻液，通过换热器与水或土壤交换能量的封闭系统。
闭式系统不受地下水位、水质等因素影响。
地源热泵1、垂直埋管--深层土壤垂直埋管可获取地下深层土壤的热量。
垂直埋管通常安装在地下50-150米深处，一组或多组管与热泵机组相连，封闭的塑料管内的防冻液将热能传送给热泵，然后由热泵转化为建筑物所需的暖气和热水。
垂直埋管是地源热泵系统的主要方式，得到各个国家的政府部门大力支持。
2、水平埋管--大地表层在地下2米深处水平放置塑料管，塑料管内注满防冻的液体，并与热泵相连。
水平埋管占地面积大，土方开挖量大，而且地下换热器受地表气候变化的影响。
3、地表水江、河、湖、海的水以及深井水统称地表水。
地源热泵的工作原理及技术经济性分析
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，包含地下水、土壤或者地表水等）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与夏季空调的冷源，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。
热泵机组的能量流淌是利用其所消耗的能量（如电能）将吸取的全部热能（即电能+汲取的热能）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，从而达到汲取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，用户能够得到5kW以上的热量或者4kW以上冷量，因此我们将其称之节能型空调系统。
与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或者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约三分之二以上的电能，比燃料锅炉节约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固，通常为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，特别是近五年来，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进展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，能够估计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热与供冷空调技术。
二、地源热泵国内外进展近况地源热泵的历史能够追朔到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60o C。
在冬季使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，使热泵的进展形成了一个高潮。
目前，欧洲的热泵理论与技术均已高度发达，这种“一举两得”同时环保的设备在法、德、日、美等发达国家业已广泛使用。
地源热泵技术的概念和工作原理
第一章地源热泵技术的概念和工作原理第一节地源热泵技术概念地源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。
地源热泵机组工作原理就是在夏季，将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低于空气温度，所以可以高效地带走热量。
而冬季，则从水源中提取热量，通过热泵系统提升热量能级后送到建筑物中。
一般地源热泵消耗一份电能量，可得到4倍以上的热量或冷量，离心大型热泵可以达到5左右。
第二节地源热泵中央空调系统的组成及功能地源热泵供暖系统由地源能量采集系统、能量提升系统和能量释放系统三大部分组成。
⑴能量采集系统：通过能量采集系统将水源中所包含的能量（热量和冷量）采集出来，送至地源热泵机组加以利用。
它由水源水井、水源水抽取设备、水源水输送管道、水源水质处理设备和热交换设备构成。
⑵能量提升系统：通过能量提升系统将能量采集系统采集到的不可直接利用的低品位能量，转化成可直接利用的高品位能量。
它由压缩机完成并通过制冷剂封闭环路和各种控制阀门实现其功能。
⑶能量释放系统：通过能量释放系统将能量提升系统提升的能量传递到需要的场合。
它由热交换设备、供暖水循环设备和末端能量释放设备组成。
第三节地源热泵供暖（制冷）系统的工作原理◎冬季采暖工作原理：在供热模式下，高压高温制冷剂气体（R22、R134a等）从压缩机压出后进入冷凝器，同时向经过冷凝器的空调末端循环水中排放热量，末端循环水被加热后形成采暖热源。
而制冷剂冷却成高压液体，然后经热膨胀阀节流膨胀成低压液体进入蒸发器蒸发成低压蒸汽，蒸发过程中吸收水源水中的热量，制冷剂获得热量后变为饱和蒸汽又进入压缩机，压缩成高压气液体，如此循环不断的将水源水当中的热能提取出来形成热源。
地下水（水温在12-14℃左右）被吸收5℃-7℃的热量，降至5-7℃左右回灌地下，水在渗流过程中吸收地下土壤热量，温度又升至12℃，然后经过地下水流流走或再被抽取上来循环使用。
地源热泵系统工程技术
地源热泵系统工程技术＜1＞术语1、地源热泵系统，以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。
根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
2、水源热泵机组，以水或添加防冻剂的水溶液为低温热源的热泵。
通常有水/水热泵、水/空气热泵等形式。
3、地热能交换系统，将浅层地热能资源加以利用的热交换系统。
4、浅层地热能资源，蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。
5、传热介质，地源热泵系统中，通过换热管与岩土体、地下水或地表水进行热交换的一种液体。
一般为水或添加防冻剂的水溶液。
6、地埋管换热系统，传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换的地热能交换系统，又称土壤热交换系统。
7、地埋管换热器，供传热介质与岩土体换热用的，由埋于地下的密闭循环管组构成的换热器，又称土壤热交换器。
根据管路埋置方式不同，分为水平地埋管换热器和竖直地埋管换热器。
8、水平地埋管换热器，换热管路埋置在水平管沟内的地埋管换热器，又称水平土壤热交换器。
9、竖直地埋管换热器，换热管路埋置在竖直钻孔内的地埋管换热器，又称竖直土壤热交换器。
10、地下水换热系统，与地下水进行热交换的地热能交换系统，分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。
11、直接地下水换热系统，由抽水井取出的地下水，经处理后直接流经水源热泵机组热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。
12、间接地下水换热系统，由抽水井取出的地下水经中间换热器热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。
13、地表水换热系统，与地表水进行热交换的地热能交换系统，分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。
14、开式地表水换热系统，地表水在循环泵的驱动下，经处理直接流经水源热泵机组或通过中间换热器进行热交换的系统。
15、闭式地表水换热系统，将封闭的换热盘管按照特定的排列方法放入具有一定深度的地表水体中，传热介质通过换热管管壁与地表水进行热交换的系统。
地源热泵的特点和基本形式
地源热泵的特点和基本形式地源热泵（区别于热泵热水器和太阳能热泵热水器）技术是一种利用浅层地热资源的既可供热又可制冷的高效节能的空调技术。
热泵的理论基础源于卡诺循环, 与制冷机相同, 是按照逆循环工作的。
由于全年地温波动小, 冬暖夏凉, 因此地热可分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源, 即冬季从土壤中采集热量, 提高温度后供给室内采暖；夏季从土壤中采集冷量, 把室内多余热量取出释放到地能中去。
地源热泵主要有以下几种形式：(1)地下水热泵：为开放系统。
该系统占地面积小, 非常经济。
它要求保证机组正常运行的稳定水源, 温度范围在7—21℃, 需要打井, 为保持地下水位需要注意回灌, 从而不破坏水资源。
(2)河湖水源热泵：为开式或闭式系统。
该系统投资小, 水系统能耗低, 可靠性高, 且运行费用低, 但盘管容易被破坏, 机组效率不稳。
(3)土壤热泵：为闭式系统。
垂直埋管系统占地面积小, 水系统耗电少, 但钻井费用高；水平埋管安装费用低, 但占地面积大, 水系统耗电大。
2 地源热泵伏于传统空调的特性2.1 在技术方面(1)传统的空调系统不论是水冷还是风冷, 由于它的换热器必须置于暴露的空气中, 因此会对建筑造型造成不好的影响, 破坏建筑的外观；而地源热泵把换热器埋于地下, 且远离主建筑物, 故不会对其造型产生影响。
(2)风冷换热器与水冷换热器的换热环境均为大气, 故不可避免地受到环境条件变化的影响, 会明显降低换热效率；而地源热泵换热器是和大地换热, 换热对象是1m以下的地层, 其初始温度大约等于年平均温度, 基本不受外界环境的影响。
这种温度特性使地源热泵比传统空调运行效率要高40％～60％。
(3)普通空调对环境的影响是很严重的, 它不仅对臭氧层造成严重的破坏和产生令人难以忍受的噪音, 还由于夏季将废热排入大气, 冬季吸收大气中的热量而使大气、住宅周围的环境更加恶劣；而地源热泵可以利用大地的蓄热能力, 把夏季多余的排入大地的热能在冬季取用, 把冬季多余的冷能在夏季取用, 以达到冬夏两季室内的供暖与供冷。
地源热泵技术规程
地源热泵技术规程
地源热泵技术规程是指在地源热泵系统建设和运行过程中需要遵循的
一系列技术要求和标准。
其目的是确保地源热泵系统的性能稳定、安
全可靠、节能环保。
以下是对于地源热泵技术规程的一些解读。
首先，对于地源热泵系统的设计和施工需要符合相关国家标准和规范，包括但不限于《建筑节能设计标准》、《建筑室内空气质量标准》等，同时也需要考虑当地气候、地形地貌等因素，以确保系统的性能和稳
定性。
其次，对于地源热泵系统的管路安装和连接，必须要符合相关标准和
规范。
管路的连接需要保证密封可靠，同时还需要防止管道腐蚀和泄
漏等问题的出现，以确保系统的安全运行。
除此之外，在地源热泵系统运行过程中，还需要注意以下几点：
首先，需要定期检查并清洗热泵机组和各个管路及器具。
同时，还需
要对于地下循环管道进行定期的检查和维护，以保证系统的正常运行
和性能。
其次，在进行地源热泵系统运行时，还需要合理地安排系统的使用时
间和温度控制，以保证其在使用过程中的高效能和节能环保。
最后，在系统运行过程中，还需要加强针对系统温度和电力消耗的监控和测试，以及定期的检查和维护，以保证系统的稳定性和安全性。
综上，地源热泵技术规程对于地源热泵系统的建设和运行起到了重要的指导和规范作用。
在实际运行过程中，大家需要秉持着环保、高效的原则来科学、合理的使用和维护地源热泵系统，以促进绿色、可持续的社会发展。
地源热泵专项施工技术【图】
地源热泵专项施工技术一、地源热泵系统室外工程施工技术（一）换热器埋管技术闭式地源热泵系统将换热器管埋于地下，埋管形式有水平埋管和竖直埋管两种。
本工程采用竖直埋管方法。
竖直埋管地源热泵系统占地面积小，受外界的影响极小，恒温效果好；施工完毕后，需要的维护费用极少，用电量也低，运行成本得到了大幅度降低。
1．竖直埋管换热器形式竖直埋管换热器根据埋设的方式不同大体可分为U型管形式，套管形式，单管形式。
本工程采用双U型换热管，U型管选用PE100 SDR11 P＝1.6MPaD32聚乙烯管。
要求U型管换热器的有效埋深在120m。
2．换热器的回路形式及其优缺点换热器的回路有串联和并联布置两种形式。
本工程选用双U型并联形式：优点是：①管径较小，管道费用较低；②抗冻剂用量较少；②安装费用较低。
缺点表现在：①一定要保证系统空气和废渣的排除：②在保证等长度环路下，每个并联路线之间流量要保持平衡。
3．换热器管路间距U型换热器的进出水管之间存在热交换的短路现象。
为了尽量减小钻孔与钻孔之间的热影响，应根据可利用土地面积及换热器效能确定两组埋管的间距。
本工程要求U型竖埋管钻孔的水平间距为4.5m，本工程要求换热器管需要长期埋于地下工作，因此根据设计要求使用PE100 SDR11 P=1.6MPaD32聚乙烯管。
（二）地下埋管换热器施工方法地下埋管换热器施工前应对埋管场地的工程地质状况和地质剖面图进行研究，特别应注意是否有地下管线，以确定钻机型式和调整埋管布局，根据管道平面布置图确定钻孔的具体位置和系统各管道的标高。
在主管沟末端要挖一个泥浆池，钻井过程中产生的泥浆可顺管沟流入泥浆池中沉积，可收集作为回填物之用。
1．钻孔钻孔是竖埋管换热器施工中最重要的工序。
为保证钻孔施工完成后于孔壁保持完整，如果施工区地层土质比较好，可以采用裸孔钻进；如果是砂层，孔壁容易坍塌，则必须下套管。
孔径的大小略大于U型管与灌浆管组件的尺寸为宜，根据设计要求钻机的钻头的直径需要在140mm—152mm之间，钻进深度可达到120m。
地源热泵技术
地源热泵技术介绍地源热泵技术是一种利用地下的热能来进行供暖、制冷和热水供应的环保能源系统。
它通过从地下的地热能源中提取热能，经过热泵的升温处理后，将热能传递到建筑物中，以供应温暖的空气或热水。
工作原理地源热泵技术的工作原理基于热泵循环系统。
首先，通过地下的地热能源，包括地下水、土壤或岩石，来提供热能。
使用一个地热井将地下的热能输送到地源热泵系统中。
地源热泵系统中的热泵通过循环制冷剂来将地下的热能吸收到蒸发器中。
然后，制冷剂在压缩机的作用下升温并变为高温高压气体。
高温高压气体通过换热器将热能传递给建筑物的供热系统，提供热水和供热。
而冷凝器中冷却的高温高压气体通过膨胀阀降温和膨胀后，变为低温低压气体，并被再次送入蒸发器中进行下一轮循环。
优势地源热泵技术相比传统供热方式具有许多优势：1.高效能源利用：地源热泵技术通过利用地下的热能，能够将一单位的电能转化为三到四单位的热能，相比传统热水锅炉等系统，能效更高。
2.环保节能：地源热泵技术利用地下的热能作为能源源，不需要燃烧燃料，减少了对化石燃料的依赖，有利于减少温室气体的排放。
3.稳定可靠：地下地热能源的温度相对稳定，不受外界气候的影响，使地源热泵系统的供热效果更加稳定可靠。
4.长期经济性：尽管地源热泵系统的初投资较高，但随着时间的推移，系统的高能效和低运行成本将使其在长期内具有更高的经济性。
5.多功能：地源热泵技术既可用于供热，也可用于制冷。
通过翻转制冷循环，地源热泵系统可以逆向工作，将建筑物内的热量排出以实现室内的制冷。
应用领域地源热泵技术广泛应用于以下领域：1.住宅用途：地源热泵技术在供暖、制冷和热水供应方面可以有效地满足住宅的需求。
2.商业建筑：地源热泵技术在商业建筑物中应用广泛，可以实现供暖、制冷和热水供应的集中管理。
3.工业用途：地源热泵技术也可以应用于工业领域，满足工业制造过程中的供热和制冷需求。
4.农业领域：地源热泵技术在温室、畜牧设施等农业领域也有应用，可以提供稳定的温度和湿度控制。
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地源热泵技术
摘要
众所周知，在太阳的辐射照耀下，地球成为太阳能的巨型“存贮器”，在地壳浅层的水体和岩土体中贮存了大量清洁的可再生能源，称为浅层地热能，简称地源。
我国是一个人口大国，由于我国的人口众多，人们占有的资源比例比较少，近些年我国为了发展经济造成了大量的资源的浪费。
然而地源热泵技术能够充分的把太阳能转换成电能、热能。
地源热泵对于我国建立绿色中国具有一定的现实的意义。
本文首先对于本文的研究背景和研究意义进行分析，然后在对于地源热泵的工作的原理进行分析，在分析地源热泵技术的应用进行分析，最后通过分析地源热泵技术的现状来展望地源热泵的前景。
通过本文的研究以期我国地源热泵技术得到快速的发展。
关键词：地源热泵原理应用发展趋势
目录
引言 (1)
1.地源热泵技术所具备的特点以及其工作原理 (1)
1.1地源热泵技术 (1)
1.2地源热泵技术所具备的的特点 (1)
1.3地源热泵技术的工作原理 (2)
1.4地源热泵系统的分类 (2)
1.4.1土壤源热泵系统 (2)
1.4.2地下水源热泵系统 (3)
1.4.3地表水源热泵系统 (3)
2.地源热泵技术的应用 (4)
2.1在暖通工程当中的应用 (4)
2.2在暖通空调节能中的应用 (4)
2.3在空调节能改造中的应用 (5)
3.地源热泵技术发展现状以及前景 (6)
3.1地源热泵技术发展现状 (6)
3.2地源热泵技术发展前景 (6)
总结 (8)
参考文献 (9)。