水源热泵开题报告_secret

毕业设计（论文）开题报告

1 课题的目的及意义

20世纪70年代，世界能源结构已经经历了三次大转变，即从木柴转向煤炭由煤炭转向石油和天然气"继而又从以油、气为主的能源系统转向以可再生能源为基础的持久能源系统! 据资料，目前全世界已经探明的煤炭、石油、天然气、油页岩等石化燃料资源的总量，大约只够人类使用100年。

目前在我国的能源构成中煤占70%以上，石油及天然气占25%，但能源利用率仅在30%以下。针对我国的能源紧缺、能源利用率低、能源浪费严重的现状，建设部于1996年下发《建筑节能技术政策》，明确今后我国建筑节能的任务是在保证使用功能、建筑质量和室内环境符合小康目标的前提下，采取各种有效的节能技术与管理措施降低新建房屋单位建筑面积能耗。同时对既有的建筑物进行有计划的节能改造，达到提高居住热舒适性、节约能源和改善环境的目的。

环境保护工作是摆在我们面前刻不容缓的一项重要工作! 据资料估计全世界每年燃烧后排放到大气中的二氧化硫20万t,二氧化碳排放增长率达1.55ppm.资料表明：大气中二氧化碳每增长一倍就会使低层大气层年平均温度升1.5-3C。在我国，每年仅建筑用能采暖燃煤就要排放二氧化碳达1.9t,排放二氧化硫达300t,排放烟尘300t左右。

随着改革开放不断向纵深发展,传统的供热方式受到不同程度的冲击! 由

于旧的供热体制受计划经济的约束,在国家能源政策、管理体制、收费体制、供热质量、物业管理等方面尚存在一些弊端，不适市场经济发展的要求，制约了经济的发展，同时也带来了一些社会问题! 综上所述"由于节能、环境保护的需要及供热空调逐步走向市场化#商业化"供热空调方式向多元化发展，出现了诸如油炉采暖、燃气采暖、电采暖及水源热泵技术的开发研制、应用这一百花齐放的局面。

水源热泵机组以水为载体，冬季采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水，甚至工业废水、污水的低品位热能，借助热泵系统，通过消耗部分电能，将所取得的能量供给室内取暖.在夏季，把室内的热量取出，释放到水中，以达到夏季空调的目的。该机组具有设计标准、选择优良、操作简便、安全可靠等优点。但是，由于水源热泵机组是近些年不断应用于工程的供热、供冷方式.尚存在一些问题有待进一步解决。

2 水源热泵技术的特点

热力学第二定律，把高品位能量作为低品位能量使用是不等位的交换，要浪费一次能源。热泵是利用那些因温度太低而不可能被别的设备加以利用的热量的唯一系统，可用无价值的环境大气及土壤中的太阳潜能、工业废热等替代商品能源，是一种从低温热源吸取热量使其在较高温度下，作为可以利用的有用能源的装置热泵技术。正是开发和强化高质能源利用率的重要手段是我们获取可再生能源" 维护生态平衡保护环境的有效手段之一。

广义的热泵技术包括空气源热泵，土壤源热泵，地源热泵，及水源热泵，空气源热泵是以室外空气作为热源的热泵，现已成为市场上的主导产品"但这种热泵的应用有其局限性，我国北方寒地区的冬季，随着室外温度的降低，其制热功能也随之降低，有时不得不靠电加热来解决，其功效比下降，且要消耗一定的电能来解决蒸发器的除霜问题，从经济上分析不合适。土壤源热泵即地源热泵"是将换热盘管深埋于地下土壤中"以吸收土壤中的低温热量再经过转换而进行供热的! 与空气源泵相比"地源热泵由于土壤温度波动小"冬暖夏凉"其季节性能系数较为恒定!当冬季室外温度较低时它不需采用辅助电加热，也不需因除霜而耗电! 但地源热泵因深埋于地下的换热管技术较为复杂，"且投资较太，"故目前广泛推广应用尚有困难! 水源热泵是将蕴藏于江、河、湖泊、深井水、地表水中的大量不可直接利用的低品位热能提出，变成可直接利用的高品位热能的装置。

水源热泵供热空调系统主要由两部分组成；即室内的水制冷制热系统和室外的冷热源换热系统!室外的冷热源换热系统可根据所设计的建筑物的室外条件来选择室外地表水#深井水或河流、湖泊及工业余热废热等方式

1 环保效益显著

水源热泵是利用了地表水作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统.供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染;供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染.不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，

2 环境更优美

水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12-22C，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为18-35C，水体温度比环境空气沮度低，使制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户30^--40%的供热制冷空调的运行费用。

3 运行稳定可靠

水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动.是很好的热系热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点间题.

4 一机多用，应用范围广

水源热泵系统可供暖、空调，一机多用，一套系统可以替换原来的锅护加空调

的两套装置或系统。

5 自动运行

水源热泵机组由子工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行

简单可靠，维护费用低。自动控制程度高，使用寿命长可达到15年以上。

3 国内外研究现状：

在国外，关于热泵的研究分属于两种热泵系统: 一种为地源热泵，一种为海水热泵。其中地源热泵真正意义的商业应用也只有近十几年的历史，但发展相当迅速。如美国，截止1985年全国共有14000台地源热泵，而1997年就安装了45000台，到目前为止已安装了40000台，而且每年以10%的速度稳步增长1998年美国商

19%，其中新建筑中占30%。美国自2001年起每年安装40万台地源热泵，其中，水源热泵占15%，降低温室气体排放100万t，相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树404686公顷，年节约能源费用达4.2亿美元。与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<4oom深)的地源热泵，用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。据199年的统计，在家用的供热装置中，地源热泵所占比例，瑞士为96%，奥地利为38%，丹麦为27%。同时，中、北欧海水源热泵的研究和应用也比较多。中国最早在50年代，就曾在上海、天津等地尝试夏取冬灌的方式抽取地下水制冷。

目前，清华大学、天津大学、重庆建筑大学、天津商学院、中国科学院广州能源研究所等多家大学和研究机构都在对水源热泵进行研究。中国的水源热泵的研究和应用才刚刚起步，与国外相比，在热泵机组的优化设计和工程应用上还存在较大差距。

目前，世界特别看好中国的市场。美国能源部和科技部已签署了中美能源

效率及可再生能源合议定书，其中主要内容之一是“地源热泵”，该项目中国

的北京、杭州和广州3个城市各建一座采用源热泵供暖空调的商业建筑，以推广运用这种“绿技术”，缓解中国对煤炭和石油的依赖程度，从而达到能源资源

多元化的目的