农村小型公建项目地源热泵空调系统运行能效及室内热环境实测分析
地源热泵系统实例分析课件
03
04
故障识别
及时发现系统异常，如温度异 常、压力异常等。
故障诊断
根据异常现象分析故障原因， 确定故障部位。
故障排除
采取相应措施排除故障，恢复 系统正常运行。
预防措施
加强日常维护保养，预防故障 发生。
维护与保养建议
定期检查
对系统各部件进行检查，确保无损坏、无泄 漏。
润滑与紧固
定期对系统进行润滑和紧固，确保各部件正 常运转。
操作。
系统分类与应用场景
分类
根据热交换形式的不同，地源热泵可 以分为地下水热泵、地表水热泵和土 壤源热泵等。
应用场景
适用于住宅、酒店、办公楼、学校等 建筑，尤其适用于对节能和环保要求 较高的建筑。
CHAPTERຫໍສະໝຸດ 02地源热泵系统实例介绍住宅型地源热泵系统
总结词
适用于单栋或联排住宅，提供冷暖空调和生活热水。
设计中的关键因素
地质条件
地源热泵系统的性能受到地质 条件的影响，需要考虑土壤导 热性能、地下水情况等因素。
气候条件
气候条件决定了系统的运行效 率和能耗，需要考虑当地的气 候特点，如冬季和夏季的温度 、湿度等。
建筑需求
根据建筑的需求，如冷暖空调 、热水供应等，合理配置系统 设备，以满足建筑的需求。
经济性
成本回收期
在投资回报期结束后，企业即可通 过节省的能源费用实现成本回收。
环境与社会效益评估
环境效益
地源热泵系统作为一种可再生能源利 用方式，具有显著的环保优势。它能 够减少温室气体排放，降低对化石燃 料的依赖。
社会效益
地源热泵系统的推广应用有助于促进 节能减排，推动绿色建筑和可持续发 展。此外，它还能为社会创造更多的 就业机会。
地源热泵空调系统试验
地源热泵空调系统试验
一、实验目的
1、了解地源热泵系统的工作原理及系统结构
2、掌握地源热泵制冷、制热工作过程及其性能系数（COP）的计算
二、实验内容与任务
地源热泵空调系统是以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机
图1 地源热泵空调系统示意图
本实验旨在通过对相关参数的测量，计算机组的功耗和制冷、制热量。
从而得出机组的性能系数（COP ）值，并对结果进行简要分析。
（1）计算热泵机组制冷（制热）量
公式： )(i o p w T T C m Q -=
（28-1）
Q －热泵机组制冷（制热）量（kW ）；
m w －循环水流量（kg/s ）；
C p －定压比热；
T o －用户供水温度（℃）；
T i －用户回水温度（℃）；
（2）计算设备功耗
公式： c c c V I W = （28-2）
W c －压缩机功耗（kW ）；
I c －电流（A ）；
V c －电压（V ）；
（3）计算COP 值
公式： c
W Q COP = （28-3）
COP －性能系数。
三、实验步骤
1、根据实验要求设计实验，确定记录哪些数据，以及记录数据的间隔时间
2、检查各测量装置是否正确连接，做好数据记录准备；
3、开启热泵机组；
4、打开计算机软件，开始根据实验设计扫描自动记录数据；
5、认真做好原始记录
四、实验要求
1、根据所记录的数据计算出热泵机组的COP。
2、根据室内送回风温度数值绘成室温变化图。
3、根据测量数据判断该系统的性能如何，并说明原因。
北京农村地区空气源热泵供暖系统实测分析
北京农村地区空气源热泵供暖系统实测分析周海舰;高乃平;李忠;李爱松;赵恒谊;高屹峰【摘要】选取北京地区15户农宅,对空气源热泵供暖系统的运行情况进行实时监测,探究空气源热泵机组的性能及使用效果.15户农宅的室内供暖方式有地面辐射供暖、散热器供暖以及散热器+地面辐射供暖3种类型,空气源热泵机组的制热量在8 500～ 12 500 W范围,供暖面积在89～189 m2范围.监测参数包括空气源热泵机组的供水温度、回水温度、水流量、供热量、耗电量,室内空气温度,室外空气温度和相对湿度.供暖期内总监测时间是100 d,为与北京市农村地区的水暖煤炉、燃气壁挂炉供暖进行对比,将单位面积运行费用折算成120 d的值.监测结果表明,空气源热泵供暖系统季节制热性能系数(SCOP)在1.86～3.45范围.15户农宅中,3户地面辐射供暖系统的供水温度平均值为33.2℃,室内空气温度平均值为20.1℃,SCOP平均值为2.83,单位面积运行费用平均值为18.2元/m2;10户散热器供暖系统的供水温度平均值为42.9℃,室内空气温度平均值为19.8℃,SCOP平均值为2.20,单位面积运行费用平均值为20.2元/m2;2户散热器+地面辐射供暖系统的供水温度平均值为39.4℃,室内空气温度平均值为16.2℃,SCOP平均值为2.30,单位面积运行费用平均值为21.7元/m2.以北京市供暖期为120 d,每户供暖面积为120 m2的设定条件进行计算,与燃煤锅炉供暖方式相比,空气源热泵供暖的单户农宅每年的二氧化硫减排量为6.6 kg,烟尘减排量为0.7 kg,氮氧化物减排量为5.4 kg,环境效益突出.【期刊名称】《煤气与热力》【年(卷),期】2018(038)001【总页数】8页(P32-39)【关键词】空气源热泵;农村供暖;实测;季节制热性能系数(SCOP)【作者】周海舰;高乃平;李忠;李爱松;赵恒谊;高屹峰【作者单位】同济大学机械与能源工程学院,上海201804;同济大学机械与能源工程学院,上海201804;中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院,北京100013;中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院,北京100013;国际铜业协会上海代表处,上海200020;国际铜业协会上海代表处,上海200020【正文语种】中文【中图分类】TU832.11 概述为改善大气质量，近年来北京市相继出台了“煤改电”、“减煤换煤”等政策措施。
夏热冬冷地区地源热泵在运行管理中的能效分析与评价_硕士论文
II
目录
北京建筑大学硕士学位论文原创性声明 北京建筑大学硕士学位论文使用授权书
摘 要 ........................................................................................................ I ABSTRACT ..................................................................................................II 第 1 章 绪 论 ............................................................................................... 1
第 2 章 地源热泵系统测试及评价方法...................................................... 6
2.1 地源热泵系统测试 ............................................................................................... 6 2.1.1 测试内容 ........................................................................................................ 6 2.1.2 测试方法 ........................................................................................................ 6 2.1.3 测试仪器 ........................................................................................................ 8
地源热泵系统检测和评估方法
❖ 系统设置
四、工程实例
四、工程实例
测试项目
➢ 地下源热泵系统
室内外环境参数的测试 （1）室内温度 （2）室外温度
热泵机组的性能测试 （1）热泵机组热源侧的进出口水温 （2）热泵机组热源侧的流量 （3）热泵机组用户侧的进出口水温 （4）热泵机组用户侧的流量 （5）热泵机组的输入功率
热泵系统供热/冷的效果评估 热泵机组的性能评估 热泵系统的性能评估 节能效益的评估 环境效益的评估 经济效益的评估
三、测试评估方法
测试条件
➢地源热泵系统的测评应在工程竣工验收合格、投入正常使用后进行。 ➢地源热泵系统制热性能的测评应在典型制热季进行，制冷性能的测评应 在典型制冷季进行。对于冬、夏季均使用的地源热泵系统，应分别对其制 热、制冷性能进行测评。 ➢热泵机组制热/制冷性能系数的测定工况应尽量接近机组的额定工况，机 组的负荷率宜达到机组额定值的80%以上；系统能效比的测定工况应尽量 接近系统的设计工况，系统的最大负荷率宜达到设计值的60%以上；室内 温湿度检测应在建筑物达到热稳定后进行。 ➢应同时对测试期间的室外温度进行监测，记录测试期间室外温度的变化 情况。
四、工程实例
测评结果
➢ 热泵机组性能
✓ 地源侧性能测试：当地的水文、地质情况和地源侧换热系统的性能， 测试结果反应了地源热泵方案的可行性和适用性。
✓ 应用效果测试：地源热泵系统的实际性能，测试结果反映了设备、设 计、安装和运行管理的综合能力和水平。
二、目前的现状
不同测试方法的区别
➢ 测试目的
✓ 试验室测试：对不同热泵机组的性能进行分析和评价，为热泵 机组的设计和选型提供依据。
三、测试评估方法
评估方法
➢ 节能效益评估
某别墅地源热泵空调系统的模拟运行研究
某别墅地源热泵空调系统的模拟运行研究地源热泵空调系统是一种利用地下地热能源进行热量交换的环保节能技术。
它能够充分利用地下地热资源，提供舒适的室内环境，并且对环境的影响较小。
本文将对别墅地源热泵空调系统进行模拟运行研究，探讨其在实际应用中的性能表现和节能效果。
首先，我们需要了解地源热泵空调系统的工作原理。
该系统主要由地热井、地下管道、地源热泵和室内热交换器等组成。
地热井通过深钻进地下深处，利用地下土壤的稳定温度进行热量交换。
地下管道将地热井提取的热量传输到地源热泵中。
地源热泵将地下地热能源转化为室内的热量或制冷量，通过室内热交换器供暖或制冷。
针对别墅地源热泵空调系统的模拟运行研究，我们可以通过软件模拟的方式进行。
首先，需要建立别墅的热负荷模型，包括建筑结构、朝向、窗户面积和材料等。
然后，需要收集该别墅的用能数据，包括每个房间的热负荷需求、室内温度和湿度等。
接着，根据地源热泵空调系统的设计参数，包括地热井的深度和管道的长度等，利用软件进行模拟计算。
在模拟运行研究中，我们可以分析以下几个方面：1.能耗分析：通过模拟计算别墅地源热泵空调系统的能耗情况，比较其与传统空调系统的能耗差异。
通过分析能耗差异，评估地源热泵空调系统的节能性能。
2.室内热舒适度：通过模拟计算室内温度和湿度的变化，评估地源热泵空调系统在不同季节和天气条件下的热舒适性能。
比较室内热舒适度与传统空调系统的差异，找出可能存在的问题并提出改进建议。
3.经济性分析：通过模拟计算地源热泵空调系统的投资成本和运行成本，评估其在经济上是否可行。
比较地源热泵空调系统与传统空调系统的经济性指标，如回收期和净现值等，得出对该系统在实际应用中的经济价值的评估。
4.环境影响分析：通过模拟计算地源热泵空调系统的环境影响，包括二氧化碳排放量、能源消耗和水资源利用等。
与传统空调系统进行比较，评估地源热泵空调系统对环境的影响程度，并提出改进建议。
通过以上模拟运行研究，我们可以更全面地了解别墅地源热泵空调系统的性能表现和节能效果。
寒冷地区某办公楼地源热泵空调系统运行分析
寒冷地区某办公楼地源热泵空调系统运行分析摘要结合寒冷地区某办公楼地源热泵项目，介绍了浅层地热地质条件的测试结果。
土壤热平衡分析结果表明，如果地源热泵机组全年向岩土体排热量为1. 425TJ，经过一个制冷季和一个供暖季后，岩土体温度升高幅度为0.30℃。
运行数据分析结果表明，地源热泵冷凝器与蒸发器进出口温差在运行过程中通常小于设计温差，造成水泵能耗偏高，建议采用定温差、水泵变频调节的控制方式。
关键词地源热泵; 空调系统; 热平衡; 定流量系统; 节能; 办公建筑0 引言根据地热能换热形式的不同，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。
其中地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统由于受到使用条件和环境保护的限制很难推广，地埋管地源热泵系统则应用广泛。
地埋管换热器又分为水平式和竖直式，由于水平埋管式占地而积大并且不能较好地利用地热能，因此竖直埋管式得到了更为普遍的应用。
国内近些年陆续出现了一些竖直埋管式地源热泵项目，比如山东建筑大学学术报告厅地源热泵系统采用25 组并联的竖直U 形埋管组成室外换热器。
虽然竖直埋管式地源热泵系统应用的可行性己经在实际工程中得到证明，但是缺乏对实际运行数据包括如何进行热平衡以及系统节能性等各个方而的具体分析论证。
本文通过寒冷地区某办公楼地源热泵系统的测试，对地源热泵系统运行的可行性和节能性进行分析，为竖直埋管式地源热泵空调系统的设计提供理论依据。
1 工程实例1.1 工程概况寒冷地区（北京市）某办公楼项目占地7469.37m2，办公楼建筑而积36350.07m2，其中地下13716.73m2，地上22633.34m2。
工程空调系统夏季冷负荷为1935.67kW，冬季热负荷为1353.78kW。
夏季制冷供回水温度为7℃/12℃，冬季供热供回水温度为45℃ /40℃。
1.2 系统设置该工程中地源侧采用100m 长竖直双U 形地埋管换热器408 组。
水源热泵空调的能耗分析与设计
水源热泵空调的能耗分析与设计随着城市化进程的不断加快，空调的普及率也在逐年提升。
而随着节能减排的全球倡导，各企事业单位、政府，以及普通家庭大力推广使用低碳环保的空调产品，水源热泵空调就应运而生。
它不仅具备传统空调的制冷、制热、换气、湿度调节等功能，而且具备强大的节能功能，既能保证室内环境的舒适度，还能大幅降低能耗。
在本文中，将进行水源热泵空调的能耗分析与设计，希望能对广大读者的日常生活带来帮助。
一、水源热泵空调的工作原理水源热泵空调（Water Source Heat Pump Air Conditioner）是指以地下水或河流湖泊等为热源、冷源的舒适型调节设备。
它的工作原理就是利用水源热泵循环水流，将水源热能从地下或水体中吸收，再通过加压便能瞬间将热转移到热源器。
空向循环次数多，温度升高，达到制冷或制热的目的。
二、水源热泵空调的能耗优势传统空调系统的设备大都是单向的制冷或制热，效率较低，能耗较高。
而水源热泵空调具有多种对能耗优化的特点。
1、高效节能：水源热泵空调具有高效节能的特点，当室外环境温度较低时，系统可以获取与运行能耗比较接近的能量，从而减少失掉的能量，并提高能量利用率。
同时，水源热泵空调的回收率比传统空调高30%左右，可以节省大量能源。
2、环保：使用水源热泵空调，不会产生热染污染、声染污染及噪音等对人体有害影响。
油烟、燃烧物等有害物质不会排放，在室内环保不受污染。
3、安全稳定：水源热泵空调的制冷剂是水，不易燃爆，不会产生电磁辐射，不会损害设备的长期使用稳定性。
三、水源热泵空调能耗分析1、制冷时的能耗分析：水源热泵空调制冷时，采用地下水或水源热泵，通过热交换器将水源的热能转化为制冷制热，以制冷为例，在制冷状态下，水源掉温、压缩机及循环泵的耗能是比较大的，所以能耗的核心就是制冷机的制冷效果。
2、制热时的能耗分析：制热状态下，由于室外温度低，制冷机的效率变低，制热能力就受限制，同时电动机、压缩机及循环泵的消耗也会增加。
浅析地源热泵系统制冷期能效测评
浅析地源热泵系统制冷期能效测评通过对某地埋管地源热泵系统制冷期长期连续监测，获取地埋侧和用户侧供、回水温度、流量及耗电量等数据，计算得到建筑日均小时负荷、机组日均能效比和系统日均能效比。
结果表明，地埋侧和用户侧供、回水平均温差约为1.7℃，建筑日均小时负荷在80kw左右，系统日均能效比平均值约为3.05，热泵机组未能达到理想工作状态，有待进一步改进。
标签：地源热泵系统；制冷期；能效测评1工程概况某办公楼采用地埋管地源热泵制冷供热，空调服务面积4500m2，共布设地埋管换热器数82个，孔深50m，孔间距为4.5m。
采用供热制冷热泵机组1台，制冷量344.1kW，制热量280.9kW，循环水泵2台，一用一备，流量93m3/h，功率11kW，扬程28m。
地埋循环泵2台，一用一备，流量89m3/h，功率7.5kW，扬程20m。
该热泵工程2003年9月开始施工，2004年11月投入运行至今。
该热泵工程动态监测内容包括温度、流量和电量。
在地埋侧和用户侧供水管上各安装电磁流量计1套；在地埋侧和用户侧供、回水管上共安装温度传感器4套；在热泵机组、循环泵及总电路上分别安装电能表3套。
监测频率均为1min 记录1次，制冷期空调不间断运行。
2数据分析2.1数据验证为了验证监测方法和仪器的准确性，以用户侧和地埋侧的小时负荷值进行验证。
理论上，夏季工况下，地埋侧小时散热量应该等于用户侧小时负荷（供冷量）与机组小时电耗量之和。
但在实测过程中，由于种种因素，例如水泵散热量和不定时提供少量生活热水等，使二者之间会有偏差，相对偏差a结果见图1所示。
式中：为地埋管侧小时散热量，kWh；Wc为机组小时电耗，kWh；为用户侧小时负荷，kWh。
结果显示，整个夏季工况小时负荷值相对偏差大部分保持在-25%～+15%，占统计小时数的78%，考虑到不定时提供少量生活热水等因素影响，监测数据准确有效。
2.2数据分析該监测设备于2015年6月安装调试，7月中旬正式采集监测数据，本次分析数据选用2015年7月11日至9月30日。
地下水源闭环热泵空调系统的能耗分析——..
地下水源闭环热泵空调系统的能耗分析——..摘要：北京嘉和丽园住宅公寓楼的利用地下水源闭环热泵空调系统是一个向系统引入外部低温热源的典型实例工程。
为了对该空调系统的实际运行情况以及空调耗能情况进行定量的、综合评价分析，1）笔者对该系统运行情况进行了实测调查，调查时间为2002年9月-2004年1月；2）根据实测调查数据的分析，对现有系统的运行、管理情况进行了分析和综合评述；3）提出了一套关于共用空调动力设备和末端空调水源热泵机组消费电量的推算方法；4）根据所提出的推算方法，并结合实测调查数据对该公寓楼空调系统的能耗情况进行了定量的分析和评估。
关键词：实测调查地下水源热泵空调推算方法空调消费电量以井水为低值热源的水——水热泵空调供暖（冷）系统，自20世纪90年代中期以后在我国发展十分迅速，北京地区也有了一些工程应用实例。
笔者对北京嘉和丽园住宅公寓楼的利用地下水源闭环热泵空调系统的运行情况进行了跟踪实测调查，现将调查情况分述如下。
1工程概况北京嘉和丽园住宅公寓楼的利用地下水源闭环热泵空调系统为中美节约能源和保护环境合作示范项目，于2000年12月投入试运行，2001年7月正式运行。
该住宅公寓楼由三座（A座、B座、C座）塔式建筑构成，地上最高32层，地下3层，占地14175㎡，总建筑面积87948.7㎡；公寓楼地面层以上为利用地下水源闭环热泵空调系统、地下室为热风采暖系统；设计空调冷/热负荷分别为64W/㎡和51.8W/㎡，空调面积约为70000㎡。
1.1深井空调系统利用的地下水源取自建在建筑物周围、深度约为170m的4眼井，井管径为Φ500mm，井与井之间的距离约为120m；4眼井可开采水层累计深度约为50~160m，地下水位埋深约为18~20m，每眼井的设计出水流量约为200m3/h，每眼井分别配置了1台额定电功率为45kW的深井水泵，作抽水泵用；井水设计出水温度为12～14℃。
本次调查深井水的含砂量为1/10000，深井水源系统的运行模式为1]：深井抽水→分水缸→调节水池→一次泵→板式热交换器↖←←再利用←←↙↘→蓄水池→集水缸→深井回灌1.2地下水抽回灌温度控制4眼井中2抽2回灌，以保证地下水系统的均衡，抽、回灌水井不定期的交替使用；回灌方式为自然回灌。
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管委会室 内气温 ｌ ４ ． ３ ℃ ，总体室 内气温 １ ７ ． ７ ℃， 测 试期间总体室 内温度满足设 计要求。 通常采用预计 的平均热感觉指数 （ Ｐ Ｍ Ｖ ）和预计
不 满 意 者 的 百分 数 （ Ｐ Ｐ Ｄ ）指标 来 评 价 室 内环 境 的 热 舒 适 性 ，但 是 Ｐ Ｍ Ｖ指 标 由于忽 视 了受 试 者 的 生 理 反
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农村 小型公 建项 目地源 热泵 空调 系统运行 能效 及室 内热环
境 实测分析
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通照 明 。
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筑 中 ，应 用 水 平 埋 管 土 壤 源 热 泵 空 调 系 统 具 有 得 天
二 、 测 试 结 果 分 析 １ ． 室 内热 环 境
独厚 的技术经济优势。 目前，该项节能技术在农村
【 关键词】农村 地源热泵空调系统 室 内热环境 现场测试
该项 目主要房间的设计计算参 数为冬季 ｌ ８ ℃～
２ ０ ℃ 。实 测 综 合 文 化 活动 室 室 内气 温 ２ １ ． １ ℃ ，社 区
建筑中的应用几乎空白。 为探索该项技术 的适用性 ， 成都市所辖彭州市小鱼洞镇某村公所示范性应用该 项技术。四川省建筑科学研究院于 ２ ０ １ ２年 ４月对该 项 目的室 内热环境 、空调 系统运行能效进行现场测 试 ，并分析评价该技术 的实际运行能效 、室 内热环 境改善效果 。 测试简介
【 摘 要】本文对 成都地区一应用水 平埋管土壤源热 泵的农 村小型公共 建筑 的空调系统运行 能效及室内热环境进行现 场测试 ，并采用 热舒适适应性评价指标评价热环境 ，判 断 空调系统 是否节 能运 行 ，最后对农村推广该技术提 出了建
议。
致。
可 再 生 能 源 的 建 筑 应 用 是 建 筑 节 能 的 一 大 途 径 。针 对 太 阳 能 、 风 能 等 资 源 贫 乏 的 成 都 地 区 ，地
、
应和心理期望而低估了受试者对热环境的承受能力
并 不 适 用 于 所 有 地 区 。 人 体 的 适 应 性 可 以被 认 为 是
本次测试项 目总建筑 面积约 ３ ６ ０ ｍ ，采用 水平 埋管土壤源热泵 中央空调系统，设置 １台地源 热泵 主机 。其 制 冷 量／ 输入功率：１ ９ ． ７ ｋ Ｗ ／ ３ ． ５ ｋ Ｗ ； 制热 量／ 输入功率 ：２ １ ． ５ ｋ Ｗ ／ ４ ． ８ ８ ｋ ｗ 。水平埋管总长度 为 ｌ ４ ７ ５ ｉ ｎ ，３ ． ５ ｍ埋深 ， １ ５ ０ ｉ ｌ ｆ ｍ埋 管 间距 ，２ ５ ０ ｍ ｉ ｌ ｌ 组 间 距 ， 总 占地 面 积 约 ２ ２ ８ ｍ 。 。 四川 省建筑科 学研 究院依据 《 可 再生能源 建筑