埋管式地源热泵系统介绍

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地埋管地源热泵系统

地埋管地源热泵系统
环保与舒适性
室内采用水系统,舒适性最好;氟利昂不进房间,不存在氟利昂泄漏引起的窒息等问题;室外机采用水冷,没有冷热风扰民等问题;
室内采用氟系统,舒适性一般;氟利昂进房间,存在氟利昂泄漏引起的窒息等问题;室外机采用风冷,存在冷热风扰民等问题;
安装位置
主机体积小,不用考虑排气顺畅等问题,主机安装有利于环境美观设计,但需考虑埋管的空间
同方技术
系统设计
地埋管地源热泵系统设计
阅读勘察报告,了解地质情况:岩土层结构、岩土体的热物性、岩土体初始温度、冻土层厚度、地下水的情况等
了解和估算建筑物的最大冷负荷、最大热负荷、生活热水需求量、运行时间等
根据以往的经验数据对能否采用地埋管地源热泵进行可行性分析
方案设计阶段需要了解的内容
系统设计
系统散(吸)热量计算:
循环泵
盘管
环路集管
地 表 水 体
机组
用户
机组
用户
板换
系统介绍
开式地表水地源热泵系统
水处理
换热器
用户
回水口
地表水体
取水口
热泵
热泵
地埋管地源热泵系统
地埋管地源热泵系统
垂直地埋管地源热泵系统
水平地埋管地源热泵系统
系统拓展性
可以和地板采暖系统、生活热水做成一个系统,实现初投资和运行费用的最有利化
可以和地板采暖系统、生活热水做成一个系统
系统配电
由于系统EER比较高,故建筑配电小
和地源热泵配电相当,但需要额外增加天然气
环保与舒适性
室内采用水系统,舒适性好;室外机采用水冷,没有冷热风扰民等问题;
室内采用水系统,舒适性好;主机采用水冷,存在冷却塔飘水和噪音扰民,还需要另设排烟气管道等问题

地源热泵埋管方案

地源热泵埋管方案

地源热泵埋管方案1. 概述地源热泵是一种利用地热能量进行空调供暖的绿色能源技术。

而地源热泵埋管方案是地源热泵系统的重要组成部分。

本文将介绍地源热泵埋管方案的设计原理、材料选择、施工方法以及相关应用案例。

2. 设计原理地源热泵埋管方案的设计原理是将地下的热能转移至地源热泵系统中供暖或制冷使用。

该方案主要通过埋设地源热泵系统中的地暖管道,将地热能源吸收到管道中,再通过地源热泵的工作原理,将地热能转移为供暖或制冷的能量。

因此,地源热泵埋管方案的设计需要考虑地下地质条件、土壤温度变化以及管道布置方式等因素。

3. 材料选择在地源热泵埋管方案中,选择适合的材料是至关重要的。

通常使用的地暖管材料有塑料管材(如PE管、PP-R管等)和金属管材(如铜管、钢管等)。

不同的材料具有不同的导热性能和耐腐蚀性能,选择合适的材料能够确保地源热泵系统的运行效果和使用寿命。

4. 施工方法地源热泵埋管方案的施工方法包括以下几个步骤: 1. 地质勘测:根据需要进行地下地质勘测,确定地下土壤的特性、温度变化等因素,为后续的设计和施工提供数据支持。

2. 设计方案制定:根据地质勘测结果,制定地源热泵埋管方案的设计方案,确定地暖管道的布置方式、管道材料选择等。

3. 施工准备:准备好所需的施工工具和材料,对施工场地进行清理和准备工作。

4. 管道铺设:根据设计方案,开始进行地暖管道的铺设工作。

需要注意管道的坡度、固定方式和连接方法等细节。

5. 测试和调试:在管道铺设完成后,进行系统测试和调试,确保地源热泵系统的正常运行。

6. 防腐处理:根据需要对地暖管道进行防腐处理,延长使用寿命。

7. 工程验收:完成施工工作后,进行工程验收,确保地源热泵埋管方案的质量和性能达到设计要求。

5. 应用案例以下是几个地源热泵埋管方案的应用案例: 1. 住宅小区供暖系统:在住宅小区中,通过地暖管道将地热能源送入各个住户使用,实现集中供暖的效果。

2. 商业建筑空调系统:在商业建筑中,利用地源热泵埋管方案进行空调供暖,实现节能减排的目标。

地源热泵地埋管换热器形式与布置方法

地源热泵地埋管换热器形式与布置方法

地源热泵地埋管换热器形式与布置方法摘要:地热源热泵空调供热系统的能效比可达3-5,是效益最显著的节能技术之一,地源热泵空调供热技术早在上一世纪50年代开始再欧美得到应用,在上一世纪90年代开始在中国应用。

地埋管地源热泵系统是引用最广泛的地源热泵系统形式。

但是一般建筑占地面积有限,建筑用地红线范围以内,建筑地下室之外的地埋管换热井布置面积相当有限。

要充分挖掘建筑可再生能源利用资源,必须利用建筑物下空间。

文章介绍地源热泵系统地埋管换热器形式,安全设计要点,应用案例。

指出正确的地埋管换热系统设计与施工方法,与建筑结构专业的协调配合,可以在充分利用建筑地热资源同时,不影响结构与建筑物防水安全。

一、地源热泵系统地埋管管换热器地源热泵系统是指以岩土体、地下水或地表水为低温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。

根据热源体的性质,地源热泵系统可以分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统与地表水地源热泵系统。

地埋管地源热泵系统是使用性最广泛的地源热泵系统形式。

地埋管地源热泵系统根据地埋管换热器布置方式不同分为水平埋管式与垂直埋管式,当可利用地表面积较大,浅层岩土体的温度及热物性受气候、雨水、埋设深度影响较小时,宜采用水平地埋管换热器。

否则,宜采用竖直地埋管换热器。

图1为常见的水平地埋管换热器形式,图2为新近开发的水平地埋管换热器形式,图3为竖直地埋管换热器形式。

a单或双环路 b 双或四环路 c三或六环路图1 几种常见的水平地埋管换热器形式A垂直排圈式 b水平排圈式 c水平螺旋式图2 几种水平地埋管换热器形式a单U形管b双U形管c小直径螺旋盘管d大直径螺旋盘管e立柱状 f蜘蛛状 g套管式图3 竖直地埋管换热器形式在没有合适的室外用地时,竖直地埋管换热器还可以利用建筑物的混凝土基桩埋设,即将U形管捆扎在基桩的钢筋网架上,然后浇灌混凝土,使U形管固定在基桩内,多称之为“能量桩”。

地埋管换热器根据换热单元不同又可分为单U型换热器、双U型换热器、W 型换热器等。

地水源热泵系统介绍1(1)

地水源热泵系统介绍1(1)

2.2 水源热泵系统工作原理
• 水源热泵系统是一种可同时实现采暖和制冷的高效节能空 调系统,它主要是以地下水中的热能,作为热泵夏季制冷 的冷却源、冬季采暖供热的低温热源;即在冬季,热泵把 水中的热量“取”出来,供给建筑物室内采暖;夏季,把 建筑物室内的热量取出来,释放到地下水中去,达到建筑 物制冷目的。
• 地埋管地源热泵系统能效比高一般都在4.0以上, 通常热泵机组消耗1单位的能量,再加上土壤中储 存的3单位的能量,用户可以得到4单位以上的热 量或冷量,节能效果明显。
地源热泵系统原理示意图
地源热泵系统原理示意图
一、 地埋管地源热泵系统介绍
• 3. 地源热泵系统发展背景
• 2005年,国家发展改革委“可再生能源和新能源 高技术产业化专项”重点支持了一批风力发电、 太阳能光伏发电、太阳能供热和地源热泵供热 (制冷)、氢能等方面的产业化项目。在太阳能 供热和地源热泵供热(制冷)方面,开展新型太 阳能热水器和地源热泵系统产业化。包括高可靠 性新型真空管集热器、大面积中高温太阳能热水 系统、全天候太阳能热水系统、高效地源热泵及 其配套系统。
一、 地埋管地源热泵系统介绍
• (3) 节水省地 • 1)以土壤为冷热源,向其放出热量或吸收热量,不消耗
水资源,不会对其造成污染。 • 2)省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施,
机房面积大大小于常规空调系统,节省建筑空间,也有利 于建筑的美观 • (4) 环境效益显著 该装置的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,在供 热时,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放 燃料废物的场地,不会产生城市热岛效应,对环境非常友 好,是理想的绿色环保产品。 • (5) 运行安全稳定,可靠性高 • 地源热泵系统在运行中无燃烧设备,因此不可能产生二氧 化碳、一氧化碳之类的废气,也不存在丙烷气体,因而也 不会有发生爆炸的危险,使用安全。燃油、燃气锅炉供暖, 其燃烧产物对居住环境污染极

地埋管地源热泵原理及施工技术

地埋管地源热泵原理及施工技术

地埋管地源热泵原理及施工技术地埋管地源热泵是一种利用地下土壤或地下水体温度进行供暖与制冷的热泵系统。

它通过在地下安装一定长度的管道,利用地下土壤或地下水体温度相对恒定的特点,将低温的能量转化为高温热能或低温冷能。

地埋管地源热泵不仅具有环保节能的优点,而且运行稳定可靠,适用范围广泛,成为现代建筑节能技术的重要组成部分。

地源换热:地下土壤或地下水体温度相对恒定,夏季地下温度低于室内温度,冬季地下温度高于室内温度。

通过地下埋设的管道,将地下的低温或高温能量传递给热泵系统。

热泵循环:热泵通过工作介质的循环流动,将低温能量转化为高温供暖或低温制冷的热能。

在冬季,热泵将地下的低温能量通过蒸发器吸收,压缩后,通过冷凝器释放出高温的热能供暖室内;在夏季,热泵将地下的高温能量通过蒸发器吸收,压缩后,通过冷凝器释放出低温的冷能制冷室内。

建筑供能:通过供暖和制冷系统,将高温或低温的能量传递给建筑物,实现室温调节。

供暖系统可以采用地板辐射或风机盘管,将热量散发给室内空气;制冷系统可以采用空调机组或风机盘管,将冷量散发给室内空气。

地下管道的敷设是地埋管地源热泵系统的关键。

首先需要选择合适的管材和管型,一般采用耐寒、耐腐蚀的PE材料或PVC材料管道,以及不锈钢或铜镀锌管道。

其次,需要根据建筑物的需求和地下土壤的特征,设计合理的管道布局和管道长度。

一般要求管道深埋于地下1.5-2米,管道间距大约为2-3米。

最后,要保证管道的质量和安全性,防止泄漏和渗漏,避免地下管道的破损和堵塞。

热泵系统的安装包括热泵主机和附属设备的安装。

热泵主机一般由压缩机、蒸发器、冷凝器和控制系统组成,需要选择合适的机型和规格。

附属设备包括水泵、水箱、阀门等,用于热泵循环系统的补充和控制。

安装时要注意设备的位置和布局,保证通风散热和维修便利。

室内供能系统的建设包括供暖系统和制冷系统的建设。

供暖系统可以采用地板辐射或风机盘管的方式,需要按照室内空间和热量需求进行设计和布置。

地源热泵埋管方案

地源热泵埋管方案

地源热泵埋管方案1. 简介地源热泵系统是一种利用地下热能进行取暖和制冷的环保能源利用技术。

在地源热泵系统中,埋管是一个关键的组成部分,它与地下热能的交换密切相关。

本文将介绍地源热泵系统中的埋管方案,包括埋管类型、埋管布置、埋深选择等内容。

2. 埋管类型地源热泵系统使用的埋管一般包括导热塑料管和U型管两种类型。

导热塑料管是将导热介质填充至塑料管道内,具有较高的导热性能,适合在小范围内进行敷设。

U型管是将导热管材弯曲成U形,适合用于大范围的敷设。

根据具体需求和场地条件,选择合适的埋管类型是确保地源热泵系统正常运行的关键。

3. 埋管布置埋管的布置方式会直接影响地下热能的交换效果。

一般来说,埋管的布置方式有水平布置和垂直布置两种。

3.1 水平布置水平布置是将埋管敷设于地表以下一定深度的平行水平管道中。

这种布置方式适用于土地面积较大的场地。

在水平布置中,埋管之间的间距应足够,以确保地下热能的充分交换,一般要求每米间距不小于5-10米。

3.2 垂直布置垂直布置是将埋管作成U型,或直接挖掘竖向孔穴或井孔,将埋管垂直敷设于孔穴或井孔中。

这种布置方式适用于土地面积较小的场地。

在垂直布置中,埋管的深度一般应达到15-30米,以确保地下热能的充分利用。

4. 埋深选择埋深是指埋管敷设的深度,它的选择要考虑到地下水位、土壤的热导率等因素。

一般来说,埋深越深,地下热能的交换效果越好,但也会增加工程的成本。

根据实际情况,一般可以选择埋深在1-3米之间。

在选择埋深时,还需要考虑到埋管对地下设施的影响,避免损坏地下管线等问题。

5. 埋管保护地源热泵系统中的埋管需要进行保护,以避免受到外力破坏或受损。

一般来说,可以采取以下几种措施进行埋管保护:•在埋管周围填土或覆盖保护层,以增加埋管的机械强度;•在埋管周围设置防护隔离层,以防止埋管受到腐蚀;•定期检查埋管状态,并及时修复或更换受损的埋管。

6. 总结地源热泵系统中的埋管方案是确保系统正常运行的重要环节。

埋管式地源热泵系统介绍,成本,运行费用

埋管式地源热泵系统介绍,成本,运行费用

一、地源热泵系统简介0 引言“热泵”这一术语是借鉴“水泵"一词而来。

在自然环境中,水往低处流动,热向低温位传递,水泵将水从低处“泵送”到高处利用。

而热泵可将低温位热能“泵送"(交换传递)到高温位提供利用。

在我国《暖通空调术语标准(GB50155-02)》中,对“热泵”的解释是“能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机"。

我们也可以称热泵为既可以制冷又可以供热的机组。

热泵的分类多种多样,国际上通常根据热泵的热汇:即冷源和热源的不同,以及供暖和制冷输送介质的不同进行热泵分类.当按冷源和热源分类时,可分为空气源热泵、水源热泵、地源热泵三大类.由于输送冷、热量的介质主要为空气和水,当同时考虑冷、热源的输送介质时,就形成了:空气-水热泵、水-空气热泵(包括地下水热泵和地表水热泵)、水-水热泵、以及地下耦合热泵.地源热泵(GSHP)是一个广义的术语,它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和冷源的热泵系统。

即:地下耦合热泵系统,也叫地下热交换器地源热泵系统、地下水热泵系统、地表水热泵系统。

地源热泵还有一系列其他术语:如地热热泵、地能热泵、地源系统等。

1997年之后由ASHAE统一为标准术语:地源热泵(ground—source heat pump,GSHP).00 空气源热泵空气源热泵以室外空气作为热源.在供热工况下将室外空气作为低温热源,从室外空气中吸收热量,经热泵提高温度送入室内供暖。

空气源热泵系统简单,初投资较低。

空气源热泵的主要缺点是在夏季高温和冬季寒冷天气时热泵的效率大大降低。

而且,其制热量随室外空气温度降低而减少,这与建筑负荷需求正好相反.因此当室外空气温度低于热泵工作的平衡点温度时,需要用电或其它辅助热源对空气进行加热.此外,在供热工况下空气源热泵的蒸发器上会结霜,需要定期除霜,这也消耗大量的能量。

在寒冷地区和高湿度地区热泵蒸发器的结霜成为较大的技术障碍.在夏季高温天气,由于其制冷量随室外空气温度升高而降低,同样可能导致系统不能正常工作.空气源热泵不适用于寒冷地区,应用受到很大局限。

地埋管地源热泵系统

地埋管地源热泵系统

地埋管地源热泵系统土壤源热泵为保证地下换热器系统的长期有效运行要求地下换热器系统一年中的取热和排热相平衡。

对冷、热负荷的平衡采取了以下措施解决:根据11页计算热泵机组全年从土壤吸热量11808MW,根据小区实际特点6.1利用毛细管回热在浦东雅典二期工程室外墙面和楼顶铺设毛细管网,分集水器40个,由4.3*0.8mmPP聚乙烯毛细管组成间距10mm的网栅,用乳胶将10mm边角保温板沿墙粘贴,粘贴平整,搭接严密, 在找平层上铺设保温层2cm厚聚苯保温板,在保温层上铺设铝箔纸, 在铝箔纸上铺设一层Ф2mm钢丝网,间距100×100mm,然后将毛细管固定在钢丝网上,填充C15以上砼,并于砼中掺入适量防龟裂剂。

浦东雅典小区二期计算铺设毛细管网总面积约为5500㎡,依照太原市年太阳辐射总量为5442.8兆焦耳/平方米~5652.18兆焦耳/平方米计算,年采集热能约为8288MW5500×5442.8≈29935400×106(焦耳)≈29935400×106÷4.2≈7127476×106(卡)≈7127476000(大卡)≈7127476000÷860≈8287763(千瓦)≈8288(MW)×0.4≈3315(MW)按照浦东雅典二期工程采暖期供暖150天,每天24小时计算,总面积约145025㎡,浦东雅典二期工程采暖期需要11808MW,太阳辐射年采集热能约为8288MW,由于年采集热能有限.又不能达到100%利用,我们按照40%的储存量计算是3315MW,由于夏季天气炎热,我们可以采用井水直通方式提取热能储存到地下,这样不紧大大的提高了能量的采集,同时也拟补了部分回热问题,而且夏季使用毛细管采集能量不但可以为冬季采暖储存能量,由于采集能量的过程中使得周围空气温度变低这样也使得室内空气变的凉爽清新。

6.2利用观赏池回热我们利用夏季地面人工观赏池提取热能,在小区内我们还设计了几处总面积约为1000㎡深1m的观赏池,在七、八、九月份也可以进行换热,我们选择3台水泵,扬程32m,观赏池内铺设PE-100聚乙烯管,管径DN50,间距1.25m,观赏池内主管线与地埋管主管线对接,进行换热,并使用温度控制器,电动阀门进行监控,据我们统计在夏季每天12小时换热以每100吨水(温差5度)采集500KW的热量计算每天循环3次:1000×3×90×500÷100=1350MW整个夏天(按90天计算)可以采集1350MW的热能。

地埋管地源热泵原理

地埋管地源热泵原理

地埋管地源热泵原理地埋管地源热泵是一种利用地下土壤温度稳定的特点,通过地埋管将地下的热能传递到建筑物内部,实现供暖、供冷和热水的热泵系统。

下面将详细介绍地埋管地源热泵的工作原理。

地埋管地源热泵是一种利用地下土壤温度稳定的特点,通过地埋管将地下的热能传递到建筑物内部,实现供暖、供冷和热水的热泵系统。

其工作原理如下:1. 地下的温度稳定性:地下土壤的温度随季节变化缓慢,处于相对稳定状态。

地下深处的温度约为每年平均气温的地质平均温度,一般介于5℃到25℃之间。

利用地下土壤的温度稳定性,可以提供稳定的热能源。

2. 地埋管的敷设:在地下敷设一定长度的地埋管,一般采用高密度聚乙烯材料制成,具有良好的导热性能。

地埋管的敷设方式有水平敷设和垂直敷设两种形式。

水平敷设适用于地块面积较大的场地,而垂直敷设适用于地块面积较小的场地。

3. 地源热泵的工作过程:地源热泵系统由地下回路、热泵主机和建筑物热交换器组成。

地下回路中的地埋管通过与地下土壤的热交换,将地下的热能传递到热泵主机中。

热泵主机中的制冷剂在低温条件下吸收地下的热能,经过压缩、冷凝、膨胀等过程,将地下的低温热能转化为高温热能,然后通过建筑物热交换器将热能释放到室内供暖、供冷或热水。

4. 地埋管的热交换原理:地埋管通过与地下土壤的热交换,实现热能的传递。

在供暖季节,地下的温度高于建筑物内部温度,地埋管吸收地下的热能,通过热泵主机将热能释放到室内供暖;在供冷季节,地下的温度低于建筑物内部温度,地埋管吸收室内的热能,通过热泵主机将热能释放到地下实现室内供冷;在制热水过程中,地埋管吸收地下的热能,通过热泵主机将热能释放到热水中。

5. 地埋管的设计与敷设:地埋管的设计与敷设需要考虑建筑物的能耗需求、地下土壤的导热系数、敷设深度、地埋管长度等因素。

合理的设计可以提高地埋管的热交换效率,提高地源热泵系统的性能。

地埋管地源热泵系统具有环保、节能、稳定的特点。

通过充分利用地下的热能资源,可以大幅度降低建筑物的能耗,减少对传统能源的依赖,实现对环境的保护与可持续发展。

地埋管地源热泵系统技术集成

地埋管地源热泵系统技术集成

础 是 单 个 钻 孔 的传 热 分 析, 对 于 多 个 钻孔 的情 况 可 在 单 个 钻 孔
分 析 的 基 础 上 采用 叠 加 原理 进 行 分 析 处理 。 由于 热 泵 的 负 荷 通 常是 随 时间 而 变化 的, 因此地 热 换 热 器 的 放热 ( 热 )也 是 随 吸
技 术 篇
科 书 中只 能 推 荐 以一 维 的线 热 源或 圆柱 模 型 为 基 础 的 半经 验 公 式 。 在我 们 近 年 来 的研 究 中, 在 前人 研 究 成 果 的 基础 上, 在 地
供 热 量 越 小 的技 术 障碍 , 且 效率 大 大 提 高 。地 源 热 泵 空 调 系 统
与 传 统 空 调 系 统相 比具 有 节 能 、运 行 费 用 低 的优 点, 是 实 现 可

引 言
地 埋 管 地 源 热 泵 空 调 系 统 是 以 大 地 为 冷 源 ( 热 源 ), 或
的 、非 稳 态 的传 热 过 程 ,所 涉 及 的 时 间尺 度 很 长 , 空 间 区域 很 大 。 因此 在 工程 实 际 应 用 的模 型 中通 常 都 以钻 孔 壁 为 界 , 把所 涉 及 的空 间 区 域 划 分 为钻 孔 以 外 的 岩 土 部 分 和 钻 孔 内 部 两部
条件 。 由于 取 消 有 关 的简 化假 设 , 提 高 了 模 型 的精 度 ; 而 且 这
些 显 式 的 函数 关 系 式可 以直 接应 用于 地 热 换 热 器 设计 和模 拟 计
算 ,使计 算 工作 量大 大减 少 。
二 地 热 换 热 器 传 热 理 论
三 、地 热 换 热 器 设 计 模 拟 软 件 “ 热 之 星 ” 地
啊 -

地源热泵地埋管设计

地源热泵地埋管设计

地源热泵地埋部分设计一、管材一般来讲,一旦将地下埋管系统换热器埋入地下后,基本不可能进行维修或更换,因此地下的管材应首先要保证其具有良好的化学稳定性、耐腐性。

1、聚乙烯〔PE〕和聚丁烯〔PB〕在国外地源热泵系统中得到了广泛应用。

2、PVC〔聚氯乙烯〕管的导热性差和可塑性不好,不易弯曲,接头处耐压能力差,容易导致泄漏,因此在地源热泵系统中不推荐用PVC 管。

3、为了强化地下埋管的换热,国外有的提出采用薄壁〔0.5mm〕的不锈钢钢管,但目前实际应用不多。

4、管件公称压力不得小于1.0Mpa,工作温度应在-20℃~50℃范围内。

5、地埋管壁厚宜按外径与壁厚之比为11倍选择。

6、地埋管应能按设计要求长度成捆供给,中间不得有机械接口及金属接头。

二、连接1、热熔联接〔承接联接和对接联接,对于小管径常采用〕2、电熔联结三、流体介质及回填料流体介质南方地区:由于地温高,冬季地下埋管进水温度在0℃以上,因此多采用水作为工作流体;北方地区:冬季地温低,地下埋管进水温度一般均低于0℃,因此一般均需使用防冻液。

〔①盐类溶液——氯化钙和氯化钠水溶液;②乙二醇水溶液;③酒精水溶液等〕。

埋管水温:1、热泵机组夏季向末端系统供冷水,设计供回水温度为7—12℃,与普通冷水机组相同。

地埋管中循环水进入U管的最高温度应<37℃,与冷却塔进水温度相同。

2、热泵机组冬季向末端系统供水温度与常规空调不同,在满足供热条件下,应尽量减低供热水温度,这样可改善热泵机组运行工况、减小压缩比、提高cop值,并降低能耗。

地埋管中循环水冬季进水温度,以水不冻结并留安全余地为好,可取3—4℃。

当然为了使地埋管换热器获得更多热量,可加大循环水与大地间温差传热,然而大地的温度是不变的,因此只有将循环水温降至0℃以下,为此循环水必须使用防冻液,如乙二醇溶液或食盐水。

但这样会提高工程造价、增加对设备的腐蚀。

在严寒地区不得不这样做,而在华北地区的工程中用水就可满足要求,不一定要加防冻液。

地埋管型地源热泵系统组成及换热形式

地埋管型地源热泵系统组成及换热形式

地埋管型地源热泵系统组成及换热形式4.1系统组成地埋管型地源热泵冷暖空调系统由室外换热系统和室内换热系统两大部分组成,每一部分都有多种不同的系统形式。

室外换热系统有闭式与开式两种系统方式;室内换热系统有地埋管型地源热泵机组换热和土-水型地源热泵机组换热两种换热方式。

4.1.1 室外系统组成(1)闭式换热方式的组成闭式换热方式由埋设在地下或潜水在水中的PE管和循环水泵及相关附属部件组成。

由循环水泵驱动PE管路中的循环水,循环水作为热量的载体将热量在室内房间与室外土壤或地表水中进行转换。

(2)开式换热方式的组成开式换热方式由抽水井、回灌井、调节水池、板式换热器、潜水泵、回灌泵、循环水泵及相关附属部件组成。

由潜水泵将地下水抽取到调节水池中。

由循环水泵驱动调节水池中的水流经板式换热器后再送回调节水池。

板式换热器将地下水与室内循环水进行隔离性的热量交换。

当调节水池中的地下水失去利用价值后由回灌泵送回回灌井内。

调节水池将抽取上来的地下水进行暂时存放,当水温降低至不可利用的温度(冬季)或当水温升高至不可利用的温度(夏季)后再进行回灌,这样对地下水的抽取及回灌都是间歇性的,充分利用了抽上来的地下水的低位能源,减少了潜水泵的开机时间节约了电能,同时还降低了回灌的压力。

4.1.2 室内系统组成(1)地埋管型地源热泵机组的室内换热系统的组成地埋管型地源热泵机组的室内换热系统由地埋管型地源热泵机组、水路系统、电气自控系统、风路系统及相关附属部件等部分组成。

地埋管型地源热泵机组实现热量的转换及热量品质的提升。

水路系统连接PE管或板式换热器中的循环水路与机组内的换热器。

风路系统将各个需要制冷或供热房间的室内空气进行循环,以实现室内空气的降温(夏季)或升温(冬季)。

电气自控系统为机组内的动力设备提供电能及控制调节。

当对室内空气质量要求特别高时,可加装新风、保湿和负氧离子发生器等装置。

(2)土—水型地源热泵机组的室内换热系统的组成土—水型地源热泵机组的室内换热系统由土—水型地源热泵机组、水路系统、循环水泵、电气自控系统、风机盘管及相关附属部件等部分组成。

地源热泵系统的四大分类

地源热泵系统的四大分类

地源热泵系统的四大分类一、埋管式土壤源热泵系统又称地下耦合热泵系统(Ground-couple heat pumps GCHPs)或土壤热交换器地源热泵(Ground heat exchanger heat pumps),包括一个土壤耦合地热交换器,它或是水平地安装在地沟中,或是以U形管状垂直安装在竖井之中。

通过中间介质(通常为水或者是加入防冻剂的水)作为热载体,使中间介质在土壤耦合地热交换器的封闭环路中循环流动,从而实现与大地土壤进行热交换的目的。

1、水平埋管地源热泵系统(Horizontal ground-coupled heat pump):比较简单的方式是,当室内负荷比较小,土壤换热器长度比较短,可以把与单回路管子随开挖土方施工直接埋入地下,如图2-1所示.。

图2-1水平埋管地源热泵系统当室内负荷比较大,土壤换热器长度比较长,就需要考虑换热器的布置问题,常有的布置方式有以下两种.(a)串联式水平埋管:将地下水平埋管换热管串接成一个或有限的几个独立的水循环管路,如图2-2所示。

优点是结构简单,缺点是管路系统流动阻力大,且部分管路段换热效果差。

图2-2 串联式水平埋管(b)并联式水平埋管:将地下水平埋管换热管并联连接成一起,形成一个独立的水循环管路,如图2-3所示。

优点是管路系统流动阻力小,且管路段换热比较均匀;缺点是连接比较复杂,且可能产品换热管路间的水力不平恒。

图2-3并联式水平埋管2、垂直埋管地源热泵系统(Vertical borehole ground-coupled heat pump)(a)换热器井管路直接接入机房:比较简单的方式是,当室内负荷比较小,土壤换热器长度比较短,换热器井数比较少可以直接接入机房,如图2-4所示。

(b)换热器井管路汇集到集水器:当室内负荷比较大,土壤换热器长度比较长,就需要考虑换热器井群的布置问题,一般是若干口井汇集到集水器中,然后统一由干管接入机房,如图2-5所示。

地源热泵系统地埋管施工工法

地源热泵系统地埋管施工工法

地源热泵系统地埋管施工工法一、前言地源热泵系统作为一种新型绿色能源替代方案,已经在建筑领域得到了广泛的应用。

地埋管施工是地源热泵系统中流体地热换热器的重要组成部分,在其施工过程中需要注意的问题较多。

本文将介绍地源热泵系统地埋管施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面内容,以期为工程实际应用提供参考。

二、工法特点地源热泵系统地埋管施工工法具有如下几个特点:1. 可在严寒季节施工,不受气候影响。

2. 地埋管施工不占用建筑内部空间,不影响建筑美观。

3. 施工过程简单、快捷、低成本,可快速完成,并减少影响周边环境。

4. 通过地源热泵系统,在任何季节都可以提供舒适的室内温度和热水。

5. 地源热泵系统地埋管的使用寿命长,可达20~50年,维修保养费用低。

三、适应范围地源热泵系统地埋管施工工法适用于以下场所:1. 公共建筑、商业建筑、高档别墅、宾馆、餐厅等。

2. 工业厂房、物流中心、农业养殖场、温室大棚等。

3. 与冷却塔、水源热泵系统相比,地源热泵系统在小型建筑市场和夏季高温地区有更广泛的应用。

四、工艺原理地源热泵系统通过在地下埋置U型地埋管,在地下40~200米深度将温度相对恒定的地下水或土壤作为换热介质,从而调节室内温度。

为了保证地源热泵系统的换热效率和施工质量,需要采用一系列的技术措施:1. 在设计过程中,需根据建筑物的使用用途、临近建筑物的状况、地下水位、地下埋管长度、布局方式等因素进行合理的规划和设计。

2. 在施工前,需要进行地质勘察和地下管道排查,以保证地下水、地下管道和地下设施不受侵害。

3. 施工过程中需要掌握合理的施工工艺和技能,调整施工过程中的参数和机器操作。

4. 应进行周全的质量控制,包括地下管道的密封控制、管内水压测试和泄漏监测。

5. 需要严格遵守安全规范、操作规程,做好安全保障工作。

五、施工工艺地源热泵系统地埋管施工工艺包括以下几个主要步骤。

地源热泵系统地埋管换热器设计标准

地源热泵系统地埋管换热器设计标准

地源热泵系统地埋管换热器设计标准
地源热泵系统是一种高效、环保的供暖方式,其核心设备是地源热泵。

地源热泵通过地下管道将地下的热能传递到室内,实现供暖和制冷。

而地埋管换热器则是地源热泵系统中的重要组成部分,其设计标准对于地源热泵系统的运行效率和使用寿命具有重要影响。

地埋管换热器的设计标准主要包括以下几个方面:
1. 管道材料的选择。

地埋管道需要具有良好的耐腐蚀性和耐压性能,一般采用聚乙烯管或聚丙烯管。

管道的直径和壁厚需要根据地下水温度、土壤类型和地下水流速等因素进行合理的选择。

2. 管道敷设深度。

地埋管道的敷设深度需要考虑到地下水位、土壤类型和地下管道的保护等因素。

一般来说,地埋管道的敷设深度应该在1.5米以上。

3. 管道敷设方式。

地埋管道的敷设方式有水平敷设和垂直敷设两种。

水平敷设适用于土地面积较大的场合,而垂直敷设适用于土地面积较小的场合。

4. 管道间距和管道长度。

地埋管道的间距和长度需要根据地下水温度、土壤类型和地下水流速等因素进行合理的选择。

一般来说,管道间距应该在1.5米以上,管道长度应该在100米以内。

5. 管道连接方式。

地埋管道的连接方式需要采用专业的连接器件,
确保连接牢固、密封性好。

地源热泵系统地埋管换热器的设计标准对于地源热泵系统的运行效率和使用寿命具有重要影响。

在设计和施工过程中,需要严格按照相关标准进行操作,确保地埋管道的质量和安全性。

简述地源热泵地埋管垂直换热系统施工

简述地源热泵地埋管垂直换热系统施工

简述地源热泵地埋管垂直换热系统施工我国地源热泵的开发利用起步比较晚,虽然早在20世纪50年代,就曾在上海、天津等地尝试采用夏取冬灌的方式抽取地下水制冷,但开始推广和研究地源热泵系统是在20世纪90年代。

为何要推广应用,有两方面原因:一方面是要节约常规能源、充分利用可再生能源的国内外大趋势;另一方面,我国具有较好的热泵科研与应用的基础。

1、地源热泵系统的定义地源热泵系统是以浅层地热能资源,即蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源为低温热源,以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质的热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。

根据地热能交换系统形式的不同,地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。

2、地埋管热泵系统的工作原理地埋管热泵系统是以水或其他换热介质作为冷热能的载体,通过埋设在地下的换热管与岩土体进行热交换,冬季把岩土体中的热量取出供暖,夏季把室内热量取出释放到岩土体中储能。

采用室外地埋管垂直或者水平埋管敷设。

3、地源热泵施工流程核实图纸→定位放线→检查施工机械→定点就位→垂直找平→钻机钻孔→检查预制PE管→第一次水压试验→PE管下管及保压验收→管井回填→水平沟槽开挖→环路集水管连接→第二次水压试验→管沟回填4、地源热泵监理控制要点4.1钻孔前准备(1)钻孔前应督促施工单位勘测现场,做好和其他专业的交叉与衔接。

根据施工钻孔平面图的孔数、行距和面积,进一步核实现场的施工面积以满足打孔要求。

(2)核实无误后,要求施工单位按施工平面图检查定位放线,排水、泥浆倒运工序,合理安排土方、泥浆池、安全通道及堆土场的位置,保持通道畅通无阻。

4.2钻孔施工(1)钻孔就位,监理应采用测量仪器复核钻机钻孔垂直度,防止垂直偏差将已埋管道损坏。

(2)确定要钻孔的两孔之间挖泥浆池,具体大小根据现场需要,位置在地埋管挖沟方向两孔之间,用作钻井机在施工中水循环载体,方便水流到其他地方,保证施工现场的整洁。

埋管式地源热泵中央空调系统十大特点

埋管式地源热泵中央空调系统十大特点

埋管式地源热泵中央空调系统十大特点
高效节能埋管式地源热泵系统不燃油、不燃气、不燃煤。

土壤源是取之不尽、用之不完的可再生能源,能效比可高达1:4以上。

绿色环保埋管式地源热泵系统,不破坏地下水资源、低噪音,又不排放废气和废弃物,对空气不造成热污染,具备零污染的良好环保品质。

节省投资投资一套设备,服务两个季节。

传统的中央空调制冷和供暖,一般是由两套系统分别完成,而每个系统的使用率不足半年,设备利用率低,埋管式地源热泵系统则“一机两用”,既可夏季制冷,又可冬季供暖,节省了投资。

节约费用采用埋管式地源热泵系统可大量降低运行费用,比其它系统的中央空调运行费用降低30%~100%以上。

节约用水埋管式地源热泵的水系统采用全封闭循环,借助于地下土壤源的温度场取冷或散热。

因此不蒸发、不补水、循环往复,是节水型的中央空调。

灵活控制埋管式地源热泵系统以人为本,根据需要灵活控制,开关由己,冷暖自如,温馨舒适,分户计量。

健康舒适埋管式地源热泵系统,不用冷却塔,从根本上杜绝了军团菌的滋生,保障了人们的身心健康。

性能可靠埋管式地源热泵系统,其主机及系统匹配科学、合理,并选用世界名牌产品,高强度、高密度的聚氯乙烯管材均为进口原料生产,使用寿命长达五十年。

经主机、系统、末端的优化组合、科学配置,则系统运行稳定可靠,便于操作。

安全实用埋管式地源热泵系统无易燃易爆隐患,系统自动化程度高,能实现温度、压力、流量、关键部位的多参数自动调节,且安全性能良好。

建筑整体美观不用冷却塔,没有室外机和室外挂机,不用锅炉房,减少占地和建筑面积。

地埋管地源热泵原理及施工技术

地埋管地源热泵原理及施工技术

地埋管地源热泵原理及施工技术目录:一、术语二、地源热泵技术简介1、地源热泵原理2、地源热泵技术特点3、地源热泵优点4、地源热泵缺点三、地埋管式地源热泵系统四、地埋管式地源热泵系统安装要点五、地埋管地源热泵系统安装工艺流程六、地埋管换热系统的检验与验收附录一、术语:1、地源热泵系统:以岩土体、地下水和地表水为低温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统,根据地热能交换形式的不同,地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。

2、地埋管换热系统传热介质通过水平或竖直地埋管换热器与岩土体进行热交换的地热能交换系统,又称土壤热交换系统。

3、地埋管换热器供传热介质与岩土体换热用的,由埋在地下的密闭循环管组构成的换热器,又称土壤热交换器.根据管路埋设方式不同,分为水平地埋管换热器和垂直地埋管换热器。

4、地下水换热系统与地下水进行热交换的地热能交换系统,分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。

5、直接地下水换热系统由抽水井取出的地下水,经处理后直接流经水源热泵机组热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。

6、间接地下水换热系统由抽水井取出的地下水,经中间换热器热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统.7、地表水换热系统与地表水进行热交换的地热能交换系统,分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统.8、开式地表水换热系统地表水在循环泵的驱动下,经处理直接流经水源热泵机组或通过中间换热器进行热交换的系统。

9、闭式地表水换热系统将封闭的换热盘管按照特定的排列方法放入具有一定深度的地表水体中,传热介质通过换热管管壁与地表水进行热交换的系统。

10、环路集管连接各并联环路的集合管,通常用来保证各并联环路流量相等。

二、地源热泵技术简介1、地源热泵原理地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。

地源热泵通过输入少量的高品位能源(电能),即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。

地源热泵埋管方案

地源热泵埋管方案

地源热泵埋管方案地源热泵是一种利用地下热能进行加热和制冷的环保节能技术。

它通过地下管道中的工质循环,从地下提取热能,然后利用热泵技术将低温热能转化为高温热能,从而实现建筑物的采暖和制冷。

地源热泵技术是一种可持续利用地下能源的有效方式,可以大幅度降低建筑物的能耗和碳排放。

地源热泵系统主要由热水循环系统、热泵机组和地下埋管组成。

其中,地下埋管作为热交换器,起到了关键的作用。

埋管的选择和设计对地源热泵系统的性能和效果有着直接的影响。

地源热泵埋管方案首先需要进行地质勘察,以确定地下条件和热能储量。

常用的勘察方法包括地下钻探和地下水位监测。

根据地下情况,可以选择水平埋管或竖直埋管的方式。

水平埋管是将地源热泵系统的管道布置在浅地下的水平深度上,一般为1-2米深。

这种方式相对较简单,施工难度较低,适用于地下土层较好的地区。

水平埋管的取暖效果相对较好,在采暖季节可以充分利用地下热能。

竖直埋管是将地源热泵系统的管道布置在较深的地下,通过打井的方式将管道垂直埋入土壤中。

这种方式适用于土地有限的情况,可以节省空间。

竖直埋管的优点是稳定性更好,不受气候影响,可以长时间稳定供暖和制冷。

另外,地源热泵埋管方案还需要考虑埋管的材料选择。

常用的材料有聚乙烯管和钢管。

聚乙烯管具有良好的耐腐蚀性和导热性能,在地源热泵系统中得到了广泛应用。

钢管的优点是强度高,可以适应较高的工作压力,适用于大型地源热泵系统。

在地源热泵埋管方案的设计过程中,还需要考虑管道的布置方式和管道的间距。

一般来说,管道之间的间距应根据地下土壤的热传导性能确定,以最大限度地提高热交换效果。

除了埋管方案的设计,地源热泵系统还需要考虑其他因素,如水源问题、环境影响和运行维护等。

水源是地源热泵系统中重要的一环,需要保证水质的纯净和稳定,以保证系统的正常运行。

此外,地源热泵系统的运行维护也需要定期进行,包括清洗埋管、检查泵组和调整系统参数等。

总的来说,地源热泵埋管方案是地源热泵系统设计中的重要环节。

地埋管地源热泵系统工程技术规范-2023最新

地埋管地源热泵系统工程技术规范-2023最新

目次1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (2)4 基本规定 (3)5 勘查与评估 (3)6 系统设计 (5)7 施工安装 (7)8 调试与验收 (10)9 智能监控 (11)附录A(规范性)岩土热响应试验 (14)附录B(资料性)地埋管外径及壁厚 (15)附录C(资料性)岩土体热物性参数 (16)地埋管地源热泵系统工程技术规范1 范围本文件规定了地埋管地源热泵系统工程(简称地源热泵工程)的基本规定、勘查与评估、系统设计、施工安装、调试与验收、智能监控等技术要求。

本文件适用于以岩土体为低温热源的地源热泵工程的建设和运行。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T14848 地下水质量标准GB50015 建筑给水排水设计标准GB50194 建设工程施工现场供用电安全规范GB50202 建筑地基基础工程施工质量验收标准GB50203 砌体结构工程施工质量验收规范GB50243 通风与空调工程施工质量验收规范GB50261 自动喷水灭火系统施工及验收规范GB50274 制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范GB50366 地源热泵系统工程技术规范GB50411 建筑节能工程施工质量验收标准GB50736 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50738 通风与空调工程施工规范GB50974 消防给水及消火栓系统技术规范GB55015 建筑节能与可再生能源利用通用规范CJJ101 埋地塑料给水管道工程技术规程DZ/T0225 浅层地热能勘查评价规范JGJ33 建筑机械使用安全技术规程JGJ46 施工现场临时用电安全技术规范JGJ59 建筑施工安全检查标准JGJ/T132 居住建筑节能检测标准NB/T10274 浅层地热能开发地质环境影响监测评价规范DB11/687 公共建筑节能设计标准DB11/T 852 有限空间作业安全技术规范DB11/891 居住建筑节能设计标准DB11/1066 供热计量设计技术规程DB11/T 1419 通用用能设备碳排放评价技术规范DB11/T1639 地源热泵系统节能监测1DB11/T1771 地源热泵系统运行技术规范DB11/T1956 地热动态监测规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

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一、地源热泵系统简介0 引言“热泵”这一术语是借鉴“水泵”一词而来。

在自然环境中,水往低处流动,热向低温位传递,水泵将水从低处“泵送”到高处利用。

而热泵可将低温位热能“泵送”(交换传递)到高温位提供利用。

在我国《暖通空调术语标准(GB50155-02)》中,对“热泵”的解释是“能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机”。

我们也可以称热泵为既可以制冷又可以供热的机组。

热泵的分类多种多样,国际上通常根据热泵的热汇:即冷源和热源的不同,以及供暖和制冷输送介质的不同进行热泵分类。

当按冷源和热源分类时,可分为空气源热泵、水源热泵、地源热泵三大类。

由于输送冷、热量的介质主要为空气和水,当同时考虑冷、热源的输送介质时,就形成了:空气-水热泵、水-空气热泵(包括地下水热泵和地表水热泵)、水-水热泵、以及地下耦合热泵。

地源热泵(GSHP)是一个广义的术语,它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和冷源的热泵系统。

即:地下耦合热泵系统,也叫地下热交换器地源热泵系统、地下水热泵系统、地表水热泵系统。

地源热泵还有一系列其他术语:如地热热泵、地能热泵、地源系统等。

1997年之后由ASHAE统一为标准术语:地源热泵(ground-source heat pump,GSHP)。

00 空气源热泵空气源热泵以室外空气作为热源。

在供热工况下将室外空气作为低温热源,从室外空气中吸收热量,经热泵提高温度送入室内供暖。

空气源热泵系统简单,初投资较低。

空气源热泵的主要缺点是在夏季高温和冬季寒1冷天气时热泵的效率大大降低。

而且,其制热量随室外空气温度降低而减少,这与建筑负荷需求正好相反。

因此当室外空气温度低于热泵工作的平衡点温度时,需要用电或其它辅助热源对空气进行加热。

此外,在供热工况下空气源热泵的蒸发器上会结霜,需要定期除霜,这也消耗大量的能量。

在寒冷地区和高湿度地区热泵蒸发器的结霜成为较大的技术障碍。

在夏季高温天气,由于其制冷量随室外空气温度升高而降低,同样可能导致系统不能正常工作。

空气源热泵不适用于寒冷地区,应用受到很大局限。

01地下水源热泵地下水源热泵系统的热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。

经过换热的地下水可以排入地表水系统,但对于较大的应用项目通常要求通过回灌井把地下水回灌到原来的地下水层。

最近几年地下水源热泵系统在我国得到了迅速发展。

但是,应用这种地下水热泵系统也受到许多限制。

首先,这种系统需要有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。

因此在决定采用地下水源热泵系统之前,一定要作详细的水文地质调查,并先打斟测井,以获取地下温度、地下水深度、水质和出水量等数据。

地下水热泵系统的经济性与地下水层的深度有很大的关系。

如果地下水位较低,不仅成井的费用增加,运行中水泵的耗电将大大降低系统的效率。

此外,虽然理论上抽取的地下水将回灌到地下水层,但目前国内地下水回灌技术还不成熟,在很多地质条件下回灌的速度大大低于抽水的速度,从地下抽出来的水经过换热器后很难再被全部回灌到含水层内,造成地下水资源的流失。

此外,即使能够把抽取的地下水全部回灌,怎样保证地下水层不受污染也是一个棘手的课题。

水资源是当前最紧缺、最宝贵的资源,任何对水2资源的浪费或污染都是绝对不允许的。

目前由于对环保和使用地下水的规定和立法越来越严格,地下水源热泵的应用已逐渐减少。

02地表水水源热泵地表水水源热泵系统的热源是池塘、湖泊或河溪中的地表水。

在靠近江河湖海等大量自然水体的地方,利用这些自然水体作为热泵的低温热源是值得考虑的一种空调热泵的形式。

当然,这种地表水热泵系统也受到自然条件的限制,由于地表水温度受气候的影响较大,与空气源热泵相似,当环境温度越低时热泵的供热量越小,虽环保但并不节能,在实际工程中应用较少。

03地下热交换器地源热泵地下热交换器地源热泵又叫土壤热交换器地源热泵。

该系统是把传统空调器的冷凝器或蒸发器直接埋入地下,使其与大地进行热交换,或是通过中间介质(通常是水)作为热载体,并使中间介质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热交换的目的。

也就是说,该系统是以大地为热源对建筑物进行空调的技术。

冬季通过热泵将大地中的低位热能提高品位对建筑供暖,同时储存冷量,以备夏用;夏季通过热泵将建筑内的热量转移到地下,对建筑物进行降温,同时储存热量,以备冬用。

大地提供了一个绝好的免费能量存贮源泉,这样就实现了能量的季节转换。

正是由于地源热泵系统采用了大地这一特殊的热源体,与广泛采用的空气源热泵相比,它的季节平均性能系数高,尤其在极端气候条件下仍能保持较高的性能系数,空调效果不受室外气温的影响,运行稳定可靠;不向建筑外大气环境排放废冷或废热,有利于环保;室外换热器埋3在地下,不存在冬季除霜问题,节省了除霜所耗的电能;无室外机,不影响建筑外立面美观。

由于地源热泵系统采用的是可再生的地热能,可兼顾建筑物在不同季节的供热和供冷的需要,具有技术上的优势以及节能、环保和可持续性发展的优点,因此国际上将地下蓄能技术和高效热泵同时列入21世纪最有发展前途的50项新技术之中。

一地源热泵发展概况地源热泵(GSHP)的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文现中。

20世纪50年代,欧洲和美国开始了研究地源热泵的第一次高潮。

但在当时能源价格低,这种系统并不经济,因而未得到推广。

直到上世纪70年代,石油危机和日益恶化的环境把人们的注意力集中到节能、高效益用能和环境保护上时,使地源热泵的研究进入了又一次高潮,最近20年在欧美等工业发达国家取得了迅速的发展,已成为一项成熟的应用技术。

在美国地源热泵系统占整个空调系统的20%,是美国政府极力推广的节能、环保技术。

为了表示支持这种新技术,美国总统布什在他的得克萨斯州的官邸中也安装了这种地源热泵空调系统(见2001年5月28日参考消息)。

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,其中有超过3万台在家庭、学校和商场中应用。

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。

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。

计划每年安装40万台的目标,能降低温室气体排放一百万吨,相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树一百万英亩,年节约能源费4用4、2亿美元。

瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用浅层地热资源,地下土壤埋管的地源热泵,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%。

在我国由于能源价格的特殊性以及其它一些因素的影响,地源热泵技术发展比较缓慢,人们对之尚不十分了解,推广较困难,然而随着人们生活水平的提高,人均能耗的增长,一次性矿物能源的日益衰竭以及环境的日趋恶化,地源热泵技术已越来越引起人们的重视。

科技日报2000年2月12日3版刊登有关《中美签署地源热泵示范工程合作协议》的报道,标志着我国开始引进推广地源热泵技术。

在目前节能和环保的潮流下,该技术以其特有的节能性和稳定性受到行业的瞩目,国内许多院校、科研所作了大量的应用研究。

国家建设部在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中专门作了推荐。

据统计,仅在北京2004年施工并投入运行的地源热泵系统空调工程占全年空调工程保有量的2/3以上。

可以预见,随着经济的发展,人们节能、环保意识的日益提高,地源热泵作为一种节能、环保的绿色空调设备适应可持续发展要求,在中国必将有广阔的应用和发展前景。

二土壤热交换器地源热泵系统工作原理:地源热泵空调的心脏是一个“热泵”(制冷、供热)〉工作原理。

供〈1它吸取地暖时,此热向用户排放,量过程少耗消只5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,同样也消耗少量热能,如图2所示〈2〉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。

与用户换热的冷凝器变为蒸发器从集水夏天热泵中制冷剂逆向流动,与地下循环液换热的蒸发器变为冷凝℃)提取热能,(器中的低温水7-12如此循环循环液中热量再向地下低温区排放,器向地下循环液排放热量, 7-12℃的冷水。

往复连续地向用户提供〉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〈36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)三地源热泵空调系统的特点〈1〉利用可再生能源,环保效益高:地源热泵从浅层常温土壤中吸热或向其排热,浅层土壤之热能来源于太阳能,它永无枯竭,是一种可再生能源,所以当使用地源热泵时,其土壤热源可自行补充,持续使用。

机组在运行过程中,无废气污染物排放,不会产生城市热岛效应,对环境非常友好,是理想的绿色环保产品。

〈2〉高效节能,运行费用低:在制热时,地源热泵可将土壤中的热能“搬运”到室内,其能量70%来自土壤,制热系数高达3.5——4.5。

即输入1KW的电量可以得到3.5——4.5KW以上的制冷制热量。

运行费用每年每平方米仅为15——18元,比常规中央空调系统低40%——750%,比空气热泵低30%——40%。

〈3〉节水省地:1)以土壤为热载体,向其放出热量或吸收热量,不消耗水资源,不会对其造成污染。

2)省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施,机房面积大大小于常规设备)3)埋管可埋在车库、停车场、花园、操场等下面,不占用使用面积〈4〉灵活多用:制冷、供热兼提供生活热水,真正做到一机三用。

2)由于机组占地面积小,可灵活安置,系统末端也可作多种选择。

〈5〉行安全稳定,可靠性高:地源热泵系统在运行中无燃烧设备,因此不可能产生二氧化碳、一氧化碳之类的废气,也不存在丙烷气体,因而也不会有发生爆炸的危险,使用安全。

燃油、燃气锅炉供暖,其燃烧产物对居住环境污染极重,影响人们的生命健康。

由于土壤深处温度非常恒定,主机吸热或放热不受外界气候影响,运行工况比较稳定,优于其它空调设备。

不存在空气源热泵除霜和供热不足,甚至不能制热的问题。

土壤源热泵地下换热管路采用高密度聚乙烯塑料管,使用寿命长达50年以上,可与建筑物寿命相当.空调机组结构简单,运转部件少,使用寿命可达到20年以上。

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