地热能发电与地源热泵简要介绍
地源热泵工作原理及分类
地源热泵工作原理及分类地源热泵是一种利用地表或地下水体的热能进行空调和供暖的环保节能设备。
它通过地热能的吸收和释放，实现了热能的转移和利用。
本文将详细介绍地源热泵的工作原理及其分类。
一、地源热泵的工作原理地源热泵的工作原理基于热力学的基本规律，即热量自高温区流向低温区。
地源热泵系统主要由地热能源回收系统、热泵机组和室内热交换系统组成。
1. 地热能源回收系统：地源热泵通过地热能源回收系统，将地表或地下水体中的热能吸收到系统中。
这通常通过埋设在地下的地热能源回收器（地热井或水井）来实现。
地热能源回收器通过与地下的热媒流体接触，吸收地下热能并将其传递给热泵机组。
2. 热泵机组：热泵机组是地源热泵系统的核心部件，它通过循环工质的压缩和膨胀过程，实现热能的转移和利用。
热泵机组通常包括压缩机、膨胀阀、冷凝器和蒸发器等组件。
当地热能源回收器中的热媒流体经过蒸发器时，由于低温低压的环境，热媒流体会蒸发吸热。
蒸发后的热媒流体经过压缩机的压缩，温度和压力升高，然后进入冷凝器。
在冷凝器中，热媒流体释放出热量给室内或室外环境，冷凝为液体。
液体热媒流体经过膨胀阀降压后，重新进入蒸发器，循环往复。
3. 室内热交换系统：室内热交换系统用于将热泵机组释放的热量传递给室内空气或供暖系统。
它通常包括室内换热器、风扇和管道等组件。
当热泵机组释放的热量经过室内换热器时，室内空气通过风扇的循环，与换热器接触，实现热量的传递和分配。
二、地源热泵的分类根据地热能源的不同获取方式和利用方式，地源热泵可以分为垂直地源热泵和水源热泵两种主要类型。
1. 垂直地源热泵：垂直地源热泵是通过埋设在地下的垂直地热能源回收器来获取地热能源的。
这种方式适用于地下空间有限的情况，如城市建筑群、高层建筑等。
垂直地热能源回收器一般采用地热井的形式，通过井筒将热媒流体引入地下，与地下的热能进行交换。
2. 水源热泵：水源热泵是通过水体中的热能来获取地热能源的。
这种方式适用于有水体资源的地区，如湖泊、河流等。
地源热泵-最全面的资料
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地源热泵系统 groud-source heat pump system 以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由热泵机组、 以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由热泵机组、 地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。 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， 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、 地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系 统。 对于制冷来说，地源热泵与常规冷水机组最大的区别是：空 对于制冷来说，地源热泵与常规冷水机组最大的区别是： 调系统的冷却水冷却变为地下水或土壤冷却。 调系统的冷却水冷却变为地下水或土壤冷却。 地下水或土壤冷却，又有若干种方式。 地下水或土壤冷却，又有若干种方式。地埋管换热系统或 地下水换热系统。 地下水换热系统。
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2 、地下热交换器设计 2.1 选择热交换器形式：水平（卧式）或垂直（立式） 选择热交换器形式： 在现场勘测结果的基础上，考虑现场可用地表面 积、当地土壤类型以及钻孔费用，确定热交换 器采用垂直竖井布置或水平布置方式。尽管水 平布置通常是浅层埋管，可采用人工挖掘，初 投资一般会便宜些，但它的换热性能比竖埋管 小很多[1]，并且往往受可利用土地面积的限制， [1] 所以在实际工程中，一般采用垂直埋管布置方 式[2] 。
kW （1）
kW （2） 2
注：COP是制冷量与输入功率的比值，一般在1.1-1.5之间 其中Q1＇ ——夏季向土壤排放的热量，kW Q1——夏季设计总冷负荷，kW Q2＇——冬季从土壤吸收的热量，kW Q2——冬季设计总热负荷，kW COP1——设计工况下水源热泵机组的制冷系数 COP2——设计工况下水源热泵机组的供热系数
地源热泵
地源热泵科技名词定义中文名称：地源热泵定义：把地面做低温热源的热泵，即从地面土壤中吸热来取暖的循环设备。
应用学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片地源热泵是利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊）和土壤源中吸收的太阳能和地热能，并采用热泵原理，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
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。
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。
从零开始认识地源热泵
从零开始认识地源热泵地源热泵系统是真正意义上的环保节能的系统。
它通过充分利用蕴藏于地球土壤中或江河湖海中的巨大能量，来实现对建筑物的供暖和制冷，因为它利用的是大自然可再生的免费能源，因此其具有显著的环保、节能的效果。
从零开始认识地源热泵地源热泵空调系统是目前可以利用的对环境最友好和最有效的供冷和供暖空调系统。
它比空气热泵空调系统节能40%以上，比电采暖节能70%以上，比燃气炉效率提高48%以上，而所需的制冷剂比普通热泵空调减少50%以上，地源热泵空调系统70%以上的能量是从大地中获得的可再生能源。
有些品牌的机组还具有三联供技术（供冷、供热、供热水），更是进一步实现了业界最高效的能源综合利用。
系统原理地源热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑物中的所有地源热泵机组而构成的封闭环路的空调系统。
一定深度以下的地下土壤温度会全年恒定在13℃-20℃之间。
利用地球所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统，地下常温土壤或地下水温度相对稳定的特性。
冬季：当机组在制热模式时，就从土壤/水中吸收热量，通过压缩机和热交换器把大地的热量集中，并以较高的温度释放到室内。
夏季：当机组在制冷模式时，就从土壤/水中提取冷量，通过压缩机和热交换器把大地的热量集中，并入室内，同时将室内的热量排放到土壤/水中，达到空调的目的。
系统组成地源热泵空调系统主要包含地源热泵主机、风机盘管和地下埋管。
主机是一种水冷式的供冷/供热机组。
机组由封闭式压缩机、同轴套管式（或板式）水/制冷剂热交换器、热力膨胀阀（或毛细膨胀管）、四通换向阀、空气侧盘管、风机、空气过滤器、安全控制等所组成。
机组本身带有一套可逆的制冷/制热装置，是一种可直接用于供冷/供热的热泵空调机组。
地埋管是埋在地下的部分。
不同的地埋管并联连接，再通过不同的集管接入热泵主机。
系统特点传统热泵空调从空气中提取冷热量面临一个矛盾：天气越热，空气就越热，从空气中提取冷量就越困难；同理，天气越冷，从空气中提取热量就越困难。
地源热泵简介
一、地源热泵简介一、地源热泵的概念地源热泵系统（groud-source heat pump system）（又称地源中央空调系统）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）的既可供热又可制冷的高效节能空调设备。
地源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。
地源热泵性能系数（即COP值）高于空气源热泵，目前空调系统中能效比（COP值）最高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际运行为4～6。
系统运行性能稳定，它利用地下常温土壤或地下水温度相对稳定的特性：冬季：当机组在制热模式时，就从土壤／水中吸收热量，通过电驱动的压缩机和热交换器把大地的热量集中，并以较高的温度释放到室内。
夏季：当机组在制冷模式时，就从土壤／水中提取冷量，通过机组的运行将冷量集中，送入室内，同时将室内的热量排放到土壤／水中，达到空调的目的。
地源热泵机组只用一套设备可以满足供热和制冷的要求，同时还可以提供生活热水，减少了设备的初投资，是最经济的节能环保型中央空调系统。
热泵是一种将低温热源的热能转移到高温热源的装置。
通常用于热泵装置的低温热源改是我们周围的介质——空气、河水、海水，或者是从工业生产设备中排出助工质，这些工质常与周围介质具有相接近的温度。
热泵装置的工作原理与压缩式制冷机是一致的；在小型空调器中，为了充分发挥它的效能，在夏季空调降温或在冬季取暖，都是使用同一套设备来完成的。
在冬季取暖时，将空温器中的蒸发器与冷凝器通过一个换向阀来调换工作。
在夏季空调降温时，按制冷工况运行，由压缩机排出的高压蒸汽，经换向阀(又称四通阀)进入冷凝器，制冷剂蒸汽被冷凝成液体，经节流装置进入蒸发器，并在蒸发器中吸热，将室内空气冷却，蒸发后的制冷剂蒸汽，经换向阀后被压缩机吸入，这样周而复始，实现制冷循环。
地源热泵原理及相关知识(最全面的和最简单总结)
地源热泵发展趋势及工作原理简介(组图) 什么叫地源热泵？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，释放到地下去。
通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4-5kW以上的热量或冷量。
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，比燃料锅炉节省约二分之一的能量；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4-5，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％。
地源热泵系统的能量来源地下能源。
它不向外界排放任何废气、废水、废渣、是一种理想的“绿色空调”。
被认为是目前可使用的对环境最友好和最有效的供热、供冷系统。
该系统无论严寒地区或热带地区均可应用。
可广范应用在办公楼、宾馆、学校、宿舍、医院、饭店、商场、别墅、住宅等领域。
地源热泵的发展趋势随着经济的发展和人们生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空调已经成为普遍的要求。
作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低，而且还会给大气造成严重的污染，因此在一些城市中燃煤锅炉在被逐步淘汰，而燃油、燃气锅炉则运行费用很高。
地源热泵就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。
在美国地源热泵空调系统占整个空调系统的40%，是美国政府极力推广的节能、环保技术。
1998年美国能源部颁布法规，要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用地埋管土壤换热器地源热泵空调系统。
为了表示支持这种技术，美国总统布什在他的得克萨斯州的别墅中也安装了这种地源热泵空调系统（见2001年5月28日参考消息）。
地源热泵简介
地源热泵简介第一篇：地源热泵简介绿色空调系统——地源热泵地源热泵技术是利用地下恒温土壤、空气或地下水温度相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统和地源热泵机组之间进行热量交换，它完全不需要任何的人工热源。
地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、地源热泵机组和室内空调末端系统。
冬季它代替锅炉从土壤中取热，向建筑物供暖；夏季它代替普通空调向土壤排热给建筑物制冷。
同时，它还能供应生活热水，因此被称为二十一世纪的“绿色空调技术”。
我公司所开发建设的项目采用地埋管的埋管方式，以水作为冷热量载体，通过泵房工作使水在埋于土壤中的换热管道内与热泵机组间循环流动，实现机组与大地土壤之间的热量交换。
冬季循环水通过埋在土壤中的PE管环路，从土壤中吸收热量，使循环水温度升高，供给地源热泵机组。
另增加设备提供热水，通过风机盘管、地板采暖系统或通过毛细管网给室内供热；夏季循环水通过地埋管将热量排放到土壤中，使循环水温度降低供给地源热泵机组，达到制冷效果。
这里的循环水是人为灌注的，绝不抽取地下水，因而不会对地质结构稳定性造成影响。
项目在地源热泵技术上增加了送新风系统，使室内空气形成新风湖，在室内外空气交换的过程中，送新风系统中的过滤设备会将室外的有害气体成分充分过滤，循环进入室内的大量的氧离子，使室内的空气新鲜，舒适。
同时大量稀释室内的甲醛等有害气体，真正达到“欧洲健康生活标准”。
在使用地源热泵技术和送新风技术的房屋内，能够提供一个温度适宜、湿度适宜、氧气新鲜而充足的生态住宅环境，让住户一年四季都生活在温暖如春的环境下呼吸清新的氧气。
而且地源热泵系统所提供的生活热水在冬季可以达到四十五度左右，完全可以满足住户生活起居各方面的需求。
实现“恒温、恒湿、鲜氧”的完美感受。
由于地源热泵的主要能量来自于地下，设备的使用寿命为50年以上，使得地源热泵系统的年均投资成本很低并节约大量的维护费用和可观的运行成本，一般来说，用户在地源热泵上的投资在系统运行五年左右就可以全部收回，之后的数十年使用寿命中地源热泵将会为用户带来丰厚的投资回报，属于一次投资长久受益的项目。
地热能的工作原理
地热能的工作原理地热能是一种可再生能源，它利用地壳深部的热能进行发电或供热。
地热能的工作原理涉及地热分布、地热循环和地热能转化三个方面。
一、地热分布地球内部潜藏着大量的热能，这些热能主要来源于行星形成过程中释放的内热以及长期的地壳物质衰变。
地热分布受到地球内部温度的影响，随着地球深度的增加，温度逐渐上升。
通常情况下，地温梯度大约是每100米深度增加1摄氏度。
地球内部的热能分布不均，但总体来说，地下深处的温度更高。
二、地热循环地热循环是地热能利用过程中的关键环节，它包括热水的抽取、利用和回灌。
地下深处的高温岩石存在着大量的热水，通过钻井等方式将热水抽到地表，然后将其利用于发电或供热，最后再将冷却后的热水回灌至地下进行循环。
这种地热循环方式可以有效地提取地热能，同时不会对环境造成严重的影响。
三、地热能转化地热能的转化方式主要包括地热发电和地热供热两种形式。
1. 地热发电地热发电是利用地热能进行发电的过程。
在地热发电系统中，首先将地下的高温热水或蒸汽通过管道输送至地热发电站，然后经过热交换器将热能转移到工作介质（通常是有机物质）上。
工作介质在高温情况下蒸发，产生高压蒸汽驱动涡轮发电机发电。
之后，低温的工作介质被重新压缩成液态，再回到热交换器中进行再生，完成整个循环过程。
2. 地热供热地热供热是将地下蕴含的热能利用于供暖和热水的生产。
通过地下热水的抽取，将其运输至地热供热系统，然后通过热交换器将热能传递给供暖系统或热水设备。
地热供热系统一般分为直接地源热泵和间接地源热泵两种形式。
直接地源热泵直接通过地下深处的热水供热，而间接地源热泵则通过地下热水与工质间的热交换实现供热。
总结起来，地热能的工作原理包括地热分布、地热循环和地热能转化三个方面。
地热能以地下的高温热水或蒸汽作为能源，通过地热发电和地热供热的方式将其转化为电力和热能。
地热能的利用不仅能够满足能源需求，同时还具有环保、可持续等优势，因此在未来的能源发展中具有广阔的前景。
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Geothermal Resources In China
The distribution map of geothermal resources in China
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Sedimentary basins resources Total: 6.93 10 kwh / yr ↔ 853 10 million tons of standard coal Sichuan Basin : 31.2% North China Plain : 21.7% Weihe River-Yuncheng Basin : 14.6%
The origin of geothermal power generation
Ginori Conti
• Boric acid business at Larderello • Generate electricity and save the cost
地热能发电与地源热泵技术
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Catalogue
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Background Introduction
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Background Introduction
It is critical for China to utilize geothermal energy for sustainable development, as China is the largest country in energy consumption and the second largest economy in t he world!
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• Hot dry rock resources Total: 7.00 10 kwh / yr
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856 10 million tons of standard coal
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Geothermal Utilization In China
Geothermal power generation
• 1970 : The first geothermal power generation station was established. • 1971 : The first geothermal binary power station was constructed. • The late 1970s : Several industrial geothermal power plants using high temperature resources were built in Tibet. • 1977-1991 : 9 test units station with capacity of MWe was installed. • 2014 : the total installed capacity of geothermal power stations is 35.38 MWe including stations in Taiwan. All the work done before, especially on medium-low temperature geothermal power technology will certainly provide technical support for China's geothermal power gener ation in the future!
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The Classification of Geothermal Power Plant
Dry steam plants
Dry steam, cleaning steam（Acidic gases，Diss olved solids） Main type Back pressure turbine power generation（背压 式） Condensing steam turbine power generation（凝 汽式）
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The Classification of Geothermal Power Plant
Binary-cycle plants
• Low boiling point substance, Chloroethane(氯乙烷) n-Butane(正丁烷) • Steam of working medium
Main type Single-binary-cycle plants Double-binary-cycle plants
Lu T, Gao X W, Wang X D, et al. The geothermal power and main technical problems[C]// International Conference on Sustainable Power Generation and Supply, 2009. Supergen. IEEE, 2009:1-4.
→ Problems in the engine
Not successful
Dipippo R. Geothermal power plants: Evolution and performance assessments[J]. Geothermics, 2015, 53:291-307.
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The Evolution of Geothermal Power Plant
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地热发电技术
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地热发电的分类及发展过程 The Classification and Evolution of Geothermal Power Plant
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The Classification of Geothermal Power Plant
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Geothermal Utilization In China
Hot dry rock resources
At present, the exploitation of HDR resources in China is in its infancy
Geothermal gradient in China (°C/km).
GSHP application area in China, 2006-2014
J. Zhu et al. / Energy 93 (lization In China
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Direct utilization Geothermal district heating Hot spring bath and medical care Greenhouse and aquaculture Industrial utilization and crop drying
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Geothermal Resources In China
Assessment of geothermal resources
• Shallow geothermal resources Total : 77.110 kwh / yr ↔ 9.486 10 million tons of standard coal Recovery: 2.89 10 kwh / yr ↔ 356 million tons of standard coal
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Geothermal Utilization In China
Direct utilization
• Geothermal source heat pump
The first GSHP project was the application for New Henderson Building in Beijing in 1995,There is a rapid development of GSHP application in the 21st century.
At present, more and more studies focus on seasonal energy storage, integration of u sing hybrid systems and saving energy in buildings, system control strategy, and heat p umps using CO₂ as a working fluid!
Lu T, Gao X W, Wang X D, et al. The geothermal power and main technical problems[C]// International Conference on Sustainable Power Generation and Supply, 2009. Supergen. IEEE, 2009:1-4.
Dry steam plants
Flash-steam plants
Binary-cycle plants
Yari M. Exergetic analysis of various types of geothermal power plants[J]. Renewable Energy, 2010, 35(1):112-121.
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The Classification of Geothermal Power Plant