工业节能技术4 地源热泵节能技术.ppt

* * 埋地换热器受土壤的热工性能、能量平衡影响较大； 连续运行时，热泵的冷凝温度或蒸发温度随土壤温度的变化发生波动； 土壤热导率较小，传热量较小。 埋地盘管占地面积较大，造价较高。 埋管换热器的缺点 * * 为了提高地埋管换热器的热工性能、减小支管间热短路，降低打井投资，开展了如下研究： 开发了双U型地埋管换热器，且出口支管捆扎后外加保温层；可减少一半钻井数。 开发了三U型地埋管换热器，且出口支管捆扎后外加保温层；可减少2/3钻井数。 一定程度上增大回填土壤热导率。 埋管换热器的发展 * * 地下水水源热泵 * * 回水井 出水井 岩石层 回水管 细沙层 粘土层 粗砂层 出水管 水源热泵井水循环取能，可100%回灌（关键） * * 单井水回灌水源热泵可节约打井投资 * * 水源热泵的缺点 1）有丰富和稳定的地下水资源是水源热泵系统先决条件。 2）地下水回灌技术不成熟，很多地质条件下回灌速度低于抽取速度，回灌不彻底造成地表塌陷，亦造成地下水资源的污染和流失。 3）如果水硬度过大也会造成换热器表面结垢，传热性能下降。 * * 地表水水源热泵需临近江、河、湖、海（地域限制） * * 中水（污水）源水源热泵 * * 金牌服务 迅速快捷 中水（污水）源水源热泵 缺点：堵塞 、腐蚀 、温差小 。 * * 满液、螺杆、涡旋水源热泵 满液式水源热泵 螺杆式水源热泵 涡旋式水源热泵 地源热泵节能技术及应用 地源热泵节能技术及应用 * * * * * 2 热泵的工作原理 1 当前的能源形势 3 热泵的类型及特点 地源热泵技术节能应用 4 本讲内容提纲 * * 1 当前的能源形势 * * 能源、资源已成为当今世界尤其是我国可持续发展的重大问题。 21世纪人类面临的最大挑战就是能源和环境问题。 以目前全世界探明储量计算： 石油还可以开采40年； 天然气还可以开采65年； 煤炭开采不超过150--200年。 我国的能源政策： “开发与节约并举，把节约放在首位” * * 环境保护是目前世界尤其是我国面临的重大问题。 21世纪人类面临的最大挑战就是能源和环境问题。 开发新能源 * * 世界及中国一次能源消费结构 世界 中国 * * 增加洁净能源的利用， 节约常规能源尤其是化石能源 地源热泵 利用地能 增加环境效益 实现可持续发展 减少污染物的排放 能源短缺、环境污染 * * 2 热泵的工作原理 * * 热泵的工作原理 高温热源 TH 低温热源 TL En QH Q0 热泵 热泵 热泵是一种能使热量从低温物体流向高温物体的热移动装置。 目前热泵主要用于建筑空调，也用于工业余热回收。 * * 压缩式制冷机/制热机（热泵） 热量Q1， T1 节 流 阀 蒸发器 冷凝器 压气机 热量Q2，T2 做功W 低压气 高压气 低压液 高压液 Q2 = Q1+W * * 热泵的能源利用效率： 热泵通过压缩机输入高品位机械功，机械功转化为热量，本身品位降低，使低品位热能（余热）提高了品位。 冷凝器放出的高品位热量Q2 ，应等于蒸发器吸收的热量Q1与压缩机消耗的电能W之和，即Q2 = Q1+W 。 热泵的能源利用效率COP为： * * 某制暖空调冬天室外蒸发温度为-20℃，室内冷凝温度为20℃，则最大的可能效率为： 目前商用空调的制暖效率一般为3-6，所以从理论极限来说，还有较大的节能潜力。 对比表明，空调器制热比电热器制热的省电60%以上 制热机（热泵）效率计算实例： * * 1、能量有品位高低，一般情况下，不要将高品位的能量转变成低品位能量再利用。如将电能转变成热能时，不要直接转变，可通过制热机（如热泵）提高能源利用效率。 2、节能不仅仅是减少能源消耗，或提高能源利用率，或开发新能源，通过消耗少量能源而获取更多的能量，才是节能的最高境界。 热泵效率计算的启示： * * 3 热泵的类型及特点 * * 热泵空调系统的工作原理 热泵空调系统以环境大气、自然水源、大地土壤为制冷/制热的载体（冷源/热源），冬季借助热泵系统，通过消耗少量电能，采集空气、水源、土壤中的低品位热能，供给室内取暖；夏季把室内的热量取出，释放到空气、水源、土壤中，以达到制冷的目的。 适用场所：需同时制冷、供暖、提供生活热水的场所。节 能 率：30％～60％投资回收期：12～30个月 * * 热泵按工作原理分类： 压缩式热泵－－压缩机* 吸收式热泵－－吸收器（蒸发器）* 热电式热泵－－电子运动 化学热泵－－－化学反应 吸附式热泵－－吸附器 喷射式热泵－－喷射器 其中，压缩式得到广泛应用。该热泵是由蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀等部分组成。 * * 热泵按提供的热源分类： (1) 空气源热泵 (2) 地源热泵（水源、土壤源） (3) 工艺热源热泵 (4) 复合热源热泵 * * (1