浅谈地源热泵空调系统的应用

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暖通空调设计中地源热泵的应用论文

暖通空调设计中地源热泵的应用论文

暖通空调设计中地源热泵的应用论

本文旨在探讨暖通空调设计中地源热泵的应用。

地源热泵是一种利用地下热能的新型能源技术,它可以根据周围环境的温度,从地下获得热能和冷能。

地源热泵具有高效、节能、环保等特点,因此在暖通空调系统设计中有着广泛应用。

首先,地源热泵可以提高暖通空调系统的能效。

传统的空调系统需要能耗较高的制冷剂循环来制冷,在制冷剂流通过程中产生大量的能量浪费。

而地源热泵通过废气利用,从地下获取热能,将其转化为冷热两用,满足室内温度控制的需要,同时避免了环境能源浪费,降低了能源成本。

其次,地源热泵可以提高室内空气质量。

在传统的空调系统中,由于制冷剂流通过程中容易产生冷凝物,容易滋生细菌和霉菌,从而导致室内空气污染。

地源热泵利用地下热能,将其利用成电能,利用电能来供应热源,制冷剂的流通减少,自然也会减少污染物的产生,提高空气质量。

此外,地源热泵对环境保护具有积极的作用。

地源热泵制冷剂的流通次数较少,也因此减少环境污染。

同时,由于地下热能的可再生性,也会降低对能源的消耗,成为环保中不可替代的资源。

最后,地源热泵具有一定的装饰性。

地源热泵不会影响建筑物的外观,只需要寻找合适的场地即可安装,并且可以配合建筑物的造型,操作简便,不需要过多的耗费人力。

综上所述,地源热泵在暖通空调设计中的应用是十分必要的。

它不仅能够提高能效,保障室内空气质量,对环境保护发挥重要作用,同时也可以美化环境,提高建筑物的整体档次。

在未来的设计中,地源热泵应该会得到越来越广泛的应用。

浅谈地源热泵空调系统的应用

浅谈地源热泵空调系统的应用
《中华人民共和国节约能源法》第四条规定:“国家鼓励开发利用新能源和可再生能源”,而地源热泵所使用的地源能正是属于可再生能源。
《建设部建筑节能“十五”计划纲要》中明确指出“十五”期间建筑节能工作的重点之一是:“大力推进太阳能、河水、湖水、海水与地下能源及其他可再生能源在建筑中利用的工作”。
《民用建筑节能条例》和《公共机构节能条例》对建筑节能提出了明确的要求。
在夏季起到制冷作用。这就是地源热泵空调工作的原理和过程。在整个工作过程中,热泵只需做“一个功”的,因而消耗的电能相对较少。一般,要比较几种不同空调系统的节能性,最直观的方法,只要比较各空调主机的(源侧)输人载体温度和输出载体温度的“温差”即可,温差越小的空调系统越节能。例如,比较传统(空气源)热泵空调和地源热泵空调的节能性能,以夏季为例:在两种空调系统输出载体温度均为7℃时,比较空调主机的输入载体温度和输出载体温度的“温差”就变成只要比较两种空调系统源侧输入载体温度的温差,
但过程中所产生的温室气体仍然会对大气产生污染。夏季高温季节,建筑物需要制冷,若室外温度高,则空调负荷相对增大,过程中空调外机会同步向室外散热,相应的冷凝温差缩小,空调机的运转效率也相应降低,耗电量也高。
我们不能忽略的是国内房屋建筑快速增长背后所付出的高额能源消耗代价,住宅能源消耗已经成为仅次于土地资源之后的第二大消耗项目。“八五”期间,我国能源生产的年平均增长率3.6%,而建筑能耗年平均增长率为5.84%,大大超过了能源的增长率。长此以往不加改变,那么建设一种环境友好、可持续发展的和谐社会就是一句空话这就说明,除了坚决采取节约能源的措施之外,已别无它路。近年,每到夏季和冬季,居民用电量猛增,面临限时用电的尴尬境地,给未来经济发展带来了一定不利影响。现中央政府正大力提倡节约能源和节能产品的使用,并提出在“十一五”期间,单位GDP节能20%的目标,任务非常艰巨。那么,要实现该节能目标,一个重要的方面就是要利用可再生、环保、经济型能源。国家新节能法:“鼓励采用建筑节能技术、产品及系统。”

地源热泵中央空调系统在建筑中的应用探讨

地源热泵中央空调系统在建筑中的应用探讨

地源热泵中央空调系统在建筑中的应用探讨摘要:随着科学技术的不断发展,越来越多的新型能源应用在建筑物的建设过程中。

地源热泵则属于新型能源的一种,以地源热泵为核心的中央空调系统,目前在建筑物的建设过程中得到了广泛的应用,因为其具有节能环保而且无污染的特点,所以在智能建筑物中应用这种空调系统,可以有效提升建筑物的使用效果。

基于此,本文通过分析地源热泵中央空调系统的特点以及在应用过程中存在的问题,探究其问题的解决措施。

关键词:地源热泵中央空调系统;建筑物;推广引言:地源热泵中央空调系统的主要工作原理是利用地下的地热资源,保障中央空调系统实现供冷和供热功能。

以地热资源为基础的中央空调系统,具有较好的节能环保效果,并且可以持续稳定的进行能量的供应,保证了温度维持的稳定性。

现阶段在很多建筑物中都选择了地源热泵中央空调系统,但是在使用的过程中,依然存在很多问题,影响其推广的效率。

相关负责人员要积极分析并解决这些问题,保证这种新型的中央空调系统具有良好的使用效果。

一、地源热泵中央空调系统的优势当前在建筑物中使用地源热泵中央空调系统具有较多的优势,其主要体现在以下几方面。

第一个方面是具有节能低碳的优点,与石油和天然气资源相比,地源热属于可再生资源,同时不需要过多的操作,即可获取地下浅层的相关热量。

地热能主要来自于太阳能,由于太阳能取之不尽,所以地热能的储量也能够满足中央空调系统对能量长久的需求。

同时由于我国地下浅层的温度相对较为稳定,在冬季时期,地热温度要比空气温度高,而在夏季时期,地热温度比空气温度低,所以利用地热能可以使中央空调系统维持稳定适宜的温度。

通过相应调查研究可以表明,地源热泵中央空调系统与传统空调系统相比,其能源的节省量达到了40%,具有明显的节能效果。

作为一种低碳的新型能源使用技术,在能量转换的过程中,只需要进行能量的交换即可,不会造成水资源和电力资源的浪费,同时还降低了二氧化碳的排放量,进而满足了节能低碳的资源使用要求。

地热能的地下热泵和空调应用

地热能的地下热泵和空调应用

地热能的地下热泵和空调应用地热能作为一种可再生能源,近年来在能源利用领域受到越来越多的关注。

地下热泵和地下空调作为利用地热能的重要方式,具有节能环保、稳定可靠的特点,并在建筑能源消耗领域有着广泛的应用前景。

本文将介绍地热能的地下热泵和空调应用,探讨其技术原理、优势以及在实际工程中的应用情况。

一、地下热泵技术原理及优势地下热泵是利用地壳中的地热能,通过地下换热器提供制冷和供暖服务。

其主要技术原理是利用地下深处相对稳定的温度,通过地下换热器将地热能吸收或释放至建筑机房。

地下热泵系统由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀等组成。

地下热泵的优势主要体现在以下几个方面:1. 节能环保:地热能是一种可再生能源,地下热泵利用地壳中的地热能进行供暖和制冷,相较于传统的燃气、电力等方式,可以大幅度降低能耗,减少碳排放。

2. 稳定可靠:地热能在地下具有相对稳定的温度,不受季节变化和气候影响。

地下热泵系统具有稳定的运行性能,能够在各种环境条件下提供稳定的制冷和供暖效果。

3. 经济效益:虽然地下热泵系统的投资成本较高,但由于其节能环保的特点,在长期使用中可以大幅度降低能源消耗和运营成本,具有明显的经济效益。

二、地下热泵在实际工程中的应用情况地下热泵技术在各个领域的应用越来越广泛,下面将分别介绍其在住宅建筑、商业建筑和工业建筑中的应用情况。

1. 住宅建筑地下热泵在住宅建筑中的应用已经成为一种趋势。

通过地下热泵系统,能够实现住宅的冬季供暖和夏季制冷。

另外,在有条件的情况下,地下热泵还可以与太阳能光伏系统相结合,实现能源的进一步利用和节约。

2. 商业建筑商业建筑对于制冷和供暖的需求量较大,地下热泵系统在商业建筑中的应用也逐渐增多。

通过地下热泵系统,商业建筑可以实现全年的舒适温度调节,降低能耗,降低运营成本。

3. 工业建筑工业建筑的能源消耗量较大,地下热泵在工业建筑中的应用可以极大地降低能源消耗和运营成本。

例如,一些工业生产需要低温制冷设备,地下热泵系统可以提供稳定的低温制冷效果。

地源热泵技术在暖通空调节能中的应用

地源热泵技术在暖通空调节能中的应用

地源热泵技术在暖通空调节能中的应用地源热泵技术是一种利用地球热能进行空调供暖和制冷的技术。

它是利用地下埋设的地源热交换器来控制室内温度的技术。

地球的热能是一种无限的资源,而且地下温度较为稳定,因此地源热泵技术具有很大的应用前景。

地源热泵系统由三部分组成:地源热泵主机、地源热交换器和室内机组。

地源热泵主机是核心部件,它利用地下的热能进行制冷和供暖。

地源热交换器是连接地源热泵主机和地下热泵管道的部件,它可以将地下的热能传递给地源热泵主机。

室内机组则是用于控制室内温度的部件。

1. 节约能源:地源热泵技术利用地球的热能进行空调供暖和制冷,不需要消耗传统能源,如煤、油、电等,因此可以大大减少能源的消耗。

根据统计数据,地源热泵技术可节约能源达到30%以上。

2. 环保节能:地源热泵技术不仅能大幅度减少能源的消耗,还能减少对环境的污染。

由于不需要燃烧煤、油和天然气等化石燃料,可以减少二氧化碳和其他有害气体的排放,对于改善室内空气质量和减少环境污染具有积极的作用。

3. 热力平衡:地源热泵技术利用地下温度较为稳定的特点,能够使室内空调系统的热量平衡得到良好的保证。

地下温度一般都比较稳定,不受室外气温的影响,使得地源热泵技术在夏季制冷和冬季供暖时能够提供稳定、舒适的室内温度。

4. 长期盈利:由于地源热泵技术具有很高的节能和环保性能,因此在长期运行中能够实现较高的经济效益。

尽管地源热泵设备的投资较高,但由于其长期运营的节能效果和可靠性,通常可以在几年内收回投资成本,并逐渐实现盈利。

地源热泵技术在暖通空调节能中具有很大的应用潜力。

随着人们对能源的节约和环境保护意识的增强,地源热泵技术将会得到广泛应用。

它不仅能够为用户提供舒适的室内环境,还能减少能源消耗、降低环境污染,实现可持续发展。

地热能的地下热泵和空调应用

地热能的地下热泵和空调应用

地热能的地下热泵和空调应用地热能是一种可再生能源,被广泛用于供暖、热水和空调等领域。

地下热泵和地下空调系统是利用地热能的重要技术,具有很高的能效和环保特性。

本文将探讨地热能的地下热泵和空调应用,并介绍其工作原理和优势。

一、地下热泵的应用地下热泵系统是一种利用地下热能进行建筑供暖和热水的系统。

它通过地下埋设的地热换热器将地下的热能吸收到热泵中,然后通过热泵的工作循环将吸收的热能传递给建筑内的空气或水,从而达到供暖和热水的目的。

地下热泵系统的工作原理是基于热交换的原理,通过换热器与地下的热源进行接触,利用地下的恒定温度来吸收或放出热能。

地下热泵系统可分为地下水源热泵和地下地源热泵两种。

地下水源热泵系统是通过管道将地下水引入换热器中,并利用水的稳定温度进行热交换。

地下地源热泵系统则是通过埋设在地下的地形管道进行热交换,利用地下土壤的恒定温度。

地下热泵系统的优势在于其高效能和环保特性。

由于地下的温度相对稳定,所以地下热泵系统能够以较低的能量消耗达到较高的供暖效果。

此外,地下热泵系统不会产生二氧化碳等有害气体,符合环保要求。

二、地下空调的应用地下空调系统是一种能够通过调节地下热量来实现空调效果的系统。

它利用地下的稳定温度对空气进行冷却或加热,从而达到室内温度的控制。

地下空调系统的工作原理是基于地热能的利用,通过地下的换热器将室内的热能交换到地下,从而实现空调效果。

与地下热泵系统类似,地下空调系统也可以分为地下水源空调和地下地源空调两种。

地下水源空调系统通过地下水的稳定温度进行换热,实现空调效果。

地下地源空调系统则是通过地下的地形管道进行热交换,以达到空调的目的。

地下空调系统的优势在于其能效高和环保特性。

由于利用了地下的温度进行换热,地下空调系统能够以较低的能量消耗实现空调效果。

与传统的空调系统相比,地下空调系统不会对室内外环境产生污染和能源消耗。

总结:地热能的地下热泵和空调应用在供暖和空调领域具有广泛的应用前景。

浅谈地源热泵空调系统的特点及应用

浅谈地源热泵空调系统的特点及应用

科技7钉捌缸融姚浅谈地源热泵空调系统的特点及应用范惠君岳淼z(1.河南省省直机关房地产服务中心,河南郑州450003;2.河南省省直机关建筑设计所,河南郑州450003)螭要]地源热泵具有较好的节能性.显著的环保效益和良好的经济性等特点,近年来,地源热泵系统在我国北方一些地区,如山东、河南、黑龙江、北京、河北、湖北等地.得到了广泛的应用。

联置萄初地源热泵;特点;应用近年来,地源热泵系统在我国北方一些地区,如山东、河南、黑龙江、北京、河北、湖北等地,得到了广泛的应用。

1地源热泵的特点1.1地源热泵具有较好的节能性地下水的温度相对稳定,一般等于当地全年平均气温或高1—2度。

地下水具有冬暖夏凉的优点,使机组的供热季节性能系数和能效比高。

同时。

温度鞍低的地下水,可直接用于空气处理设备中,对空气进行冷却除湿处理而节省能量。

相对于空气热泵系统,能够节约23%~44%的能量。

在民用建筑中使用,与传统的电采暖相比,年节电率在70%以上。

国内地源热泵的制热性能系数可达35~44,比空气源热泵的制热性能系数要高40%。

12在源热泵具有显著的环保效益目前,地源热泵的驱动能源是电,电能是一种清洁能源。

因此,地源热泵应用场合无污染。

只有在发电时,消耗一次能源而导致电厂附近的污染和二氧化碳温室性气体排放。

但是由于其节能性,也能使电厂附近的污染减弱。

13地源热泵具有良好的经济洼国内地源热泵工程说明(根据北京市统计局信息咨询中心采用地源热泵技术的11个项目的冬季运行报告),在供暖的同时,还供冷、热水、供新风的情况下,单位面积每平方米费用支出9.48~2885元不等,63%的项目低于燃烧集中供热的采暖价格,全部被调查项目低于燃由、燃气和电锅炉供暖价格。

据专家初步计算,使用地源热泵技术,投资增量回收期约为4~6年。

2在中原地区的应用实例某工程位于中原地区黄河中游南岸,境内有黄河和淮河两大水系,大小河流35条。

根据工程所在市的地下水资源情况调查,该区域地下水资源丰富,温度适于地源热泵机组的使用。

探讨地源热泵技术在暖通空调节能中的应用

探讨地源热泵技术在暖通空调节能中的应用

探讨地源热泵技术在暖通空调节能中的应用
地源热泵技术是一种能够将低温热源(例如地下水、地表土壤等)的热能转换成高温热能供暖的技术。

与传统空调系统相比,地源热泵技术有着更高的节能效果。

首先,地源热泵技术能够利用地下水或地表土壤等低温热源,将其温度提高到适宜供暖的高温水。

这样,地源热泵系统可以在较低的能源消耗下提供相同的供暖效果。

除此之外,地源热泵系统还可以实现夏季的制冷。

与传统空调系统相比,地源热泵系统不用像传统系统那样随时需要对室内外的温差进行调整,而是利用地下热源的稳定温度来实现制冷,能够降低整个系统的运行成本。

在实际应用中,地源热泵系统的一些技术参数需要严格控制。

例如,地源热泵系统需要合理选择热交换器的材料和面积,以保证最大热量传递效率。

此外,还需要确保系统的管道布置和布局可以最大程度地利用地下热源的能量,同时避免系统的运行影响到地下水的流动和水质。

综上所述,地源热泵技术是一种可靠的暖通空调节能方案。

在实际应用过程中,需要严格控制技术参数,以保证系统的高效稳定运行,进一步提高节能效果。

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浅谈地源热泵空调系统的应用【内容提要】秦皇岛数谷大厦是以办公为主的综合办公楼。

介绍了该工程的冷、热媒负荷,空调形式等。

着重探讨了地源热泵系统的组成、特点,工作原理、发展趋势。

【关键词】办公楼、地源热泵、压缩机、冷凝器、膨胀器、调节阀、分类、应用等。

1 工程概况数谷大厦建于秦皇岛市经济开发区内,占地面积为96.79亩,总建筑面积为 46496m2。

本建筑的地下一层为设备用房及非机动车库,一层除大堂外为办事大厅,银行,商务,休息,二层至十四是以办公用房为主,夹层以上是以物业办公用房为主,十五层是以多功能厅,会议,休息为主。

屋顶为设备用房。

数谷大厦的空调系统采用地源热泵方式。

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。

随着当今传统能源的日趋枯竭及环境污染的加剧,在“节能减排”的国策指导下,地源热泵系统因其显著的节能、环保、高效益用等特点而愈加受到人们的重视。

自上世纪90年代国内展开地源热泵技术研究以来,已经过了约二十年的发展历程。

吸收了国外的应用研究成果,地源热泵技术在国内已取得了一定的研发进展。

2 空调设计参数及负荷本工程的夏季冷负荷为4465kW,冬季热负荷为3600kW,依据场地形式及地质条件,采用地源热泵系统,冷水供/ 回水温度7℃/12℃。

经DOE-2模拟分析,设计建筑能耗为3584206kWh,参考建筑能耗为5066711 kWh,可节省1482505kWh。

本工程的地源热泵系统。

地埋管形式为垂直双U,埋管深度为120米,间距5米,孔径150毫米,经热工测量实验后确定井数量为530口。

管道采用同程方式连接,室外分5个检查井,经汇集至机房地埋集分水器。

地埋管采用专用土壤源热泵专用PE管,管径De32。

室外地埋水平管深为2.0米,供回水管均采用岩棉管壳保温,保温厚度为30mm。

本工程采用集中热泵空调,热泵机房采用3台LWP99-420X地源热泵机组。

其性能参数如下:夏季制冷量为1440kW,耗电量245kW,蒸发器7-12℃,冷凝器25-30℃冬季制热量为1595kW,耗电量346 kW,蒸发器10-5℃,冷凝器45-50℃地源热泵空调系统主要设备见表1:表1 地源热泵空调系统主要设备3 地源热泵的组成地源热泵主要由四个部件组成:即压缩机、冷凝器、膨胀器和调节阀,其中压缩机是地源热泵的最主要部件,是热传导的动力源;冷凝器和膨胀器是地源热泵吸热和放热的部件;调节阀是地源热泵的控制部件。

地源热泵内部热转换如图1所示。

图1地源热泵内部热转换3.1、压缩机压缩机是用于压缩气体借以提高气体压力的机械。

根据其工作原理和构造,压缩机可分为容积型和速度型两大类。

容积型压缩机包含有活塞式和回转式;速度型压缩机有离心式和轴流式两种。

3.2、冷凝器冷凝器的作用是将高压、过热的制冷剂蒸气凝结为液体,同时将热量传导给周围的冷却介质。

在地源热泵供暖的场合,与冷凝器连接的是地上传热系统,即室内采暖循环,冷凝器从制冷剂中吸取热量, 加温循环的采暖水,完成地源热泵整个热传导过程。

在制冷场合, 冷凝器连接着地下循环系统, 从制冷剂中吸取的热量传导给地下循环水,将热量带至地下,完成地源热泵的整个热传导过程。

根据冷却介质和冷却方式的不同,冷凝器可分为三类:水冷式冷凝器、空气式冷凝器和蒸发式冷凝器。

地源热泵全都采用水冷式冷凝器,其特点是传热效率高,结构紧凑。

水冷式冷凝器有立式壳管式、卧式壳管式和套管式,工作原理和效率相差不大,可根据需要选取。

3.3、膨胀器膨胀器的作用是使制冷剂汽化,从循环水系统中吸取热量,同时使循环介质的温度降低。

其工作原理是:在供暖场合,由地下循环系统抽到膨胀器中的循环水经过膨胀器而释放能量,使得制冷剂由液态蒸发(沸腾) 成为气态,同时循环水温度降低,重新注入地下。

在此过程中,热量从地下循环系统传递到地源热泵制冷循环的制冷剂中,完成了热传导的第一步。

在制冷场合,地上循环系统的传热液体进入膨胀器,将建筑物内的热量传导至制冷剂中,也完成了热传导的第一步。

根据被冷却介质种类的不同,膨胀器可分为冷却液体的膨胀器和冷却空气的膨胀器。

地源热泵采用的都是前者。

常用于地源热泵的有壳管卧式膨胀器、干式膨胀器和沉浸式膨胀器,其中沉浸式膨胀器又有立管式、双螺旋管式和盘管式三种。

3.4、调节阀调节阀是制冷装置的制冷剂节流机构,是实现制冷循环不可缺少的部件。

调节阀的主要功能有:对高压液态制冷剂节流降压,保证冷凝器和膨胀器之间的压力差,使进入膨胀器的制冷剂在要求的低压下蒸发、吸热,从而达到热传导的目的;调整进入膨胀器中的制冷剂流量,以适应膨胀器的热负荷变化,保证制冷装置正常运行。

调节阀的种类比较多,有手动调节阀、浮球调节阀、热力膨胀阀和热电膨胀阀等。

目前浮球调节阀和热力膨胀阀应用较多,手动调节阀已被淘汰;而热电调节阀与变频压缩机组成的制冷系统是比较先进的技术,能够得到最佳的匹配。

4 地源热泵特点4.1、属可再生能源利用技术地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。

地表浅层地热资源可以称之为地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。

地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。

它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。

这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。

4.2、属经济有效的节能技术地能或地表浅层地热资源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,是很好的热泵热源和空调冷源,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40%,因此要节能和节省运行费用40%左右。

另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。

设计安装良好的地源热泵,平均来说可以节约用户30~40%的供热制冷空调的运行费用。

4.3、环境效益显著系统运行没有任何污染,可以建造在居民区内,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,且不用远距离输送热量。

4.4、一机多用,应用范围广地源热泵系统可供冷、暖空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的采暖、空调。

此外,机组使用寿命长,均在15 年以上;机组紧凑、节省空间;维护费用低;自动控制程度高,可无人值守。

5 地源热泵工作原理地源热泵则是利用水源热泵的一种形式,它是利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源,冬季把地能中的热量“取”出来,供给室内采暖,此时地能为“热源”;夏季把室内热量取出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地能为“冷源”。

其工作原理是:利用地壳浅层的恒温特性,在冬季采暖时,低温地热加热人工注入的采热媒体(一般为水或水和防冻液的混合物) ,经过地源热泵释放能量,再循环注入地下加温;在夏季制冷时,地上循环系统将建筑物内的热量经过地源热泵交换到地下循环系统中,通过封闭循环将热导至地壳内。

地源热泵机组其原理如图2所示。

图2 地源热泵机组原理地源热泵机组实际为单级蒸气压缩式制冷循环,它由四大件组成:压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器。

低温低压的气态制冷剂经过压缩机压缩后变为高温高压的气体,该气体到达冷凝器中冷凝为液体,同时放出大量的热。

冷凝后的制冷剂高压液体通过节流阀使自身压力降低,这时已经有一部分液体汽化,剩余的低温低压气液两相混合状态进入蒸发器,在蒸发器中完全蒸发成气体,同时吸收热量(也可理解为放出冷量)。

这就是整个制冷循环的过程,制冷剂的变化过程如图3所示。

图3 制冷循环中制冷剂的变化过程6 地源热泵空调系统施工工艺地源热泵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采暖空调末端系统。

地源热泵机组和室内采暖空调末端系统的施工与人们常用的施工方法相同,本文不作介绍,主要介绍室外地埋管的施工。

地埋管道的施工主要包括2部分,分别为垂直埋管和水平埋管。

水平埋管是在地沟中埋管,地沟深为2 m。

垂直埋管是在地下钻机成孔,孔中下管,灌浆回填。

钻孔深度为120 m,使用双u形管。

地埋管均采用专用地源热泵专用PE管,热熔连接。

使用寿命长达50 a以上,可与建筑物寿命相当。

垂直埋管为De32 ,水平埋管为De100。

6.1、垂直埋管系统的施工:6.1.1、钻孔。

垂直埋管的钻孔深度为120 m,间距为5 m,孔径为150㎜。

施工中使用钻机钻孔,钻孔完毕后孔壁必须保持完整,施工要求钻孔深度误差不大于5 cm,垂直度小于l%孔深,根据地层的不同,采用不同的钻进工艺,直至达到设计要求的孔深。

6.1.2、下u型管。

由工人操作将试完压(将连接好的管道,在下管前进行打压试验)的管线向井内敷设。

下管时注意保护管道,防止管道与地面、钻机架及其它粗糙面发生摩擦,以免管道划伤。

同时要求保证管道不扭曲、变形。

连接钻杆下管时,确保连接处结实,下到孔底提钻杆时,禁止回钻转,以免钻杆连接处断开,造成损失。

6.1.3、回灌填充材料。

填充材料用以填充u型管与钻孔孔壁间的间隙,要求其具有更好的传热性能。

选用水泥砂浆作为回灌材料,每立方米砂浆配合比为:砂子l450 kg,水泥300 kg,膨胀剂UAE替代10%水泥。

水泥砂浆回灌时使用砂浆搅拌机进行砂浆搅拌,砂浆注浆泵回灌,回灌时使用尼龙导管从井底向上进行,直至水泥砂浆密实填满管井为止。

6.2、水平埋管系统的施工:6.2.1、放线定位。

根据施工图纸的位置,结合现场实际安装孔的位置情况和地下管网及管井位置的情况,现场确定水平管线的位置,并做好标记。

6.2.2、管沟开挖。

根据现场的实际放线及定位,挖上宽为1200㎜、下宽为600㎜、深度根据图纸标定确定的梯形管沟。

沟底须进行清理,如沟底情况恶劣,硬物较多,应将管沟内硬物清除干净。

6.2.3、管道敷设。

管沟挖好后进行管道敷设。

热熔管材时的环境温度不应低于5℃,如低于5℃要进行预热,使其达到热熔要求。

敷设完成后进行水压试验,试验合格后进行回填。

7 地源热泵技术的发展趋势地源热泵与中央空调相连接的供热/ 制冷系统是目前的发展趋势。

综合利用低品位热能、高效率利用热能、简单化和一体化的地源热泵系统等都是目前地源热泵系统技术的前沿课题。

根据地源热泵20 年来的发展趋势,其系统技术的发展大致有如下三个方向:1) 综合利用热能的趋势。

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