两种快速发展的地源热泵的技术经济性对比分析及节能技术

两种快速发展的地源热泵的技术经济性对比分析

及节能技术

?简介：空调用热泵是当前进展最快的一门技术，也是用于中央空调较理想的冷热源设备。本文介绍了热泵在空调中的应用、进展、种类和两种快速进展的地源热泵的供冷供热原理，依照新国标《地源热泵系统工程技术规范》对比分析了这两种地源热泵的技术经济性、造价、共同优点,以及地下水热泵的弊端，提出了客服其弊端的措施。并论述了地理管热泵的节能技术及其节能潜力。

?关键字：地源热泵，地下水热泵，地埋管热泵，节能技术

1 热泵在空调中的应用与进展

1.1 热泵在空调中的应用

热泵的应用范畴专门广泛，既可用于木材、烟叶等的干燥，也可用于印染、啤酒等的工艺生产。因此，热泵用于空调工程则更为有利。因为热泵是能将低品位热源提高为高品位热源的设备，因而近年来进展专门快。空调用热泵事实上是一种制冷机，是夏季能供冷、冬季能供热的专门制冷机。空调用热泵能给从事中央空调的技术人员制造施展才能的领域，同时也能为热泵制造企业和施工单位提供无限的商机。正因为空调用热泵是中央空调新兴的一种专门好的冷、热源方式——既能夏供冷、又能冬供热，因此近年来在中央空调工程中的应用越来越多，受到人们格外的重视。

1.2 常用空调热泵的种类

空调用热泵的分类方法专门多，诸如按循环原理分类，按吸热放热介质分类，以及按吸热源类型进行分类等。

采纳按吸热源类型分类法可将常用空调热泵分为如下几类：

（1）空气源热泵①冷暖空调机、一拖多；

②VRV、多联机；

③风冷式冷（热）水热泵。

（2）水源热泵①地下水源热泵（地下水地源热泵，井水源热泵），见图1；

②地表水源热泵（江、河、湖泊水源热泵），湖水源热泵见图2；

③中水、污水水源热泵；

④海水水源热泵。

（3）地源热泵（地埋管地源热泵，土壤源热泵、大地耦合式热泵）

①竖直埋管式地源热泵，见图3；

②水平埋管式地源热泵；

③竖直埋管＋水平埋管式地源热泵。

（4）水环热泵①夏季制冷机与冷却塔运行正常供冷；

②冬季设一水箱，将水加热至13℃～15℃，再用热泵升温后供热。

图1 地下水地源热泵图2 湖水源热泵图3 地埋管地源热泵

1.3 各种空调用热泵的进展前景

上述四种热泵在中央空调中均有应用与进展，其中空气源热泵（一样称做风冷式热泵）最早应用于空调中，目前应用范畴和数量在不断地增长，专门当技术进展到在冬季室外气温降至－15℃～-20℃时仍能开机，这就为风冷式热泵制造了无限宽敞的应用前景。水环热泵最适宜用于有内、外分区的大型建筑物的外区需供热时，内区因散热量（包括设备与人体、照明等的散热量）无法排除而须同时供冷的环境，因而进展也较快。但其进展速度远赶不上地下水地源热泵（下称地下水热泵）和地埋管地源热泵（下称地埋管热泵）的进展速度。地下水热泵和地埋管热泵是当前进展最快的二种热泵。近年来有如雨后春笋般的突飞猛进的进展，其应用数量与进展速度是其他型式热泵无法比拟的。

2 两种地源热泵的供冷、供热原理

地下水热泵和地埋管热泵的供冷、供热原理差不多相近，但也有所不同，现做如下分析。

2.1 地下水热泵的供冷、供热工作原理

地下水热泵须打出深度为80～600m的深井（井深依各地地层结构而异），开采出温度大约为13℃～30℃的井水，井水夏季做为热泵机组冷凝器的冷却水，而冬季则做为热泵机组蒸发器的热源水。为防止地面沉降还须有回灌井。一样在抽水井抽水的同时，还须将用过的井水回灌到另外1～2口与抽水井同含水层的回灌井的地层中去。

夏季供冷时，蒸发器产生7℃左右的冷水，供给空调末端设备。在末端设备中吸取热量，水温升至12℃左右再进入蒸发器。而水温为13℃～30℃的地下井水作为冷却水，在冷凝器中吸取热量使水温升高约5℃左右以后回灌到地下，水在渗流过程中又降至13℃～30℃，然后再被抽取上来循环使用。如图4所示。

图4 地下水热泵夏供冷原理图5 地下水热泵冬供热原理

冬季供热时，热泵机组中的冷凝器管口与空调末端设备相接，而蒸发器的管口与井水水源系统相接。冬季运行时，用户端的空调循环水，由于吸取了冷凝器的排热而升温，其温度可达45℃～60℃。另外，在水源水系统中水温为13℃～30℃的地下井水由于在蒸发器中失去热量，使水温降低约5℃左右再回灌到地下，水在渗流过程中吸取地下岩土热量，温度又升至13℃～30℃，然后再被抽取上来循环使用。

2.2 地埋管热泵的供冷、供热工作原理

地埋管热泵与地下水热泵不同的是，须在许多间距为5～8m，深度约为100m～300m左右的井孔中埋入∮32mm的PE管（竖直埋管式）。PE管与机房中的设备相连接，而将水注水PE管系统。运行时水系统为闭路循环，只依靠PE管换热器及管中的循环水与地层岩土的热交换实行夏供冷、冬供热。其运行模式与地下水热泵相近。即夏季供冷时，地源水做为热泵机组的冷却水进出冷凝器，把冷凝热带回地下的PE管换热器中的循环水，使之与岩土进行热交换。与此同时要使热泵机组的蒸发器产出约7℃的冷水达到夏季供冷的成效。而冬季供热时，地源水则做为热泵机组的热源水进出蒸发器，由于放出热量而降低了温度的地源水又回到地下PE管换热器中，并使之与岩土进行热交换。与此同时热泵机组的冷凝器会产出4 5℃～60℃的热水进行供热。

3 两种地源热泵的环保性与节能性

近年来，地下水热泵和地埋管热泵的进展势头迅猛。这是基于它们所具有的一系列共同优点。而最要紧的优点是其环保性和节能性。现举天津采纳地埋管热泵实施冬季供热、夏季供冷的一项目为例予以讲明（建筑面积3700㎡）。

3.1环保性

（1）地埋管热泵的环保性

地埋管热泵冬季供热与燃煤锅炉供热进行比较，可看出地埋管热泵系统冬季运行时能大量减少污染物排放量，使冬季的都市空气更清新。其全年排放量减少值见表1。

表1 地埋管地源热泵减少污染物排放量

（2）地下水热泵的环保性

就环保性而言，地下水热泵与地埋管热泵都具有相同的成效。

3.2节能性

（1）地埋管热泵的节能性

地埋管热泵按夏季供冷期100天，冬季供热期120天进行实测与汇总的数据讲明，低运行费的优势专门明显，其值见表2。低运行费用讲明节约了大量电能。

表2 地埋管热泵与常规空调、采暖运行费比较（元/㎡）

注：表中采暖费为天津市2005年收费标准

（2）地下水热泵的节能性

据2003～2004年夏、冬二季，对天津市运行的6个地下水热泵系统的运行费用调查结果：地下水热泵的夏冬季运行费用合计为28.01元/㎡。可见这两种快速进展的地源热泵的运行费用均专门接近，讲明节能性均专门好。总之，这两种地源热泵都具有共同的优点。

4 两种地源热泵的技术成熟性与造价

4.1技术成熟性

（1）地埋管热泵的技术成熟性

天津已有60余个项目投入运行或施工，小到数百m2，大到数千m2～数万㎡，北京等地区已有数十万㎡建筑物的地埋管热泵工程。讲明地埋管热泵工程的设计与施工技术均已成熟。

（2）地下水热泵的技术成熟性

天津及全国各地的地下水热泵项目比较普遍，施工技术已成熟。但其治理措施和治理水平

与新国标《地源热泵系统工程技术规范》的规定相差甚远。下面将进行详细分析。4.2造价

两种地源热泵的初投资均比较接近，见表3。并与常规中央空调工程的初投资也相差无几。而地下水热泵的运行与修理费用高于地埋管热泵及常规中央空调工程。

表3 地埋管热泵、地下水热泵工程与常规中央空调系统初投资比较（元/m2）

注：1、地下水热泵工程打井数量少，但井深，成井工艺复杂，打井费高——每延米约800～1000元。地埋管热泵工程打孔数量多，但孔浅，打孔费低——每延米约50～80元。

2、表3数据是依照地埋管热泵与抽灌井数1：1的地下水热泵的实际工程的初投资费折算出的。地下水热泵如将抽灌井数变为1：2，并计入抽水设备费，则初投资还将增加。

必须讲明，目前市场显现无序竞争，有些施工单位将初投资一降再降，这种超低价拼搏，必定会造成工程质量下降，这是不可取的。

5 地下水热泵的弊端

地下水热泵虽与地埋管热泵具有共同的诸多优点，而且技术成熟性与造价也差不多相近，但对比新国标的强制性条文，看出地下水热泵工程专门难落实强制性条文。

5.1 新国标的强制性条文

2006年1月1日生效的新国标GB50366-2005《地源热泵系统工程技术规范》第5.1.1条为强制性条文。强制性条文规定，地下水热泵的“地下水换热系统应依照水文地质勘查资料进行设计。必须采取可靠回灌措施，确保置换冷量或热量后的地下水全部回灌到同一含水层，并不得对地下水资源造成白费及污染。系统投入运行后，应对抽水量、回灌量及其水质进行定期监测”。

5.2 地下水热泵的5大弊端

对比新国标，其中许多内容目前专门难贯彻执行。因而使地下水热泵工程成为实际难以执行强制性条文的“不规范工程”。

地下水热泵的要紧弊端有五方面:

（1）回灌措施难落实尽管要求要回灌，但实际上只有号召，却无治理单位监管执行，更无可靠措施和处罚制度，回灌与否和用户经济效益无直截了当关系，因而专门多用户并不重视回灌工作，实际上回灌流于形式。

（2）抽水量大于回灌量政府部门大多按抽灌井数1：1审批地下水热泵工程的打井。新国标规定在抽水井开泵抽水的同时必须要将全部抽出的水向回灌井进行回灌，而实际的回灌量专门难达到抽水量。在抽灌井数1:1的情形下，大多回灌量仅为抽水量的20％～50％，有的甚至不回灌，而最大也只只是60％～80％。

（3）地面沉降抽水多，回灌少，必定造成地面沉降，而地面沉降将阻碍都市建筑物的变形与稳固，并将破坏地下水管网，这也是对大自然和地球的严峻破坏。以天津为例，天津海拔仅3.3m，如不加操纵，地面连续沉降，加之全球温室效应使海水面不断上升，这一升一降，若干年后天津是否有沉入渤海湾的可能？

（4）水资源白费回灌井一方面不可能把开采的水全部灌入地层而排入下水道，而且回灌措施中必须要进行回扬，回扬水也排入下水道，从而形成了水资源的白费。

（5）地下水污染回灌水在地面受到污染（管网的铁锈、垢层，设备的油污，空气的污染等），再灌入地层，也就污染了地下水。

6 克服井水源热泵诸多弊端的措施

6.1 措施之1——设计、施工与运行方面必须解决十大参数值

为克服地下水热泵诸多弊端，有人提出了地下水热泵在设计、施工与运行方面必须解决的十大参数值，以确保井水源热泵达到新国标规定，且高效运行。

（1）井水温度15℃～30℃。

（2）井距、井深井距40～50m，井深应确保水温参数。

（3）深井出水量井水量不应取该地区同类井抽水量的最大值，而应比平均水量小5%～10%。以确保热泵系统必须的水量。

（4）回灌井数抽水井与回灌井配比应为1:2（但目前大多为1:1），否则不可能达到所要求的回灌量，因此，如此初投资会大幅度增加，用户难以同意。

（5）灌抽水量比新国标规定回灌量要达到100%，即使抽灌井数1:2也难达到100％（因回扬水要排放掉），但最小也应不小于抽水量的98%以上。

（6）回扬操作应坚持定期回扬，时刻可为1～7天，并要设专人按回扬技术进行操作。

（7）抽水用潜水泵检修为确保地下水热泵系统的正常运行，应0.5～1年检修一次。

（8）抽水量衰减值三年内衰减量应不大于20%，否则应采取修井措施或补打新井。

（9）地面沉降三年内应不大于5cm（应由地质部门和审批打井的部门监测治理）。

（10）地下水污染为使不将污染的水灌入地层，回灌水应加装化学加药水处理装置，以达到原地下水质指标（建议由审批打井的部门治理）。

如不能做到上述十大参数值，也就达不到新国标的强制性条文的规定，然而要做到十大参数值指标，也并非容易，专门是要落实4～10条，还要增加专门多费用，增设测试监管仪器和执法人员，建立一些行之有效的制度和条例法规。这些要涉及到政府众多职能部门，如建工局、地矿局、水利局、打井办、节水办、供热办等，可见难度之大。

6.1 措施之2——多进展地埋管热泵工程

如上所述，地埋管热泵在具有与地下水热泵共同优点的同时，不存在地下水热泵的一系列弊端，因为地埋管热泵不取用地下井水，而是真正的闭路循环，因而可不能产生回灌咨询题及地面沉降、水资源白费和地下水污染等一系列咨询题。因此讲今后应大力推广地埋管热泵工程项目，而应限制达不到新国标强制性条文规定的地下水热泵工程的进展。

7 地埋管热泵的节能技术及尚待研究的咨询题

从以上分析可看出今后大力进展地埋管热泵应是大方向。为此，对开发地埋管热泵的节能技术，进一步挖掘地埋管热泵的节能潜力就更令人关注。

7.1 地埋管热泵的节能技术与节能潜力

（1）按冬季热负荷设计地埋管热泵埋管换热器，夏季增设一些冷却塔散热，减少夏季排入地层的热量，以求得取、排热量的平稳，以及减少初投资与运行能耗。

（2）夏季不将冷凝器的排热量全部排入地层，而是用部分冷凝器排热量加热生活用卫生热水。使卫生热水无须再使用加热能源。

（3）地埋管热泵系统间歇运行，换热量可增加5％，如图6、图7所示。

图6 间歇运行管壁温度测试结果图7 地埋管换热器每米埋深换热量

地埋管热泵在冬季供热时，结合实际供热需求及热泵机组的运行状况，采纳间歇运行技术，能够补偿地埋管换热缓慢的不足，复原换热管壁及管中水的温度，提高综合效率。

由图6能够看出，间歇运行对复原换热管壁温度是十分有利的。如运行初始管壁温度为12℃，运行5h(300min)后停机，管壁温度降至约9.7℃。停机5h（运行300＋停机300＝60 0min）后，管壁温度复原到11.8℃（仅比初始温度低0.2℃）。再开机5h（600+300＝900m in）以满足用户的供热需求，而后又停机10h（900+600＝1500min）后，管壁温度即复原到初始的12℃,从而为下一循环开机运行提供较好的换热条件。这一实验讲明，在该项工程中以24～25h(约1500min)即约一天为一周期，进行间歇运行供热是可行的，而且是节能的。节能成效可从图7所示每米埋管换热量的实测加以验证。

图7讲明了间歇运行和连续运行的地埋管换热量的变化曲线。长曲线为连续运行状况，短曲线为间歇运行状况。可见间歇运行换热量明显大于连续运行换热量。当连续运行200～

400min（约3～7h）时，换热量由34w/m逐步降为27.9w/m.随着运行时刻的延长，岩土温度下降，换热量也赶忙下降，当连续运行1400min（约24h）后，换热量下降到26.5 w/m。而如采纳间歇运行方式，停机期间地温得到复原（见图6），换热量最低可保证到27.9 w/m。

（4）太阳能——地埋管热泵节能系统

1）我国太阳能资源分布

我国太阳能资源专门丰富，分布地域也专门广，其全年日照时数为：西北高原2800～3 200h h，华北平原3000～3200h，东北、中原、华东地区2200～3000h，湖广、江浙地区14 00～2200h，川贵地区1000～1400h。可见我国大陆2/3以上疆土的年日照时数均在2000h 以上，如此丰富的太阳能资源，就为中央空调利用可再生能源，实现与地埋管热泵配套的节能工程，奠定了良好的基础条件。

2）工程实例

天津港理货场太阳能——地埋管热泵工程。该工程利用免费的可再生能源—太阳能地埋管热泵系统为三座建筑物夏供冷、冬供热，其建筑面积分不为293、236、162㎡，该工程于2005年二季度竣工， 7月份供冷运行时的实测室温为25℃，节能成效明显。

7.2 地埋管热泵尚待研究的咨询题

（1）地质结构与不同深度地温的关系；

（2）单位管长换热量及其变化；

（3）夏冬季取、排热量不平稳咨询题等。

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地源热泵、冰蓄冷综合应用的经济性分析方案说明

浅析地源热泵、冰蓄冷综合应用的经济性 摘要:建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。由于建筑能源的消耗占总能源消耗的60％以上，因此，在建筑节能中，冰蓄冷、地源热泵等节能技术的应用有着重要的影响力，同时有利于优化传统的空调冷热源型式，促进节能减排。本文以省图书馆项目为例,浅析地源热泵与冰蓄冷技术综合运用的可行性方案和经济性分析。 关键字：公共建筑节能冰蓄冷地源热泵经济效益 目前国建筑能耗占能源消耗总量的比重很大，而大型公共建筑中空调能耗约占整个建筑总能耗的40~60％；在空调系统中，能耗最大的部分集中在冷热源系统，因此，采取节能的冷热源技术对于降低大型公共建筑的总能耗具有显著效果。冰蓄冷、地源热泵作为目前较为先进的节能技术，已经得到了广泛的应用，本文以某项目为例对其采用冰蓄冷和地源热泵空调系统方案与采用常规空调系统方案进行比较，分析综合采用冰蓄冷和地源热泵技术的经济性。 1、可再生能源利用技术——地源热泵 土壤源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。 地表浅层土壤的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是热泵很好的供热热源和供冷冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高，供热时比燃油锅炉节省70％以上的能源；制冷时比普通空调节能40％～50％。 2、移峰填谷——冰蓄冷系统 冰蓄冷空调系统即在夜间用电低谷期采用电制冷机制冷，将制得冷量以冰的

形式储存起来；在白天电价高峰期将冰融化释放冷量，用以部分或全部满足供冷需求。蓄冰系统具有巨大的社会效益：蓄冰系统能够转移电力高峰用电量，平衡电网峰谷差，缓解供电压力，同时,也具有良好的经济效益，节省运行费用。一、工程概况 本项目位于省,建筑主体为图书馆,总建筑面积约10万㎡。冬夏季冷负荷指标为130W/㎡，夏季空调冷负荷为13000KW，冬季热负荷指标为90W/㎡，冬季空调热负荷为5200KW。 二、空调系统方案概述 本项目既有夏季供冷需求又有冬季供暖需求，因此采用地源热泵系统，能够同时满足冬季供暖和夏季供冷的要求。而地区夏季负荷较大，且供冷时间长，冬季负荷较小且供暖时间较短，因此考虑到地源侧热平衡问题，按照冬季供暖需求配置地源热泵系统。 地源热泵系统承担部分夏季负荷，不足部分考虑采用冰蓄冷系统方案，具有显著的节能优势。 三、土壤热泵系统方案设计 1、土壤热泵机组 根据本项目冬季空调热负荷为5200KW,由地源热泵系统承担冬季全部供热需求，选择2台土壤热泵机组，夏季制冷量2900kw，冬季制热量为2853kW；本项目用户侧空调冷热水供回水系统冬季供暖的供、回水温度为45/40℃，夏季供冷的供回水温度为7/12℃；地源热泵系统地源侧冬季设计供回水温度为5/10℃，夏季设计供回水温度为35/30℃。 2、地下换热器的初步估计

地源热泵行业相关政策

1997年~2002年 ■ 1997年11月8日，原国家科委与美国能源部在北京签署了中美两国《关于地热能源生产与应用的合作协议书》，决定在我国开始推广美国土-气（水）型地源热泵技术。 ■ 1998年11月4日，“中美两国《能源效率和可再生能源技术的发展利用领域合作议定书》工作小组第一次工作会议”在美国举行，会议通过了《中美两国政府合作推广美国地源热泵技术工作计划书》，中美两国政府地源热泵合作项目正式启动。 ■ 2002年4月23日，中美在北京签署了《中美两国地源热泵资助项目协议书》，大大加快了中美两国政府地源热泵合作项目的进程。 ■ 2002年12月19日，国土资源部发布《关于进一步加强地热矿泉水资源管理的通知》（国土资发[2002]414号）。通知指出，地热资源是宝贵的矿产资源，是重要的清洁能源之一，各级国土资源行政主管部门对此要有足够的认识，要加大地热资源的勘查评价力度，加强地热资源的开发和保护，严格地热井审批、施工和年审程序，开展地热开发利用示范项目和地热水回灌等新技术的研究推广工作，实现地热资源的可持续利用。 2005年 ■ 2005年2月28日，国家主席胡锦涛颁布33号主席令：2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》开始正式实施。地热能的开发与利用被明确列入新能源所鼓励发展的范围。 ■ 2005年11月29日，国家发展和改革委员会制订并颁布了《中华人民共和国可再生能源产业发展指导目录》，“地热发电、地热供暖、地源热泵供暖或空调、地下热能储存系统”被列入重点发展项目；“地热井专用钻探设备、地热井泵、水源热泵机组、地热能系统设计、优化和测评软件、水的热源利用”等被列为地热利用领域重点推荐选用的设备。 2006年 ■ 2006年5月30日，财政部发布实施了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》（财建[2007]371号）。该办法明确提出，加强对可再生能源发展专项资金的管理，重点扶持燃料乙醇、生物柴油、太阳能、风能、地热能等的开发利用。其中第二章有关“扶持重点”第七条中提出“在建筑供热、采暖和制冷的可再生能源开发利用，重点支持太阳能、地热能等在建筑物中的推广应用。” ■ 2006年5月31日，由北京市发展和改革委员会、规划委、建委、市政管委、科

不为人所熟知的热泵技术之四系统节能量Word

不为人所熟知的热泵技术之四：谁偷走了热水机的节能量 江苏华扬新能源有限公司陈志强 空气源热泵性能系数（COP）的数值是热泵产品宣传推广的节能依据。但在实际应用过程中这些“标称”数据很高的热泵产品的实际表现有时并不尽如人意。许多工程的实际检测结果与标称值相差较大。那么，这是否是热泵厂家对机器性能造假，利用不切实际的性能系数来忽悠了消费者呢？ 当然，不排除有少部分滥竽充数的厂家利用市场的不规范来混水摸鱼，以次充好，产品的制热量小、耗电量大，性能系数比较低，没有达到国家标准要求，节能效果自然达不到期望效果。但是，即使是对于性能合格、质量可靠的空气源热泵热水机产品，其工作系统的实际能耗也不是那么简单。机组工作模式、水泵能耗、水箱散热、热水管道散热等因素直接影响到了系统的实际能耗，有必要进一步加以分析。 一、影响热泵制热量的因素 1、实际热水系统的运行模式 如本系列之三“为什么循环热泵系统的水温不稳定”中所言，如果采取定温补水、循环加热的系统模式来制热水，由于系统中热泵机组总是在中高水温状态下工作，热泵实际性能系数将会比由冷水加热至热水的直热系统的理论性能系数下降20%以上。这是个很直接的损失，但直到今天，还是常常由于设计师的无知或者直热控制技术的缺乏，许多热水系统的节能效果因此而被确确实实地打了个折扣。 2、系统中循环水流量和水垢 本文以循环式商用机为分析对象，《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》“GB21362-2008”（以下简称商用机国标）中明确：对于不提供水泵的热水机，实验室为其选配水泵，使循环水在机组名义制热量条件下，换热端温升5°。由于实际工程设计中管道阻力损失大小不一，在有的工程系统中循环水流量较小，换热端温升超过5°，换热量下降，从而使得机组的制热能力也会下降。 管道和换热器中水垢的增加会影响水流量，更会直接增加换热器热阻，减少机组制热量。所以在工作一定年限后热泵机组的制热能力会有所下降。水质越差的地方制热量的下降速度往往会越快。 3、不同地区气候的差异 如本系列“概述”中所言，同样一个产品选择提高5℃的环境温度工作，产品制热量可以增加5%-20%以上，尤其是冬季，制热量随气温的变化相当明显。有些设计方案中，

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先进的节能技术综述 摘要：解放一种能源，就必须创新；正如，我们有丰富的海水，如果有一流的淡化技术，就不必再提节约用水一样！下面我们一起把人类发展历程简单分解——把复杂的问题简单化，是意识传播的基本原则！ 主题词：节能技术；能源利用；国际先进水平 解放一种能源，就必须创新；正如，我们有丰富的海水，如果有一流的淡化技术，就不必再提节约用水一样！下面我们一起把人类发展历程简单分解——把复杂的问题简单化，是意识传播的基本原则！ 在电能被广泛运用之前的时代是化学能时代，植物充当了转化器，把光能转化为我们可用的化学能，同时部分植物把光能储存为化石燃料。 然后，特斯拉把交流电带给我们，这就是我们目前所在的第二阶段。在这个阶段里，我们尝试着把各种形式的能量转化为电能，而绝大多数设备都是基于电能和化学能的。 下一阶段是我们要关注的，直接运用光能的时代，尽管我们的思维始终拉着我们把光能尽可能的转化为电能使用，但是我们如果要想实现突飞猛进，必须摆脱电能形式的束缚，基于光能直接设计新型原件和设备。光能设备将使我们走向统一，而不是二元对立。 下面要发现的是大统一。人类喜欢把自己特殊化，从而可以与外部世界进行比较，发现相同和不同，加以运用。而直接使用光能，可以让我们不再比较，光能无处不在。光能设备可以载入更多发现，把发现传播到光可以到达的任何地方。光能设备可以把人类从劳动中解放出来，实现自生产。光能设备的发现，将把人类带入新纪元。 设备的通用原理是，在能量的作用下，把输入转化为人类可用的输出。光能设备的基本原理是，在光能的作用下，把输入转化为人类可用的输出。 正如发现交流电一样突然，光能原件的发现更可能是突然出现的，而不是由量变到质变这样缓慢演变出来的。所以希望全人类共同擦亮眼睛，一同来发现基于光能的原件和设备。 能源是人类生存和发展须臾不可或缺的资源，是工业化和现代化的粮食和血液。在人类历史的几百万年间，工程科学技术不断发展，推动人类对能源的利用

地源热泵的工作原理及技术经济性分析2

地源热泵的工作原理及技术经济性分析 一、什么是地源热泵 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。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能）,实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季,把地能中的热量“取”出来,提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量(如电能）将吸取的全部热能（即电能+吸收的热能)一起排输至高温热源。而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态,从而达到吸收低温热源中热能的作用。请参见能流图所示。

通常地源热泵消耗１kW的能量，用户可以得到５kW以上的热量或4kＷ以上冷量，所以我们将其称为节能型空调系统。 与锅炉（电、燃料)供热系统相比，锅炉供热只能将９0%以上的电能或７0～９０%的燃料内能为热量,供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;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3.5～4.４，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

及法国、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。 二、地源热泵国内外发展近况 地源热泵的历史可以追朔到1912年瑞士的一个专利,欧洲第一台热泵机组是在193８年间制造的。它以河水低温热源，向市政厅供热，输出的热水温度可达60ｏC。在冬季采用热泵作为采暖需要,在夏季也能用来制冷。197３年能源危机的推动,使热泵的发展形成了一个高潮。目前，欧洲的热泵理论与技术均已高度发达,这种“一举两得”并且环保的设备在法、德、日、美等发达国家业已广泛使用。如美国，截止19８5年全国共有1４,000台地源热泵，而1997年就安装了45，０0０台,到目前为止已安装了400,000台，而且每年以10%的速度稳步增长。１9９８年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19%，其中有新建筑中占30%。美国地源热泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂家组成的美国地源热泵协会，该协会在近年中将投入一亿美元从事开发、研究和推广工作。美国计划到2０0１年达到每年安装40万台地源热泵的目标，届时将降低温室气体排放1百万吨,相当于减少50万辆汽车

关于地源热泵技术的毕业论文开题报告

关于地源热泵技术的毕业论文开题报告 一、选题的依据及意义： 1．依据： 进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用 热水供应装置，热水供应装置已成为现代学校居住必备。90年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，热泵供热技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进 了地源热泵供热机组的快速发展。 随着生产和科技的不断发展,人类对地源热泵供热技术也进行了一 系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的地源热泵供热产品和技术,现在利用成熟的电子技术来进行综合的控制，并和太阳能结合更注意 能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后 发展的主题。 2．意义： 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,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。通常根据热泵的热源（heatsource）和热汇（heatsink）（冷源）的不同，主要分成三类：空气源热泵系统(air-sourceheatpump)ashp 水源热泵系统(water-sourceheatpump)wshp 地源热泵系统(ground-sourceheatpump)gshp 平时还有人把热泵系统按照一次和二次介质的不同，分别叫做： 空气---水热泵系统 水---空气热泵系统

地源热泵技术文件

辛集市阳光壹号翡翠园住宅小区 建筑能耗监测 审查：XXX 校对：XXX 设计：XXX 2011年06月09日

1.设计依据 1.1《过程检测及控制流程图图形符号和文字代号》GB2625－81 1.2《民用建筑电气设计规范》JGJ16 －2008 1.3《财政部、建设部关于加强可再生能源建筑应用示范管理的通知》（财建[2007]38号） 1.4《关于加快开展可再生能源建筑应用示范项目验收评估工作的通知》（财办建[2009]116号） 2.概述 地源热泵技术是一种利用浅层常温土壤或地下水中的能量作为能源的高效节能、零污染、低运行成本的既可供暖又可制冷并能提供生活热水的新型热泵技术。热泵是一种从低温热源汲取能量，使其转换成有用热能的装置。 系统由水循环系统、热交换器、地源热泵机组和控制系统组成。冬季代替锅炉从土壤中取出热量，以30-40℃左右的热风向建筑物供暖，夏季代替普通空调向土壤排热，以10—17℃左右的冷风形式给建筑物制冷。同时，它还能供应生活热水。它的最大优点是节能、无污染和运行费用低、空气质量高。它不向外界排放任何废气、废水、废渣，是一种的理想的“绿色技术”。从能源角度来说，它是一种用之不尽的可再生能源。 先进的自动化技术在可再生能源建筑应用中已广泛使用，并发挥出显著的技术经济效益。在系统控制过程中，通过对水泵、热泵、机组以及水流流量的控制和监测，使系统达到最大程度的高效和节能。 3.监控系统构成 根据本工程的实际情况及工艺要求，监控系统设计采用分布式计算机监控系统。系统由中心监控计算机和现场控制分站组成，采用以太网及现场控制总线相结合的通讯网络。同时中心监控计算机预留与物业管理网络衔接的通讯接口。设置中央控制室，中央控制室内设置中央监控计算机、打印机、投影仪等设备。 由可编程序控制器及自动化仪表组成检测控制系统---现场控制站，对各工艺过程进行分散控制；再由中央控制室，对全系统实行集中管理。分控站与中央控制室之间由以太网进行数据通信。

(完整版)水源热泵节能技术标准

《水源热泵机组节能产品认证技术要求》 （申请备案稿） 编制说明 中标认证中心 2006年10 月

1.背景 今年上半年全国单位GDP能耗同比上升0.8%，全年实现4%的节能目标形势严峻。为了贯彻党的十六届五中全会精神，落实科学发展观，建设资源节约型社会，通 过政府机构率先节能的表率作用，充分发挥政府采购制度的政策功能，极大的推进了节能产品的广泛使用。据悉国家将出台节能产品政府采购强制措施，使整个社会逐步 形成节能、节水等节约的消费模式。为了规范市场、引导企业技术进步，提高产品的 市场竞争力，鼓励消费者选择高效产品，实施节能产品认证制度，是一条有效的途径。 水源热泵机组是一种采用循环流动于共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或在地下盘管中循环流动的水为源，制取冷（热）风或冷（热）水的设备；包 括一个使用侧换热设备、压缩机、热源侧换热设备，具有单制冷或制冷和制热功能。 水源热泵机组按使用侧换热设备的形式分为冷热风型水源热泵机组和冷热水型水源 热泵机组。按冷（热）源类型分为水环式水源热泵机组、地下水式水源热泵机组和地 下环路水源热泵机组。 为了规范水源热泵机组的安全性能和质量性能，国家对水源热泵机组实施了CCC 认证制度和生产许可证制度，但在能效方面尚未出台标准。然而随着近几年水源热泵 行业的高速发展，社会及消费者对水源热泵机组的能效性能的关注度大大提高，而且我们国家的水源热泵机组也存在着巨大的节能潜力，因此制定水源热泵机组的节能认 证技术要求、尽快开展水源热泵机组节能产品认证成为贯彻我国的节能中长期规划和 适应市场需求重要工作，2005年中标认证中心正式将其列入新项目计划。 2.工作过程综述 2.1成立工作组 2006年初项目正式启动，2006年3月正式组成技术要求起草小组，负责技术要 求的具体编写工作。 技术要求起草单位： 组长单位：中标认证中心 组员单位： 1、合肥通用机械产品检测所 2、美意（浙江）空调设备有限公司 2.2技术要求制定原则 为使技术要求能够满足科学、规范地开展认证工作的需要，客观反映我国水源热

建筑节能检测方法综述

建筑节能现场检测方法 田斌守 摘要本文综述了几种建筑物围护结构传热系数现场检测方法的原理、操作方法、适用条件，指出各种方法的优缺点及注意事项。 关键词建筑节能检测热流计法热箱法控温箱－热流计法非稳态法当今飞速发展的国民经济活动必然导致前所未有的资源能源消耗速度。而许多资源能源是不可再生的，为了人类的可持续发展，节约能源刻不容缓。据介绍，我国目前单位建筑面积采暖能耗相当于气候条件相近的发达国家的2～3倍，而建筑能耗也占全国能耗总量的27.5％。随着人民生活水平的不断提高、城市化进程的加快以及住房体制改革的深化，建筑能耗在我国增长趋势很大，很可能是我国今后能耗的一个主要增长点。为建设节约型社会，促进经济社会可持续发展，国家发展委员会发布了“节能中长期专项规划”，建筑节能作为三大重点领域中的一项，受到高度重视。建设部也相继发布了一系列建筑节能标准，其中包括若干强制性条款，目前正在建设领域逐步实施。 建筑节能工作从流程上可分为设计审查、现场检测、竣工验收三个大的阶段。对节能建筑的评价，从建设前期对施工图纸审查计算阶段、向现场检测和竣工验收转移是大势所趋。建筑节能现场检测也是落实建筑节能政策的重要保证手段。目前，全国范围内建筑节能检测都执行JGJ132－2001《采暖居住建筑节能检验标准》，它是最具权威性的检测方法，它的发布实施，为建筑节能政策的执行提供了一个科学的依据，使得建筑节能由传统的间接计算、目测定性评判到现在的直接测量，从此这项工作进入了由定性到定量、由间接到直接、由感性判断到科学检测的新阶段。 根据我们对建筑节能影响因素和现场检测的可实施性的分析，我们认为能够在实验室检测的宜在实验室检测（如门窗等作为产品在工程使用前后它的性状不会发生改变），除此之外，只有围护结构是在建造过程中形成的，对它的检测只能在现场进行。因此建筑节能现场检测最主要的项目是围护结构的传热系数，这也是最重要的项目。如何准确测量墙体传热系数是建筑节能现场检测验收的关键。目前对建筑节能现场检测的、围护结构（一般测外墙和屋顶、架空地板）的

《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005解读

国家标准《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005设计要点解析 中国建筑科学研究院空气调节研究所邹瑜徐伟冯小梅 摘要：本文针对不同地源热泵系统的特点，结合《规范》条文，对地源热泵系统设计特点、方法及要点进行了深入分析，为地源热泵系统的设计提供指导。 关键词：地源热泵系统、设计要点、系统优化 1 前言 实施可持续发展能源战略已成为新时期我国能源发展的基本方针，可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。2006年1月1日《可再生能源法》正式实施，地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。地源热泵系统利用浅层地热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益，但由于缺乏相应规范的约束，地源热泵系统的推广呈现出很大盲目性，许多项目在没有对当地资源状况进行充分评估的条件下就匆匆上马，造成了地源热泵系统工作不正常，为规范地源热泵系统的设计、施工及验收，确保地源热泵系统安全可靠的运行，更好的发挥其节能效益，由中国建筑科学研究院主编，会同13个单位共同编制了《地源热泵系统工程技术规范》（以下简称规范）。该规范现已颁布，并于2006年1月1日起实施。 由于地源热泵系统的特殊性，其设计方法是其关键与难点，也是业内人士普遍关注的问题，同时也是国外热点课题，在新颁布的《规范》中首次对其设计方法提出了具体要求。为了加深对规范条文的理解，本文对其部分要点内容进行解析。 2 《规范》的适用范围及地源热泵系统的定义 2.1 《规范》的适用范围 该《规范》适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸气压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。它包括以下两方面的含义： （1）“以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质”，意旨不适用于直接膨胀热泵系统，即直接将蒸发器或冷凝器埋入地下的一种热泵系统。该系统目前在北美地区别墅或小型商用建筑中应用，它优点是成孔直径小，效率高，也可避免使用防冻剂；但制冷剂泄漏危险性较大，仅适于小规模应用。 （2）“采用蒸气压缩热泵技术进行……”意旨不包括吸收式热泵。 2.2 地源热泵系统的定义 地源热泵系统根据地热能交换系统形式的不同，分为地埋管地源热泵系统（简称地埋管系统）、地下水地源热泵系统（简称地下水系统）和地表水地源热泵系统（简称地表水系统）。其中地埋管地源热泵系统，也称地耦合系统（closed-loop ground-coupled heat pump system）

建筑电气节能技术综述

建筑电气节能技术综述 发表时间：2017-11-20T10:51:39.027Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第17期作者：李翔宇[导读] 目前科学技术都在持续的提升，因此，在未来一定会出现更加先进的设备，使电气节能效果变得更加有效，并应用于建筑电气节能当中。 白山电力规划设计院吉林白山 134300 摘要：科技在进步,时代在变化,要想适应时代的发展，那么必须要重视向节约型社会进行逐渐转变,对于社会发展来说，能源起到了非常关键的支撑作用。随着人们生活水平在持续的提升，目前在日常的生活中的方方面面都离不开电气设备，因而他们对电气能源的需求也在持续变高,这就要求不但能够满足人们生活的基本需求，同时还应当尽量的减少资源浪费,从而降低对环境的破坏。所以,如何提高目前国内建筑电气节能技术是当前需要迫切解决的问题。这片文章主要对现在的建筑电气节能技术开展了简单的综述,同时也对当前存在的突出问题进行分析，提出了一些应对的措施和建议。 关键词：建筑电气;节能技术;能源 1建筑电气节能的重要性 就目前来看，能源短缺问题非常严重。我国资源丰富，但是人口基数比较大，能耗非常大，这些情况的存在导致人均资源占有量非常少，和其他能源大国进行对比而言，我国属于能源短缺非常严重的国家之一，人均占有率仅为全球平均水平的一半。针对这种现状，我国，每年都需要从国外进口大量的能源，国内的能源不能够满足自身的需求。近些年以来，我们国家正在快速的发展，建筑数量和规模都在不断地上升，这种情况就导致建筑能耗持续增多。根据有关部门的统计数据可知，目前国内的单位建筑面积所消耗的能源通常都比发达国家高出三倍，并且这一数据还在不断地上升。所以，开展建筑节能技术的研究工作是非常有必要的。在建筑中，通常电气设备的能耗都很大，是所有能耗最为主要的一部分，因此，要想实现节能，必须要从电气节能着手。对于建筑来说，照明系统一般在所有电气能耗中占很大的比重，必须要对这种情况给予高度的重视。就目前来看，所采取的措施通常都是更多的利用自然光，减少电力能源的消耗，并且这种方式也得到了业界的广泛认可。由于自然光源不仅能够降低能耗，同时也不会对周围环境产生影响，应当尽量的将其应用到照明系统当中。对于那些不能有效利用自然光源的部分，则可以通过采光与照明相结合的方式，这样也能够有效降低能耗。利用自然光源在实现照明的同时，还可以提高室温，这对于建筑整体节能来说具有非常重要的实际意义。 2建筑电气节能技术的具体应用 2.1变压器节能技术 要想能够使能耗降到最低的程度，需要合理的挑选配电系统。对于一个建筑的配电系统来说，变压器所需要的能耗非常大。针对这种情况，需要对变压器节能给予一定的重视。一般我们所说的变压器节能其实就是指通过采取一些有效的措施，在保证其正常工作的基础上，使能耗降到最低。 2.1.1科学合理选择变压器台数和容量。一般变压器的数量越多，那么就会需要更多的维护费用和能源消耗，因此，在实际选择的时候，需要在容量和数量方面进行综合考虑，最终做出科学的选择，尽量使能耗降到最低，同时也能够保证变压器能够一直处于稳定运行的状态。对变压器的工作效率产生影响的因素多种多样，其中比较重要的两个部分就是损耗和负荷。一般情况下，变压器自身的负荷率维持在30～75%左右，这属于经济运行区，要想使变压器的运行效率达到最高，则需要使负荷率保持在50～60%。所以，如果负载一定，那么功率因数越大，相应的运行效率也会随之升高。 2.1.2选用节能型变压器 对于新建的建筑应尽可能选择节能效果较好的变压器，笔者建议可采用如下几种型号的变压器：SL7型、S9型以及SGB11-R型。其中SL7型变压器属于无励磁调压型，其能够有效地降低空载及短路损失。2.2根据有关部门的统计数据表明，目前国内的照明用电量占国内总用电量的11%左右，就目前来看，大多数地区都在还使用白炽灯，众所周知，荧光灯的耗电量要比白炽灯节省很多，所以，国内目前的照明节能潜力非常大。要想使建筑照明系统实现有效的节能应当从下面几个方面入手： 2.2.1使用带有声光控及定时调压的照明系统 对于那些长时间需要照明的区域，可以根据人流量大小来对亮度进行调整，这种情况下就可以选择调压照明系统，从而实现一定程度的节能。2.2.2气体放电灯启动设备。对于照明系统来说，一般都是由很对不同的电子器件构成，而大多数人都会忽视这一点，他们仅关注系统整体。对于气体放电灯，合理的运用镇流器能够对照明节能起到非常重要的作用。而在镇流器的种类也很多，其中电子镇流器具有很多优点，并且能耗较低，所以能够实现很好的节能效果，然而价格非常昂过，这使得很难在实际中得到广泛应用。而节能型电感镇流器不仅在性能上满足用户需求，价格相对也比较合理，节能效果也很明显。 2.2.3合理选择照明方式 在对建筑照明系统进行设计的时候，首先要考虑利用自然光，这样才能够有效的降低能源的损耗，首先，对于那些比较靠近室外的门窗，可以选用一些比较透光的材料，这样就可以很好的利用自然光，其次，尽可能少使用一般的照明系统，可以考虑采用照明均匀及混光照明等系统，这样能够使灯光的利用率最大化，进而达到节能的效果。 2.3动力设备节能 在建筑电气中，较为常用的电气动力系统主要有以下几种：风机、电梯、水泵等。这些系统基本上都是由生产厂家直接提供的。为此，对于这些系统的节能只能从运行过程中着手。首先，在系统运行过程中，应尽量减少电机空载和轻载运行；其次，可采用软启动器。该设备从启动到运行，其电流变化不超过3倍，并且能够确保电网电压的波动在指定的范围内。需要注意的是，在使用该设备时，应做好散热及通风措施。 结论：总体来说，在进行建筑节能设计的时候，会涉及到各种不同的工程，非常复杂，这需要对当前的节能技术进行不断地改进，尽可能降低建筑电气的能耗。只有做到这些，才可以真正的降低能耗。目前科学技术都在持续的提升，因此，在未来一定会出现更加先进的设备，使电气节能效果变得更加有效，并应用于建筑电气节能当中。

地源热泵户式中央空调经济性分析

地源热泵户式中央空调经济性分析 户式中央空调是介于中央空调系统和家用空调设备（如窗式空调器、分体式空调器等）之间的一种供暖空调方式。对于高级住宅、别墅、小型高档办公场所，安装中央空调系统显得笨拙，不易调节，还需要专业人员维护，必然造成人力物力的浪费，并且中央空调系统即使只有一家使用，空调主机也要开机运行，费用又需共同承担，极不合理；使用家用空调器又会影响建筑整体美感，并且使用舒适性也不很满意。户式中央空调施工简单，无需专业人员维护，占用空间较小，所以成为该类场所供暖空调的最佳选择。 市场上现有的户式中央空调的形式可归纳为以下几类： 1、制冷剂直接蒸发式一拖多系统。亦即使用一个室外机多个室内机组，分布在不同的房间内供暖空调。该系统安装方便，各居室温度可自由调节，管线占用空间小，但制冷剂管路长且复杂，氟利昂用量大，泄漏的危险也加大了；该系统受气候条件的制约，在-5℃以下使用时必须安装辅助加热器；该系统难以解决新风供应与冬季加湿问题；该系统价格相对较高。 2、室外机为空气-水热泵机，制备冷（热）水供应分布在不同房间内的多台风机盘管。该系统结构紧凑、安装方便，与全空气系统比较占用建筑空间较少，也易与建筑装修融为一体；风机盘管容易控制，各房间可独立控制、方便使用，较易实现节能运行，便于节电。

但是该系统无新风供应，风机盘管集水盘内容易滋生细菌，水管入户，存在漏水危险，对施工要求严格；该系统也受气候条件制约，低于-5℃时无法正常工作，需安装辅助加热装置。 3、室外机为空气-空气热泵，制备冷（热）风，通过风管送到每个房间。其优点是采用全空气系统，没有漏水危险；可引入新风，可对室内空气进行过滤、加湿、除臭等处理，空气品质好，是最为接近中央空调的系统形式。其缺点是风管管径较大，占用空间较多；各个房间温度不好单独进行大幅度调节；户外温度小于-5℃时，室外机能效低，产热量低，技术安全性差。 其中，2、3种方式都使用了热泵技术，具有节能效果，但是我们不提倡使用空气源热泵，因为还存在如下一系列问题： 1、存在热岛效应，使得外界局部空间环境条件恶化 2、当空气温度低于零度时，机组效率下降，并且当温度低于-5℃时，机组效率极低，甚至无法开机，需要附加辅助热源 3、冬季室外机组需要除霜，浪费能源 近年兴起了地源热泵技术，使得户式中央空调系统有了更大的发展空间，地源热泵户式中央空调系统实际上就是利用地源热泵作为户式空调的热（冷）源，室外是地源热泵机组，冬季制备热水供室内的风机盘管和地板辐射供暖管路供暖，夏季制备冷水供室内风机盘管制冷。地源热泵技术的主要优点有： 1、高效：地温一年四季基本恒定，略高于该地区的年空气平均温度，使得热泵无论在制冷或制热工况中均处于高效率点。

地埋管地源热泵系统的优点和应用限制

地埋管地源热泵系统的优点和应用限制 发布时间：2013/9/12 地埋管地源热泵系统的优点和应用限制 利用地源热泵技术可以为建筑物提供冷量和热量，达到降温和供暖的目的。它的效益表现在以下几个方面。 （1）地源热泵利用清洁的电能实现供热和空调，废除了污染严重的中小型燃煤锅 炉。在大型的火电厂中，由于便于采用先进技术，不但能源的利用率提高，而且可以做 到对有害气体进行严格集中处理，使SO2, NO X的排放量大大减少，有效改善城市中的大气环境。 （2）地源热泵利用的能量是地壳浅层（200m以内）蓄存的热量，是一种可再生 能源。夏季热泵将室内多余的热量释放给地下岩层蓄存起来，冬季再将其从地下抽取出来送到室内。这样，热泵进一步充分利用了地下岩土作为蓄热体，能量循环利用，是一种可持续发展的建筑供热空调新技术。 （3）机组效率高，节省运行费用。地下岩土的温度全年比较恒定，在夏季地下岩 土温度比室外环境空气温度低，因此是热泵很好的冷源。在冬季，地下岩土的温度远高 于室外大气温度，地源热泵的性能系数可高达4.0；也就是消耗1kWh的电能可以得到4kWh的供热量。采用地源热泵供暖的费用约为采用电锅炉供暖的1/3。与空气热源热泵及其它传统空调方式比较，地源热泵的效率要高20%～50%。 （4）传统的空调系统通常需分别设置冷源（制冷机）和热源（锅炉）。地源热泵 既可供冷，又可供暖，一机多用，节约设备用房。采用地源热泵供热和供冷，一套系统代替了原来的锅炉和空调两套系统，夏季也省去冷却塔；热泵机组同时还可提供家用热水。因此一机多用，节省了建筑空间及设备的初投资。 （5）有效地降低了电网在夏季和冬季因建筑空调和（南方）采暖的用电高峰负荷。（6）由于可以取消建筑空调系统的锅炉和冷却塔，有利于美化建筑的外观和环境。 地埋管地源热泵系统的效率比空气源热泵高，而且不受地下水和地表水资源的限制，只需占用一定的埋管区域，对环境无污染，充分利用可再生能源，因此是一项值得大力推广的新技术。应用地埋管地源热泵技术也有它的限制条件。主要是：

地源热泵技术应用简介

地源热泵技术简介 一、地源热泵描述 1、定义 地源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。 2、原理 1）地源热泵制冷原理 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室内供冷。 2）地源热泵制热原理 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土壤里的热量，通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移

至室内的过程中，以强制对流、自然对流或辐射的形式向室内供暖。 3、系统分类 1）水平式地源热泵 通过水平埋置于地表面2～4M以下的闭合换热系统，它与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较小的建筑物，如别墅和小型单体楼。该系统初投资和施工难度相对较小，但占地面积较大。如图1 图1 2）垂直式地源热泵 通过垂直钻孔将闭合换热系统埋置在50M～400M深的岩土体与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较大的建筑物，周围有一定的空地，如别墅和写字楼等。该系统初投资较高，施工难度相对较大，但占地面积较小。如图2 图2

(工作分析)地源热泵的工作原理及技术经济性分析

（工作分析）地源热泵的工作原理及技术经济性分析

地源热泵的工作原理及技术经济性分析 壹、什么是地源热泵 地源热泵是壹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。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别于冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即于冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量（如电能）将吸取的全部热能（即电能+吸收的热能）壹起排输至高温热源。而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的作用。请参见能流图所示。 通常地源热泵消耗1kW的能量，用户能够得到5kW之上的热量或4kW之上冷量，所以我们将其称为节能型空调系统。 和锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%之上的电能或70～90%的燃料内能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二之上的电能，比燃料锅炉节省二分之壹之上的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，壹般为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，和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，地源热泵空调系统于北美如美国、加拿大及法国、

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，能够预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。 二、地源热泵国内外发展近况 地源热泵的历史能够追朔到1912年瑞士的壹个专利，欧洲第壹台热泵机组是于1938年间制造的。它以河水低温热源，向市政厅供热，输出的热水温度可达60o C。于冬季采用热泵作为采暖需要，于夏季也能用来制冷。1973年能源危机的推动，使热泵的发展形成了壹个高潮。目前，欧洲的热泵理论和技术均已高度发达，这种“壹举俩得”且且环保的设备于法、德、日、美等发达国家业已广泛使用。如美国，截止1985年全国共有14,000台地源热泵，而1997年就安装了45，000台，到目前为止已安装了400，000台，而且每年以10%的速度稳步增长。1998年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19%，其中有新建筑中占30%。美国地源热泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂家组成的美国地源热泵协会，该协会于近年中将投入壹亿美元从事开发、研究和推广工作。美国计划到2001年达到每年安装40万台地源热泵的目标，届时将降低温室气体排放1百万吨，相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树1百万英亩，年节约能源费用达4.2亿美元，此后，每年节约能源费用再增加1.7亿美元。 和美国的地源热泵发展有所不同，中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用浅层地热资源，地下土壤埋盘管（埋深<400米深）的地源热泵，用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。据1999年的统计，为家用的供热装置中，地源热泵所占比例，瑞士为96%，奥地利为38%，丹麦为27%。

关于地源热泵技术在暖通空调中的应用

关于地源热泵技术在暖通空调中的应用 发表时间：2018-02-26T10:42:10.113Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：袁鹏程 [导读] 摘要：地源热泵技术是一种利用浅层地热能源实现制冷和供暖的高效节能空调装置。 山东天元安装工程有限公司山东临沂 276000 摘要：地源热泵技术是一种利用浅层地热能源实现制冷和供暖的高效节能空调装置。本文主要概述了地源热泵技术，并探讨了地源热泵技术在暖通空调中的应用。 关键词：地源热泵；暖通；空调；应用 前言： 社会经济的发展推动了人们物质生活的快速发展，人们在生活品质方面的要求也日渐提高，在暖通空调方面的需求也不断增加，并对其安全性和经济性提出了更高的要求。地源热泵技术是一种最近发展起来的空调供暖方式，具有明显的节能环保特点，在国际上得到了普遍的运用。 一、地源热泵技术概述 地源热泵技术就是将地热当成热泵装置的热汇或热源，最终实现建筑物的采暖和制冷。它主要是以输入少量高品位能源的形式，完成低温热源到高温热源的热量转移。在冬季和夏季，可以将地热能当成高温热源和低温热源，在寒冷的冬季就可以将地热调出来取暖或用来作为热水供应的主要能源。而夏季，则通过把室内热量释放到地层中实现热量转移。此技术具有很多独特的优点：首先，能实现节能减排的作用。地源热泵技术主要是利用地下浅层地热资源，因此，无需耗费较多的能源就能维持地源热泵空调系统的正常运转，实现节能降耗。又因为没有使用其他能源，便不会释放温室气体，避免了环境污染的问题。其次，经济高效。地埋管地源热泵技术无需进行燃烧操作，所需的能源不多，却能提高空调40%的效率，降低能源消耗和成本花费，实现整个系统的高效运作。再次，可再生利用。本技术所使用的是地热资源，而这种能源是对太阳能的一种转变利用，而太阳能则是一种可再生能源，因此，可再生利用。最后，还有环保长效的特点。地源热泵技术在使用时没有燃烧，是相当环保的，不会面临废弃物排放等环境污染问题。 二、地源热泵技术在暖通空调中的应用 2.1 大地耦合热泵 大地耦合热泵主要是将地表浅层土壤作为热量的来源，跟以前的空气热泵技术（ASHP）比较，具有明显优势：地下土壤的温度比较恒定，又因为土壤可以延缓地表空气温度的变化，所以，大地耦合热泵更适合做热泵装置的热源，还能实现系统的高效运行；此技术将土壤当成了热源，以土壤替代了传统空调中的冷却塔，最终有效减少了空气污染和热污染。 但是在使用大地耦合热泵时，必须注意土壤的传热性能较差，传热面积较大，且埋设时需要花费较多的成本，当出现故障时不便开展检修。所以，在具体使用时，必须全面考虑利弊。 （1）直接式与间接式大地耦合热泵 从蒸发器与大地换热形式的不同，大地耦合主要可以分成直接式和间接式两种形式。间接式主要是将盐水溶液或栽冷剂作为蒸发器和热源之间的热量传递媒介使用，跟直接式相比，可以节省制冷剂的冲灌量、让热泵系统更加灵活，能大大的减少工程量。但是也存在一些局限性，会加大初投资，并造成额外降温。而在直接式中，蒸发器盘管被埋到了地下，可以减少较多的投资，适合用在家庭热泵系统中。在安装直接蒸发系统时，要注意：使用1～2根并列的90m长的3/4钢管当成两缸或者三缸压缩机的地下盘管，以便地下抽热比普通的间接式系统高。 （2）水平式和垂直式大地耦合热泵 水平热交换管的地下盘管的主要材料是聚乙烯硬塑料管，一般是水平地敷设在土壤中。此技术中的管子敷设深度与塑料管侧间距是必须重视的参数。吸热地面要跟采暖建筑物靠近，土壤面积的大小要根据土质、含水量与此位置的太阳照射时间来定。塑料管之间的距离越小，则利用效率越高，但热交换管量更多，所需费用也更多，所以，必须进行技术经济性考虑。土壤中的管群铺设最好分成好几组，要将单根管长控制在100m以内，否则会消耗较多的泵功率。 热泵工质往往使用盐水溶液，因为这种溶液即便是在零下l5℃也不会冻结，低温的盐水溶液由土壤吸收热量，再传给热泵装置的蒸发器，再经过热泵环节，由冷凝器供给热分配系统。再者，水平热交换管的敷设方法还有回流式和串流式等，后者的供液与回流管之间不存在热交换，有利于换热，具体使用哪种方式应该根据实际的土质与地形来定。垂直热交换管就是其导管垂直安装在土壤中。导管由内外两根管子组成。外管的下端封闭，内管敞开，直径较小。在径向间距相同的情况下插在外管中。导管深度可达100m，并随地质、水文条件而变化。在载热剂向上流动的过程中就吸取了仅靠导管四周的土壤热量。 总之，大地耦合热泵的热交换效果与砂土类型、含湿量、成分、密度和是否均匀紧贴换热面有关，而管材、沙土及地下水会直接影响传热和使用寿命。 （3）大地耦合热泵有待解决的技术问题 大地耦合热泵主要用地下埋管换热器来吸取土壤的热源，所以，换热器的热源会受到本区域气候和土壤因素的影响。土壤温度的分布，不但影响着地下埋管的总传热系数，而且影响着大地耦合热泵的使用效率，因此，要针对不同区域的土壤条件使用不同的布置形式与埋管深度，以便取得较好的传热效果。 2.2 地下水热泵 地下水热泵是地源热泵技术中使用最为广泛的一种，尤其常以地下深井水为热汇或热源实现供热制冷。因为地下深井水常是在深地层中，又因蓄热与隔热作用的影响，其水温不会因为季节的变化而发生很大的变化，深水井的水温的稳定性更高，对热泵的运行相当有利。虽然整个水井系统布局紧凑，占地面积小，但是却能够抽取与回灌许多地下水。如果地下水热泵循环设计的好，所需的维护费用就非常低。而且在地下水回灌到蓄水层之后，其实际地层的含水量仍不变，不会产生地面沉降等问题，运用技术较为成熟。 2.3 地表水热泵 地表水热泵技术就是将河流、池塘和湖泊等地表水作为热源，以供建筑物暖通空调使用的一种热泵技术。相比于温度恒定的地下水，地表水在温度上变化较大，因此，在在外界温度较低的冬季，要保证足够的供暖热量，需要安装出热泵外的第二套热产生装置，即双联热