地源热泵系统讲义.pptVIP

华南理工大学 暖通空调新技术 华南理工大学 华南理工大学 *  《地源热泵系统》   * 地源热泵技术是一项值得大面积推广的建筑供能技术。地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。 抽取地下水水源热泵，但由于技术限制，全部回灌不易做到，监督实施也比较困难，而且容易造成地下水污染。 在国外目前大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术，是充分利用浅层地热的最佳技术途径。 目前埋管式地源热泵在欧美国家已得到普遍应用，已被充分证明是成熟可行的技术，在我国，建设部和一些省市的建筑节能政策中明确提出要推广使用地源热泵。 （欧美普遍使用的是在别墅中，在冬天取暖、夏天空调的地区） 地源热泵系统简介 * * * * * 可再生能源：利用浅层地热能作为冷热源，实现冷热联供 节能：性能系数高，节省运行费用30～50％； 环保：取消锅炉，减少热污染； 一机多用：一套系统实现三种用途，节省建筑空间 性能稳定：温度波动小，不受环境影响 美观：无室外机，不影响建筑外观 地源热泵系统优势 * 地源热泵系统限制因素 初投资较高（打井、钻孔、埋管等） 需要有一定的空间埋设埋管系统 施工要求较高，需要专业施工队伍和设备 冷热负荷平衡的问题 * 经济分析 初投资比较 机组初投资比冷水机组增加10%～30 % 增加打井费用 无冷却水塔和冷却水系统 无锅炉和锅炉房 无入网费（天燃气、城市热力网） 无储油罐安全费 运行费用比较 夏季制冷：节约费用＞20% 夏季采用热回收，可免费提供生活热水 冬季制热时，运转费用相当于燃气、燃油锅炉的50%左右 全年运行费用节约40％左右 * 地源热泵与传统方式的比较 地源热泵 中央空调＋锅炉 初投资 北方：200～250元/m2 南方：300～350元/m2 北方：150～200元/m2 南方：200～250元/m2 运行费用 北方：35～40元/m2 南方：50～55元/m2 北方：60～65元/m2 南方：80～85元/m2 回收期 北方：2～3年 南方：3～4年 * 地源热泵与其他系统的经济对比分析 * 上世纪50年代，天津大学进行了相关研究 上世纪80年代末，国内各大院校开展相关研究工作 2000年以后，地源热泵技术开始推广，并实现中小规模生产 国内市场主要以常温（55℃以下）地源热泵机组为主，中科能、富尔达、清华同方等推出高温地源热泵机组，出水温度高达75℃以上。 国内地源热泵系统应用主要以大型工程为主，近几年开始应用一些小型的地源热泵系统。 中国地源热泵发展正在规范化，2005年出台《地源热泵供暖空调技术规程》、近期要出台的《浅层地热能勘查评价技术规范》。 国内应用进展 * 地埋管换热器埋管形式选择： 二种形式: 水平埋管 换热管路埋置在水平管沟内的地埋管换热器 单层管最佳深度为0.8～1.Om，双层管为1.2～1.8m， 垂直埋管 换热管路埋置在垂直钻孔内的地埋管换热器 埋设深度不同分为浅埋(≤30m)、中埋(31～80m)和深埋(80m) 考虑的因素:现场可用地表面积、当地岩土类型及钻孔费用。 当可利用地表面积较大，浅层岩土体的温度及热物性受气候、雨水、埋设深度影响较小时，宜采用水平地埋管换热器。否则，宜采用垂直地埋管换热器。尽管水平埋管通常是浅层埋管，可采用人工挖掘，初投资比垂直埋管要少些；但它的换热性能比垂直埋管差很多，并且往往受可利用土地面积的限制，所以在实际工程应用中，垂直埋管多于水平埋管。 地埋管地源热泵系统设计 * 地埋管地源热泵系统设计 * 垂直埋管形式: U形管 U形管是在钻孔的管井内安装，一般管井直径为100～150mm，井深10～200m，U形管直径一般在50mm以下，这主要是流量不宜太大所限。由于其施工简单，换热性能较好等原因，目前应用最多。套管式外管直径一般为100～200mm，内管直径为15～25mm 套管式 外管直径一般为100～200mm，内管直径为15～25mm 单管式 。 地埋管地源热泵系统设计 * 地埋管地源热泵系统设计 * 地埋管换热器环路形式选择： 串联和并联 : 地埋管地源热泵系统设计 * U形弯头： 地埋管地源热泵系统设计 下面来定性的分析一下地源热泵技术的经济性，这里主要是和传