地源热泵筑龙网课件

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2.2.5土壤热交换器埋管形式
地下埋管换热器主要有两种形式，即水平埋管和垂直埋管。 选择哪种形式取决于现场可用地表面积、当地岩土类型以 及钻孔费用。尽管水平埋管通常是浅层埋管，可采用人工 开挖，初投资比垂直埋管小些，但它的换热性能比竖埋管 小很多，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，一般都采用垂直埋管。（见图4）
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源热泵中央空调: 二、地源热泵中央空调:
地源热泵中央空调分为水源热泵和土壤(地)源热泵两类形式 地源热泵中央空调分为水源热泵和土壤(
2.1水源热泵空调系统 2.1水源热泵空调系统
2.1.1水源热泵概念 2.1.1水源热泵概念 2.1.2水源热泵原理 2.1.2水源热泵原理 2.1.3水源热泵的分类 2.1.3水源热泵的分类
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2.2.2土壤( 2.2.2土壤(地)源热泵空调分类 土壤
按土壤热交换器形式分为 垂直埋管地源热泵系统
设备间 草坪 地耦管土 回水管 土壤层 壤换热器 出水管 岩石层
水平埋管地源热泵系统
设备间 土壤层 回水管 草坪 回灌井 地耦管
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2.2.3工作原理
草坪 设备间 土壤层 回水管 出水管 岩石层 回灌井 抽水井 地下水 岩石层
设备间 草坪 回水管 池塘 出水管 换热器
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2.2土壤( 2.2土壤(地)源热泵空调系统 土壤
2.2.1土壤( 2.2.1土壤(地)源空调概念 土壤 源空调
土壤(地)源空调系统是把热交换器埋于地下，通过 水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动，从而 实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将 房间内的热量转移到地下，对房间进行降温。同时储存 热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到 房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用，大 地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实 现了能量的季节转换。
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2.4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 注意冷热负荷平衡的问题
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三、 上海地区别墅建筑采用地源热泵系统的可 行性分析
上海地区属于夏热冬冷地区,近几年最热月平均气温已 达30. 2 ℃、最冷月平均气温为4. 2 ℃,最冷月与最热 月平均相对湿度分别为75 % ,83 % ,高于35 ℃的酷热 天气长达半个月至一个月,日平均温度低于5 ℃的天数 长达两个月以上,因此每年传给土壤的冷热量基本相同, 其气候条件适合推广地源热泵。 地源热泵地下埋管换热器处于地壳的浅层地表土壤中, 土壤的类型、热特性、热传导性、密度、湿度等对地源 热泵系统的性能影响较大。据地质钻探知上海地区的浅 层土是以黏土、亚黏土及粉砂为主的软土,属于第四纪 沉积层,且土壤潮湿,地下水位高,是埋管系统较合适的 土壤类型。 别墅建筑一般都带有花园,具备供地源热泵系统布管的 土壤面积,因此在上海地区别墅建筑中采用地源热泵空 调系统是完全可行的。
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2.1.3、水源热泵的分类
井水源热泵（ GWHP ） 井水源热泵系统，也就是通 常所说的深井回灌式水源热泵 系统。通过建造抽水井群将地 下水抽出，通过二次换热或直 接送至水源热泵机组，经提取 热量或释放热量后，再由回灌 井群灌回地下。 地表水源热泵 （ SWHP ） 地表水热泵系统。通过直 接抽取或者间接换热的方式， 利用包括江水、河水、湖水、 水库水以及海水作为热泵的冷 2010-12-30 热源。
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2.3地源热泵系统优势
可再生能源： 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：（高温/严寒季节）性能系数高， 节能：（高温/严寒季节）性能系数高， ：（高温 节省运行费用30 50％； 30～ 节省运行费用30～50％； 环保：取消锅炉，减少热污染； 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， 一机多用：一套系统实现三种用途，制 供热及卫生热水. 冷,供热及卫生热水.节省建筑空间 性能稳定：温度波动小， 性能稳定：温度波动小，不受环境影响 美观：无室外机， 美观：无室外机，不影响建筑外观
1.1 风冷冷热水机组加风机盘管空调系统 1.2 VRV 空调系统 1.3 风冷管道式冷热风空调系统
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1.1 风冷冷热水机组加风机盘管空调系统
该空调系统由1 台室外机(风冷冷热水热泵 机组) 、若干台室内机(风机盘管) 、水管、 冷凝水管及膨胀水箱、循环水泵等组成。 系统结构紧凑、安装方便、占室内建筑空 间较少,易与建筑装修融为一体。各房间温 度可独立控制,运行节能。缺点是无新风供 给,集水盘内容易集尘滋生细菌,存在漏水 可能。
供暖时，它吸取地热向用户排放，此过程只消耗少 量电能，如图1所示。 制冷时，它吸取用户室内的热量向地下排放，同样 也消耗少量电能，如图2所示
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2.2.4机组运行过程
冬天热泵中制冷剂正向流动，压缩机排出的高温高压R22气体进入冷凝 器向集水器中的水放出热量，相变为高温高压的液体，再经热力膨胀阀 节流降压变为低温低压的液体进入蒸发器，从地下循环液中吸取低温热 后相变为低温低压的饱和蒸汽后进入压缩机吸气端，由压缩机压缩排出 高温高压气体完成一个循环。如此循环往复将地下低温热能“搬运”到 集水器，从而不断的向用户提供45℃-50℃的热水。如图3所示。 夏天热泵中制冷剂逆向流动，与用户换热的冷凝器变为蒸发器从集水器 中的低温水（7-12℃）提取热能，与地下循环液换热的蒸发器变为冷凝 器向地下循环液排放热量，循环液中热量再向地下低温区排放，如此循 环往复连续地向用户提供7-12℃的冷水。
地源热泵空调
一、目前上海别墅建筑常用的集中空调系统 目前上海别墅建筑常用的集中空调系统 及存在的问题 二、地源热泵中央空调介绍 三、上海地区别墅建筑采用地源热泵系统的 可行性分析 四、上海地区别墅建筑地源热泵系统设计 五、地源热泵的施工
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一、上海别墅建筑常用的集中空调系统及 存在的问题: 存在的问题:
2.3地源热泵系统优势 2.3地源热泵系统优势 2.4地源热泵系统限制因素 2.4地源热泵系统限制因素
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2.1.1、水源热泵概念
水源热泵技术是一种利用地球表面或浅层 水源（如地下水、河流、湖泊或海水）， 或者是人工再生水源（生活污水、工业废 水、地热尾水等）的低温低位热能资源， 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，既可供热 又可制冷的高效、环保、节能的空调系统。
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地下室
保姆房 工作室
9 37
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4.1负荷计算及设备选型
4.1.1设计参考资料 4.1.1设计参考资料 4.1.2空调冷热负荷及主机选型 4.1.2空调冷热负荷及主机选型 4.1.2.1空调冷负荷计算 4.1.2.1空调冷负荷计算 4.1.2.2主机选型 4.1.2.2主机选型 4.1.3生活热水热负荷计算 4.1.3生活热水热负荷计算 4.1.4冬季最大热负荷及校核 4.1.4冬季最大热负荷及校核 4.1.5系统工作原理 4.1.5系统工作原理
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2.1.2、水源热泵原理
地球表面浅层水源（一般在1000米以内），像地 下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了太阳 进入地球的相当的辐射能量，地壳也向井水,地表 水的传热,使水源的温度提高,而且水温一般都较 稳定。水源热泵技术就是：在夏季将建筑物中的 热量“取”出来，释放到水体中去；而冬季，则 是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能， 送到建筑物中采暖。 由于夏季水源温度较室外空气温度低，冬季要高, 所以制冷/热的效率远高于空气源热泵.通常水源 热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热 量或冷量。
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4.1.1设计参考资料 4.1.1设计参考资料
1）节能、舒适原则 2）建筑、装修图纸及对空调系统的要求 3）《空气调节设计手册》（第二版） 4）《采暖通风与空气调节设计手册》 5）《地源热泵系统工程技术规范》 房间名称 (GB50366-2005) 6）《建筑设计防火规范》（GBJ16-2001） 7）室外空气计算参数 卧室 0C 夏季室外干求温度tw=34.0 湿球温度ts=28.20C 家庭室 0C 冬季室外干求温度tw=-4 相对湿度φ≤75% 客厅 8）室内空气设计参数（见表） 楼梯厅 9）地源热泵GLD计算软件 10）土壤换热物性参数（由于本工程地址条 件明确，本次土壤热泵空调方案是在地下土 壤为岩、土的基础上设计）
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风冷管道式冷热风空调系统
该系统由室外主机、室内管道机、冷媒管、 送风管道和风阀、风口等组成。与1. 2 节 系统相仿,也属冷媒直接蒸发式,只是将1. 2 节（VRV空调）系统的多个室内机改为一 个室内管道机,向各室内提供冷热风。管道 机可进新风,使室内空气清新,无漏水之忧, 相对价格低。但各房间不易独立控制,房间 送风量调节困难,集中回风影响各房间的私 密性,风管布置要占建筑空间。
温度0C 夏季 25 25 25 26 冬季 20 20 20 18 相对湿度% 噪音dB(A) 夏季 ≤65 ≤65 ≤65 ≤65 冬季 ≤35% ≤35% ≤35% ≤35% ≤45 ≤45 ≤45 ≤45
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4.1.2 空调冷热负荷及主机选型 4.1.2.1 空调冷负荷计算
因为上海地区冷负荷大于热负荷，机组选型以冷指标计算。根据 装修户型图，P型别墅空调面积为550M2。因为别墅对空调使用的 特殊性，满负荷运行的时间比较短，根据别墅图纸及各房间的使 用性质 ，别墅总制冷量74KW ，同时使用率80%。
别墅部分房间冷负荷计算及汇总表 序号 层数 用途 空调面积 (m2) 冷指标(W/m 冷指标(W/m2) 合计冷负荷(W/m 合计冷负荷(W/m2)
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四、上海地区别墅建筑地源热泵系统实例 上海地区别墅建筑地源热泵系统实例
以上海大华西郊别墅三层（2/-1）别墅住宅为例 进行介绍。该别墅建筑面积为550 m2 , 总空调 面积为530 m2 。别墅周围仅有一面积约为120 m2 的L 型空地可供地源热泵系统布管。 地源热泵系统:带热回收,制冷,制热,卫生热水三 位一体.冬季采用地板辐射采暖. 别墅建筑地源热泵中央空调系统工程的设计主要 分四个方面，即负荷计算及设备选型 、土壤换 热器系统方案、末端设备、自动化控制。
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目前常用空调系统存在的问题 目前常用空调系统存在的问题 上述3 种空调系统均为空气源热泵系统，室 外机组均要求暴露于大气中，所以对建筑立 面有影响,破坏了建筑的整体美观；系统夏 季制冷运行,将大量的热量排放至室外大气， 会造成周围环境空气温度的升高,加剧城市 的温室热岛效应；冬季低温下制热运行效率 低;冬季当室外温度低于零度时,还需要运行 制冷循环来除霜，增加了能量损失，制热效 果会大大降低。
2.2土壤(地)源热泵空调系统 2.2土壤( 土壤
2.2.1土壤热交换器地源空调概念 2.2.1土壤热交换器地源空调概念 2.2.2土壤热交换器地源空调分类 2.2.2土壤热交换器地源空调分类 2.2.3工作原理 2.2.3工作原理 2.2.4机组运行过程 2.2.4机组运行过程 2.2.5土壤热交换器埋管形式 2.2.5土壤热交换器埋管形式
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1.2 VRV及多联机空调系统
该空调系统由1 台变频变制冷剂流量的室 外机、若干台室内机、冷媒管、冷凝水管 等组成。与1. 1 节（风冷冷热水机组加风 机盘管空调）系统不同的是室内外机之间 用紫铜冷媒管连接,不需要膨胀水箱、循环 水泵。这种系统能对各空调房间实现较精 确的温控,使用方便,运行节能。但无新风 供给,安装要求高,如发生冷媒泄漏,很难找 出漏点,不易维修。