地源热泵技术.pdf

地源热泵技术 地源热泵技术 地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，是热泵的一种， 热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。 地源热泵通常是指 能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方。 通常热泵都是用来做为空调制冷 或者采暖用的。 地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力， 冬季地源把热量 从地下土壤中转移到建筑物内， 夏季再把地下的冷量转移到建筑物内， 一个年度形 成一个冷热循环。 地源热泵的由来 地源热泵 的概念，最早于 1912 年由瑞士的专家提出，而该技术的提出始于 英、美两国。 1946 年美国在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统。但是这 种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛注意， 无论是在技术、 理论上都没 有太大的发展。 20 世纪 50 年代，欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮，但由于当时的能源 价格低， 这种系统并不经济， 因而未得到推广。 直到 20 世纪 70 年代初世界上出现 了第一次能源危机， 它才开始受到重视， 许多公司开始了地源热泵的研究、 生产和 安装。这一时期，欧洲建立了很多水平埋管式土壤源热泵，主要用于冬季供暖。虽 然欧洲是世界上发展地源热泵最成熟的地区， 但是它也曾因为热泵专家不懂安装技 术，安装工人又不懂热泵原理等因素，致使地源热泵的发展走了一段弯路。 随着科技的进步， 关于能源消耗和环境污染的 法律 制订越来越严格， 地源热泵 的发展迎来了它的另一次高潮。 欧洲国家以瑞士、 瑞典和奥地利等国家为代表， 大 力推广地源热泵供暖和制冷技术。 政府采取了相应的补贴政策和保护政策， 使得地 源热泵生产和使用范围迅速扩大。上世纪 80 年代后期，地源热泵技术已经趋于成 熟， 更多的科学家致力于地下系统的研究， 努力提高热吸收和热传导效率， 同时越 来越重视环境的影响问题。 地源热泵生产呈现逐年上升趋势， 瑞士和瑞典的年递增 率超过 10％。美国的地源热泵生产和推广速度很快，技术产生了飞速的发展，成 为世界上地源热泵生产和使用的头号大国。 从地源热泵应用情况来看， 北欧国家主要偏重于冬季采暖， 而美国则注重冬夏 联供。 由于美国的气候条件与中国很相似， 因此研究美国的地源热泵应用情况， 对 我国地源热泵的发展有着借鉴意义。 地源热泵原理 一、制冷原理 在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽 -液转化的 循环。通过冷媒 / 空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至 冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒 / 水热交换器内冷媒的冷凝，由水路循环将 冷媒所携带的热量吸收， 最终由水路循环转移至地下水或土壤里。 在室内热量不断 转移至地下的过程中，通过冷媒 - 空气热交换器，以 13℃以下的冷风的形式为房供 冷。 二、制热原理 在制热状态下， 地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功， 并通过四通阀将冷媒流 动方向换向。由地下的水路循环吸收地下水或