土壤源热泵技术应用
第３７卷第１９期 ・１１６・ ２ ０ １ １年７月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．１９ Ｊｕ１． ２０１１ ・水・暖・电・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１ １）１９—０ｌ１６・０２ 土壤源热泵技术应用 雷维君 摘要：结合工程实例，详细介绍了地源热泵系统设计的具体步骤，阐述了土壤源热泵系统设计时热响应测试的必要性， 并确定了地埋管优化设计方案，从而解决了地埋管室外换热器和热泵机组的设计及选型问题。 关键词：土壤源热泵，地埋管，设计方案 中图分类号：ＴＵ８３１ 文献标识码：Ａ 地源热泵空调技术是一种利用浅层地热能通过热泵技术将 低位能向高位能转移，以实现供热制冷的高效节能的供热空调技 术。冬季浅层地热能的热量被提取出来，通过热泵提升温度后， 给室内供暖。夏季，通过制冷循环将室内的热量取出来释放到地 下，同时对建筑物进行供冷，夏季释放的热量可作为卫生热水热 源回收利用，所以，地源热泵技术在酒店等此类有全年卫生热水 要求的建筑中得到了广泛应用。 １ 工程概况 本工程分为５个区，共有单体２０多个，每个单体均为２层～ ３层建筑，主要功能有餐饮、娱乐、会议、客房、游泳池等。占地 ９．３万ｍ ，地上建筑面积约１．４３万 ，地下建筑面积约１．２１万 ， 容积率为０．１５３，鸟瞰整个园区像盛开的一朵花的五个花瓣。每 个单体之间及单体与园区围墙之间有大量的绿地面积。除地下 车库及设备用房外均要求设置中央空调，周围无城市热力管网， 且要求冷热源低碳环保。 ２前期准备 根据本工程既要满足低碳环保，又有足够的地埋管空间的现 状，选用地源热泵作为冷热源。由于我国在土壤源热泵技术的应 用方面处于起步阶段，而地埋管换热器的传热性能随着施工地点 的地质构造不同发生很大变化，因此，有必要采用现场测试法进 行地埋管换热器的实地试验研究，为土壤源热泵的优化设计和可 靠运行提供试验数据。为了准确掌握工程地点的地质情况和地 下热物性参数，进行了地埋管实验孔安装和地下热响应测试。采 用单ｕ地埋管测试。根据实验数据和推导的传热模型，得到项目 地点的地下综合热物性参数：导热系数为１．５４ Ｗ／（ｍ・Ｋ），岩土 初始平均温度约为１６℃。夏季换热能力为５４．８３ Ｗ／ｍ。冬季换 热能力为３１．７３ Ｗ／ｍ。 ３地源热泵冷热水机组设计 １）建筑物空调负荷计算结果：冬季最大热负荷为１ ７００ ｋＷ， 夏季最大冷负荷为２ ２００ ｋＷ。２）建筑物游泳池和高温池及客房 等最大用卫生热水负荷为１ ２００ ｋＷ；游泳池和高温池维温负荷为 ４５０ ｋＷ。３）根据以上数据选择机组如下：ａ．螺式地源热泵机组 （高温型）。制冷量１ １３７ ｋＷ；制热量１ ０８０ ｋＷ；ＣＯＰ：５．９３；ＥＥＲ＝ ３．４４。ｂ．螺杆式地源热泵机组（高温热回收型）。制冷量１ １３７ ｋｗ； 制热量１ ０８０ ｋＷ；回收热量１ ０８０ ｋＷ；ＣＯＰ＝５．９３；ＥＥＲ＝３．４。ｃ． 螺杆式地源热泵机组（卫生热水型）。制热量４９７ ｋＷ；ＥＥＲ＝３．９。 夏季开启编号为ａ和ｂ机组或部分负荷时优先开启机组ｂ， 回收热量满足夏季最大卫生热水用热负荷；过渡季节开启机组ｃ 满足部分卫生热水负荷；冬季应优先保证空调用热负荷开启机组 ａ和ｂ，空调用热为部分负荷时开启机组ａ或ｂ及机组ｃ，冬夏季 不足卫生热水负荷由辅助热源提供。 ４地埋管换热器设计 土壤源热泵机组的综合ＣＯＰ（能效比）冬季３．４４，夏季５．９３。 根据空调负荷求出冬季最大地下取热负荷为１ ２０７ ｋＷ，夏季最大 散热负荷为２ ５７２ ｋＷ。空调冬季从土壤吸收的热量和夏季向土 壤排放的热量可以由下述公式计算： Ｑｌ＝Ｑｇ×（１—１￣ＣＯＰ）。 Ｑ２＝Ｑ冷×（１＋１￣ＣＯＰ）。 其中，Ｑ。为冬季从土壤吸收的热量，ｋＷ；Ｑ 为夏季向土壤排 放的热量，ｋＷ；Ｑ热为冬季最大热负荷，ｋＷ；Ｑ冷为夏季最大冷负 荷，ｋＷ。夏季向土壤排放的热量按满负荷计算为：夏季空调向土 壤排放的热量一卫生热水回收量，其值为１ ４９２ ｋＷ，过渡季节及 冬季均为从土壤吸收热量，从建筑物全年动态负荷模拟结果来 看，通过调整卫生热水负荷，基本可达到放热和取热的平衡。 １）方案１。按照夏季工况进行埋管，总埋管量为：夏季向土壤 排放的热量／每米埋管散热量＝４９２ ０００／５４．８３＝２７ ２１１ Ｉｌｌ。 ２）方案２。按照冬季工况进行埋管，总埋管量为１ ２０７ ０００／ ３１．７３＝３８ ０４０ ｉｎ。由此可得应按方案２考虑埋管数量。 ３）地埋管场地的确定。通常地埋管换热器埋设场地可有两 种选择：ａ．建筑物基础桩基之下；ｂ．建筑物范围以外空地。由于 地埋管换热器施工需要的时间比较长且必须在埋管完成后方可 进行建筑物桩基施工，影响整个工程进度，同时埋设于桩基下的 每个回路地埋管都要求接至建筑物以外，检查井内用阀门控制， 以备任何一回路出现问题时能独立关断，整个管路系统复杂，且 造价高，故本工程选择将地埋管敷设于建筑物以外空地。 ４）埋管形式的确定。埋管形式分垂直埋管和水平埋管两种， 因水平埋管占用的面积过大，本工程选用垂直埋管形式。 ５）埋管数量计算。如按单ｕ垂直地埋管设计，钻孔深度１００ ｉｎ， 有效深度８０ ｍ，埋管孔数ｎ＝３８ ０４０／８０＝４７６，考虑１５％的余量后 得出埋管总数为ｎ＝５４８。从地质勘察报告及热向性报告来看本 场地地下有大量的卵石层，为了降低埋管成本设计采用双ｕ垂直 地埋管，据资料查证：双Ｕ埋管孔数可为单Ｕ埋管孔数的８５％～ ９０％，考虑本工程场地实际情况及回路平衡，共设计７个检查井， ６３个回路，５０４个孔位，钻孔直径１８０ ｍｍ，钻孔间距５ ｍ。垂直管 路间采用同程并联式，供回水环路集管埋深大于１．５ Ｉｎ，且两管之 间间距０．６ ｉｎ，水平集管保持０．００２以上的坡度。 收稿１３期：２０１ｌ一０３－２２ 作者简介：雷维君（１９７１一），女，工程师，西安市建筑设计研究院，陕西西安
７１００５４ 第３７卷第１９期 ２ ０ １ １年７月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＶｏＩ．３７ Ｎｏ．１９ Ｊｕ１． ２０１１ ・１１７・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１ １）１９—０ｌｌ７一Ｏ２ 地铁车站组合风阀的施工 柳长青 摘要：简要介绍了组合风阀在地铁车站空调通风系统中的作用及结构特点，着重阐述了地铁车站组合风阀的订货、加 工、安装等环节的注意事项和操作要点，以指导实践，保证组合风阀的安装质量及使用效果。 关键词：地铁车站，组合风阀，安装工序，单机调试 中图分类号：Ｕ２３１．４ 文献标识码：Ａ 地铁工程是一种全地下式的大型公共建筑，其中人流众多， 设施繁杂，地下的空调通风系统不能靠自然通风，如何保证如此 大风量的系统正常工作就显得尤为重要，组合风阀正是这套系统 中的风量切换调节环节。组合风阀主要设置在车站两端的风井、 风道中，分立式、卧式两种形式。系统运行时，不同的运行工况， 需要不同的风量甚至关闭相应的风道，为了达到不同的运行条 件，在这些风道中设置了不同规格、形式的组合式风阀，与ＴⅥ１／ ＵＯＦ风机联锁来进行控制区间隧道内通风换气、事故送排风的工 况调节等。组合风阀的结构特点是由镀锌槽钢底框架、单体式风 阀、执行器和传动机构四部分组成，执行器通过联杆机构带动阀片 作０。～９０。范围内往复运动，组合风阀是由多个有槽钢底框的单 列风阀组成。每个单列风阀上安装有多个单体小阀。组合风阀 在出厂前已经进行过组装调试。拆开运输以单列阀为最小单位。 一般长３ ｍ～５ ｍ，宽１ ｍ一２ ｍ，每平方米重约７０ ～８０ ，故每 个单列小阀重约２１０ ｋｇ一８００ ｋｇ，阀厚０．２８ ｍ。由于其单位面积 造价高、单体小阀重和几何尺寸大等特点，在地铁环控专业中占 有重要的地位，对施工质量要求较高。 １ 组合风阀订货尺寸的确定 组合风阀的尺寸必须根据现场土建的预留尺寸现场确定，正 常的程序是现场有托台的情况下，到现场测量，每边比托台大 ２ ａｍ～３ ａｍ。１）在确定尺寸前，应该先和电专业方面商量好将来 风阀执行机构的位置。２）卧阀尺寸的确定：通常现场卧阀的位置 是土建的吊装孔，都还没有砌筑托台，给订货带来一定难度，故这 部分应该积极的和土建单位沟通，确定他们托台的尺寸（这部分 ５结语 本文通过工程实例，详细介绍了地源热泵系统设计的步骤， 明确了土壤源热泵系统设计时热相应报告的必要性，确定了地埋 管优化设计方案，包括地埋管换热器的形式、管深、管间距等设计 参数，从而解决了地埋管室外换热器和热泵机组设计和选型。由 于地源热泵系统设计处于初级阶段，希望本文能对初涉地源热泵 系统的设计工作者提供一些帮助。 将来在列车上线前要安装完，组合风阀又有一定的生产周期，如 果等土建单位做好托台后再订货就会影响地铁运营开通），在土 建支模板的时候，必须对尺寸进行复核，避免组合风阀和土建预 留接口发生偏差，影响将来风阀安装。３）立阀尺寸的确定：这部 分最好先确定了土建构造柱的尺寸后再订货生产。ａ．ＴＶＦ风机 前的立阀尺寸的确定，由于这部分的连接顺序是风机先和结构外 壳消声器连接，然后消声器和一截短管连接，最后短管和立阀相 连接，构造柱的尺寸取决于短管法兰和消声器的法兰是内平还是 外平。在确定了构造柱的尺寸后这部分风阀的尺寸也就确定了。 ｂ．ＵＯＦ风机前立阀尺寸的确定，需要先和装修单位沟通好他们检 修门的大小，现场空出检修门后就可以确定风阀的尺寸（有时候 装修单位这部分也做构造柱，订货尺寸必须做相应调整）。ｅ．剩 下的立阀不和设备连接，需要到现场测量确定，有的是现场两边 正好是结构柱，就不需要构造柱，这部分在测量完结构柱的尺寸 后即可以订货了。难点是和ＴＶＦ风机并排的这部分立阀，现场由 于标高和宽度的影响故这部分尺寸确定比较困难，首先在掌握了 现场尺寸的前提下，先扣除了检修门的距离后再合理安排构造 柱，尺寸紧张的时候为了节约空间可能两组风阀共用一个构造 柱，也有可能靠风机边的立阀需要取消构造柱，用槽钢来代替。 在确定了这部分构造柱的尺寸后就可以把立阀的尺寸确定。４） 在确定好尺寸及安装的高度后要和电气、管道专业进行管道安装 位置平衡，以免在组合风阀未安装前被其他专业的管线把风阀的 安装位置占掉，造成风阀无法安装，其他专业返工的情况。 每组风阀在确定尺寸后，进行单独编号与安装位置进行对应， 参考文献： ［１］ 徐伟．可再生能源建筑应用技术指南［Ｍ］．北京：中国建 筑工业出版社。２００８． ［２］ 美国制冷空调工程师协会．地源热泵工程技术指南［Ｍ］．徐 伟，译．北京：中国建筑工业出版社，２００１． ［３］ 褚晓丽，法智彤．浅谈地源热泵［Ｊ］．山西建筑，２０１０，３６（１）： ２１５－２】６． Ｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄ ｓｏｕｒｃｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＬＥＩ Ｗｅｉ－ｊｕｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｆａｃｔｕａｌ ｓｔｅｐｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｓｏｕｒｃｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｓｙｓ— ｔｅｎ，ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｅｓｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｓｏｕｒｃｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ—ｂｕｒｉｅｄ ｐｉｐｅ，ａｎｄ Ｓｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ—ｂｕｒｉｅｄ ｏｕｔｄｏｏｒ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｕｎｉｔ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｔｙｐｅ ｓｅ— ｌｅｃｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｒｏｕｎｄ ｓｏｕｒｃｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ，ｇｒｏｕｎｄ—ｂｕｒｉｅｄ ｐｉｐｅ，ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ 收稿日期：２０１１—０３—１６ 作者简介：柳长青（１９７５一），男，工程师，山西省工业设备安装公司，山西太原
地源热泵空调技术的应用
２…０—１磊３ ０ 年１月隧 中国化工贸易 Ｃｈｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｒａｄｅ 节堡 减排
地源热泵空调技术的应用
罗秀丽
（中国石油工程设计有限公司华北分公司公用工程室）
摘要：地源热泵空调技术的主要设计步骤，设计方法，设计中的注意事项等。希望通过这篇论文，能在类似的工程设计中为大家提供帮助，
更快的掌握这项技术。
关键词：地源热泵设计的主要步骤地下热交换器竖井埋管
一、前言
地源热泵供热空调系统是一种使用可再生能源的高效节能、环保
型的系统。地源热泵系统分土壤源热泵系统、地下水热泵系统和地表
水热泵系统三种形式。其中地源热泵应用较广的是土壤源热泵系统。
二、土壤源热泵系统设计的系统负荷
地源热泵系统负荷计算主要包含以下几个方面：
１．建筑设计冷热负荷：
２．全年动态负荷：
３．地源热泵系统的最大释热量Ｑ（ｋＷ）：
４．地源热泵系统的最大吸热量Ｑ’（ｋｗ）：
５．地埋管换热器的设计负荷：
６．最大吸热量与最大释热量相差较大时，也可以通过热泵机组间
歇运行来调节；还可以采用热回收机组，降低供冷季节的释热量，增
大供热季节的吸热量。
三、地下热交换器设计
１．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，并且往往受可利用土地面积的
限制，所以在本工程中，采用垂直埋管布置方式。
地下热交换器中流体流动的回路形式有串联和并联两种，串联系
统管径较大，管道费用较高，并且长度压降特性限制了系统能力。并
联系统管径较小，管道费用较低，且常常布置成同程式，当每个并联
环路之间流量平衡时，其换热量相同，其压降特性有利于提高系统能
力。因此，本工程采用并联同程式。
２．选择管材
土壤源热泵系统中一般采用塑料管材。目前最常用的是聚乙烯
地源热泵应用现状调研及优化建议
地源热泵应用现状调研及优化建议
摘要：热泵是在电能驱动下，通过热力学逆循环连续地将热量从低位热源转移到高温物体或者介质，并用于制取热量的装置。可以利用一份电能提取3~4份可再生能源中的低位热能，共同向用户供热，因此，热泵供热是一种节能、环保、高效的供热方式，在建筑供暖和生活热水供应上获得了广泛应用。正是由于其这一特性，热泵技术的发展始终同能源与环境问题息息相关，紧密联系在一起。进入21世纪，气候变化及能源问题更加严峻，热泵技术作为可再生能源利用的有效途径，成为国际能源署认定的节能减碳关键技术之一，在我国获得了广泛的应用。
关键词：地源热泵；应用现状；优化建议
引言
能源革命、低碳能源、清洁供暖目前已经成为我国能源战略的重要组成部分。面对严峻的能源危机，国家大力支持低碳清洁能源的开发和利用，建筑行业领域也迎来能源革命。在建筑领域，地源热泵系统作为一种使用清洁能源的采暖（制冷）系统，可以利用少量的高位能（一般为电能），将浅层的地热能转化为高位热能。地源热泵主要是将土壤所储藏的庞大太阳能作为热源，通过热泵系统进行能量的相互转换，是一种实用的节能技术。从长期来看，地源热泵系统具有良好的发展前景，国家大力支持，随着科学技术的进步，未来，其势必获得更广泛的利用。
1热泵发展现状
根据热泵利用的低位热源不同分为：空气源热泵、地源热泵、太阳能热泵，其中地源热泵包括地埋管地源热泵、地下水地源热泵和江、河、湖、海、污水及再生水等地表水源热泵。按照低位热源的可得性、稳定性及技术经济性，空气源热泵和地源热泵是我国热泵应用主要类型。空气源热泵早期以冷暖空调形式应用推广，以供冷为主、供热为辅，主要应用于分散式短期供暖的长江流域及以南地区。近年来随着我国清洁取暖国家战略的实施，空气源热泵供暖成为分散电代煤的主要技术形式，应用范围不断北扩。长江流域供暖需求的日益增加，空气源热泵在这一区域的应用也进一步推广。建筑节能工作的不断深入推进，迈入近零能耗时代，建筑负荷需求大幅度降低，供能灵活性要求提升，空气源热泵集成新风、净化、除湿的多功能产品不断涌现。地源热泵引入我国晚于空气源热泵，在我国历经起步阶段、推广阶段、快速增长阶段后目前已进入平稳发展阶段，我国地源热泵的应用面积超过5亿平米。目前我国空调热泵产业制造能力已居世界首位，地源热泵应用量也是世界第一。
南京丰盛新能源地源热泵技术应用案例
－啊别天往 Ｔｈｅ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｆｏｃｕｓ
南京丰盛新能源地源热泵技术应用案例
地源热泵应用项目——南京朗诗国际街区
南京丰盛新能源是国内最早致力于可再生能源建筑应用的探
者和推动者之一，在热回收技术、能源桩技术、高舒适度低能
Ｅ体系技术集成等方面均走在应用前列。目前是中国建筑节能协
常务理事单位，中国建筑业协会建筑节能专业委员会常务理事
位，中国建筑节能协会热泵分会副主任委员单位，中国建筑学
热能动力分会区域能源专业委员会副主任委员单位。公司拥有
明北风神净化空调设备工程有限公司、南京法斯克能源科技发展
亨限公司，江苏省绿色建筑工程技术研究中心、南京丰盛节能材
斗有限公司等下属企业，从而形成了以丰盛新能源为平台，集成
工程施工安装、合同能源管理、技术咨询服务、材料生产以及
勿业管理等五大服务板块的一体化服务的专业建筑节能企业。
一 技术研发
Ｉ、标准规范 丰盛新能源积极参与行业标准的制定和修编，先后参编过
地源热泵系统工程技术规范》（ＧＢ５０３６６—２００５）以及其修编
高“地源热泵系统工程技术规范》（ＧＢ５０３６６－２００９），江苏省
《地源热泵系统工程技术规程》（ＤＧＪ３２，ＴＪ８９—２Ｏ０９）， 《地源
泵系统检测技术规程》（ＤＧＪ３２／ＴＪ１３０—２０１１）， 《地源热泵
系统运行管理规程》等一系列地方规范规程。在今年丰盛新能源
丕将编写并申报 竖直地埋管换热器施工工法 与 闭式地表水
旨换热器施工工法 两个江苏省省级工法。
，科研课题
匪■圈 口南京丰盛新能源科技股份有限公司马宏权
在科研方面，丰盛新能源注重产学研的结合，积极与各类
科研院所、高校保持密切合作，开展相关研究。先后参与了包括
同济大学、东南大学、建科院空调所等知名科研单位组织的各类
“十一五”、 “十二五”科技支撑计划，江苏省以及南京市等各
类课题，取得了显著的成果和影响。
课题名称 组织单位 备注
夏热冬冷地区建筑科学用能 教育部科学技术司 国家“十一五”科技支撑 关键技术与装备研究及示范 东南大学 计划课题
暖通工程中地源热泵技术应用
暖通工程中的地源热泵技术的应用
摘要：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,
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。本文介绍了地源热泵技术的工作原理和特点，分析探讨了地源热泵的工程设计应用。
关键词：暖通工程地源热泵技术应用
中图分类号：tu96+2文献标识码： a 文章编号：
地源热泵技术是一种高效的节能环保型供热、空调技术。该技术是以地球表面浅层地热资源作为冷热源，利用热泵工作原理，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。地表浅层地热资源是指地表土壤、地下水河流、湖泊吸收太阳能而蕴藏的低位热能，是一种清洁、可再生的能源。地源热泵技术作为一种有益于环境保护和可持续发展的冷热源形式，在美、加与欧洲已有几十年的应用历史，应用范围涉及空调、采暖、生活热水供应及一些工业和工程上的冷热源提供，被美国能源部与环保署共同认为是当今世界上最高效，最环保清洁的供暖与空调技术。1997 年11月，我国科技部和美国能源部签署协议，将地源
热泵技术列为了中美能源效率及可再生能源合作项目。现这一技术已逐步在我国得到了推广应用。目前，国内许多科研院校、设计单位、生产企业纷纷开展了地源热泵的研究、设计和生产，一些建设工程项目采用了地源热泵空调系统，部分项目已建成投入使用。随着常规能源资源的日趋减少和人们对节能、环保要求的不断提高，地源热泵技术将在我国的采暖空调等行业有较大的应用和发展。
一、地源热泵技术的工作原理
1、地源热泵的分类
根据地热源的种类和方式不同，地源热泵可分为以下三类：
（1）土壤源热泵
土壤源热源（也叫大地耦合式热泵）以大地作为热源，热泵的换热器埋于地下，与大地进行冷热交换。土壤源热泵系统主机通常采用水—水或热泵机组或水—气热泵机组。根据地下热交换器的布置形式，主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三类。
土壤源热泵系统施工技术在东营软件大厦工程中的应用
第３２卷第４期 Ｖ０ｌ＿３２ Ｎｏ．４ ２０１１ 青岛理工大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｉｎｇｄａｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
土壤源热泵系统施工技术在东营软件大厦工程中的应用
尚秀委，刘 乐
（青建集团股份公司，青岛２６６０７１）
摘 要：土壤源热泵是一种利用土壤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，是 清洁的可再生能源的一种新技术．笔者结合工程实际情况，详细介绍了土壤源热泵系统的优点、组成及施工工 艺，并且重点介绍了室外地埋管换热器的施工工艺，为今后土壤源热泵空调系统施工质量控制提供了宝贵经验． 关键词：土壤源热泵；钻井；地埋管；施工 中图分类号：ＴＵ８３１．６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３—４６Ｏ２（２０ｌ１）Ｏ４一Ｏｌ２２一Ｏ５
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｏｕｒｃｅ Ｈｅａｔ
Ｐｕｍｐ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｄｏｎｇｙｉｎｇ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｐａｒｋ Ｐｒｏｊ ｅｃｔ
ＳＨＡＮＧ Ｘｉｕ—ｗｅｉ。ＬＩＵ Ｌｅ （Ｑｉｎｇｊｉａｎ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｓｏｕｒｃｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｉｓ ａ ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｎｇ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ Ｕ—
ｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｓｔｏｒｅｄ ｂｙ ｅａｒｔｈ ａｓ ｃｏｌｄ ａｎｄ ｈｅａｔ ｓｏｕｒｃｅｓ，ａｎｄ ａｌｓｏ ａ ｎｅｗ ｔｅｃｈ—
ｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌｅａｎ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ．Ｉｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｏｊ ｅｃｔ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｒａｆｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｓｏｕｒｃｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ（ＧＳＨＰ）ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｒａｆｔ ｏｆ ｔｈｅ ｏｕｔｄｏｏｒ ｇｒｏｕｎｄ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｖａｌｕａｂｌｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
浅谈地源热泵技术的发展及应用
浅谈地源热泵技术的发展及应用
【摘 要】本文系统介绍了地源热泵空调系统的发展历史,工作原理以及特点等。
【关键字】地源热泵；工作原理；发展 应用
1 基本概念
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4.0～4.4，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、加拿大及中、北欧如瑞士、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。
2 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”。
地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机主要有两种形式：水—水式或水—空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。
地源热泵同空气源热泵相比，有许多优点：
2.1 全年温度波动小。冬季温度比空气温度高，夏季比空气温度低，因此地源热泵的制热、制冷系数要高于空气源热泵，一般可高于40%，因此可节能和节省费用40%左右。
夏热冬冷地区土壤源热泵空调系统能效提升探讨
夏热冬冷地区土壤源热泵空调系统能效提升探讨
摘要：土壤源热泵空调系统一直被誉为可再生能源技术在空调领域应用的典范，已被广泛应用在建筑设计中。双碳背景下，充分挖掘土壤源热泵空调系统能效提升的路径，使其呈现出跨季节蓄能、多能互补、机房高效等特性，为夏热冬冷地区土壤源热泵空调系统项目提供技术参考。
0引言
土壤源热泵本质上是一种以地下土壤作为蓄能体的跨季节地下蓄能与释能的系统。对于年均冷热负荷非平衡的夏热冬冷地区，冷负荷大于热负荷，制冷期长于制热期，呈现出较大的取热和放热的不平衡性，“热堆积”现象明显，为规避热堆积的发生，常采用土壤源热回收机组和多种冷热源的 “搭配”应用，夏季让一部分热量释放到其他介质中，提供“免费”的生活热水，或排放到大气中，而非既定区域的土壤区域。因此，土壤源热泵空调系统在夏热冬冷地区的应用必然呈现多能互补的特色，提升土壤源热泵空调系统的能效。
1土壤源能源机房的应用分类
常见的土壤源热泵系统的形式如图一：
图一土壤源热泵空调系统不同形式表现
从图一可以看出，很多项目采用土壤源热泵+单冷+开式冷却塔的组合形式（即“第一类大主机系统”），其设计的总的指导思想是地埋管换热器及其组成的土壤源热泵主机可完全承担项目热负荷，在夏热冬冷地区冷负荷大于热负荷，选定的土壤源热泵机组承担相应的冷负荷后的不足部分由形式不同的单冷主机+开式冷却塔来承担，即所谓复合土壤源热泵空调系统。此系统中由于地埋管换热器只承担项目热负荷部分，地埋管换热器部分的投资较省，也为保证了地下土壤的蓄热和放热的热平衡性创造了条件。
其次，也有部分项目采用氟系统的主机或末端形式，即将水冷VRV或水环热泵（WLHP）空调可再生能源化，组成带地埋管换热器形式的水冷VRV或水环热泵或水冷VRV和水环热泵复合型土壤源热泵系统（即“第二类分散主机系统”），此类系统地埋管换热器的容量选择也是以满足项目热负荷为主要目的，夏季制冷换热不足部分由封闭式冷却塔或开式冷却塔+板换来承担。
地源热泵系统设计与应用实例
地源热泵系统设计与应用实例
地源热泵（Ground Source Heat Pump，简称GSHP）是一种利用地下土壤或地下水体的地热资源进行热能交换的热泵系统。它通过地下热交换器吸收或释放热量，实现供暖、制冷和热水供应等功能。本文将介绍地源热泵系统的设计原理，并结合实际案例来探讨其应用。
一、地源热泵系统设计原理
地源热泵系统的设计包括地热资源评估、热泵机组选型、热源井设计、热交换器布置和管路设计等环节。以下是地源热泵系统设计的一般流程：
1. 地热资源评估
在选择地源热泵系统时，需要先评估地下土壤或地下水体的温度、含水量等参数，以确定热源的可利用性。通常来说，地下温度较稳定，适合作为地热资源。
2. 热泵机组选型
根据建筑的供暖、制冷和热水需求，选择合适的热泵机组。不同的机组类型、规格和能力会直接影响地源热泵系统的性能和效果。
3. 热源井设计
热源井是地源热泵系统的核心组成部分，它通过垂直或水平的方式与地下热源进行热交换。井深、井径以及井间距等参数需要根据具体情况进行合理设计。 4. 热交换器布置
根据建筑的供热或供冷需求，将热泵机组与热源井之间的热交换器布置在合适的位置，以确保热量的高效传递和利用。
5. 管路设计
地源热泵系统中的管路设计也需要充分考虑，包括管径、管材、管道布局等因素。好的管路设计可以提高系统的热能输送效率。
二、地源热泵系统应用实例
以下是一个典型的地源热泵系统应用实例，以某高层办公楼为例：
1. 项目背景
该办公楼位于城市中心，是一座多层高层建筑。由于市区供暖系统的限制，传统的锅炉供暖方式存在一定的问题，因此选择地源热泵系统进行供暖和制冷。
2. 地热资源评估
通过勘测和分析，确定地下水体的平均温度为15℃，且含水量丰富，具备较好的地热资源。
3. 热泵机组选型
根据建筑的需求和设计条件，选择了一台功率为100KW的地源热泵机组，具备供暖和制冷双重功能。
4. 热源井设计 根据地下水体的水位和季节变化情况，设计了一口深度为60米的垂直热源井，井径为0.5米。
土壤热泵在工程中的应用
堡竖盘 ！ ｜Ｊ．ＡＮｚＨｕＪ．ＥＮＥＮＧ
土壤热泵
在工程中的应用
文⑨陈凤君
随着中国经济的崛起，能源问题已经成为发展的瓶 颈，建筑节能工作在我国节约能源战略中意义重大，寻 找新能源来减少对一次能源的依赖，减少对环境的破坏 和污染，已成为必须解决的问题。 长期以来，煤作为主要能源，在我国能源生产结 构、消费结构中一直占有绝对主导地位，尽管近年来， 比例略有下降，但仍保持在６５％以上，并再次呈现出上升 的迹象。２００２年煤炭在我国能源生产结构、消费结构中 的比例分别由２００１年的６８．６％和６５．３％上升为７０．７％和 ６６．１‰从下表可以看出，虽然占能源消费总量的比重在 逐渐降低，但煤炭在能源消费中依然是高居榜首。特别 在冬季．在国内的农村和部分城市几乎全部靠煤取暖。煤 是各种能源中污染环境最严重的能源，只有减少城市地区 煤的使用，城市大气污染问题是才可能得到解决。现在各 地都在采取措施控制燃煤的数量．选用电采暖、燃；Ｅｈ或者 燃气采暖等措施．但都存在运行费用高、资源不足和排放 能源消费总量及构成
（万吨 年份 煤炭 石油 天然气 水电 标准煤） １９５７ ９６４４ ９２．３ ４．６ ０．１ ３．０ １９７０ ２９２９１ ８０．９ １４．７ Ｏ．９ ３．５ １９８０ ６０２７５ ７２．２ ２０．７ ３．１ ４．０ １９９０ ９８７０３ ７６．２ １６．６ ２．１ ５．１ １９９９ １２２０００ ６７．１ ２３．４ ２．８ ６．７ ＣＯ，这些问题。受能源、特别是一次性能源和环保条件的 限制．传统的燃；Ｅｈ、燃煤、中央空调方式将逐步受到制 约。从降低运行费用、节省能源、减少排放ＣＯ，排放量来 看，地源热泵技术是一个不错的选择。 地球是一个巨大的能量储存体，据计算，地球陆地 以下五公里内，１５摄氏度以上岩石和地下总含热量达 １．０５Ｅ２５焦耳，相当于９９５０万亿吨标准煤。按世界年耗 １００亿吨标准煤计算，可满足人类几万年能源之需要。因 此，作为可再生能源之一的地源热泵技术值得推广，在 建筑中应用潜力十分巨大，不远的将来，在中国一定有 广阔的市场前景。 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。 １．地源热泵的发展 地源热泵是一种先进的技术，它高效、节能、环 保，有利于可持续发展。这项技术最先开始于１９１２年， 瑞士Ｚｏｅ］］ｙ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，
关于地源热泵技术与应用的分析
建筑节能
关于地源热泵技术与应用的分析
胡建军 江苏南通
南通同创建筑设计有限公司 ２２６４Ｏ０
一、刖置 摘要：本文介绍了地源热泵技术原理和特点。分析了目前地源热泵技术的应用方式，也对其存在的主要问题做了简单分析，可知
地源热泵技术具有很好的发展前景。
关键词：地源热泵；建筑；空调
作为空调领域的后起之秀，地源热泵是集空调、采暖和生活热水三位
一体的节能环保技术。该技术以其独特高效的节能环保效果解决了当今
世界上普遍存在的能源浪费及环境污染等重大问题。与以往采暖、制冷设
备不同，地源热泵技术不受外在条件干扰，一年３６５天可以向用户提供较
为恒定的室内温湿度环境和生活热水。由于其节能、环保、热稳定等特点， 引起了世界各国的重视。欧美等发达国家地源热泵的利用已有几十年的
历史，特别是在供热方面已积累了大量设计、施工和运行方面的资料和数
据。
二、地源热泵原理
一般地说，地源热泵技术利用普遍存在于地下岩土层中可再生的所谓浅
层地热能或地表热能（温度一般为７℃～２１℃），即土壤、岩石、地下水、地面水
（包括污水、工业废水、河流湖泊、海水）中蕴含的低品位热能，通过消耗少量
的高品位能源（如电能），实现了更多热量从温度低的介质到温度高的介质的
转移，可以满足用户冬季采暖、夏季制冷空调、全年生活热水以及其它供热、
制冷的需求。
１．土壤垂直埋管式系统
该系统也称地下耦合热泵系统，通过中间介质（通常为水或加人防冻剂
的水）作为热载体，通过载体在埋于土壤内部的封闭管路内循环流动，实现与
大地土壤之间热交换目的，为热泵机组提供冷热源。
２．地下水源热泵系统
该系统即通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造集水井，将地 下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量
后，由回灌井群回灌人地下，只进行热交换，不消耗水资源。（本技术由于井群
对单井集水和回灌的影响，且占地面积庞大目前应用不多）。