热泵技术的应用
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1912年，瑞士Zoelly首次提出水源热泵概念，并申请 专利，1938年，欧洲第一台较大的热泵175kW，利用 苏黎世河水
1974年，能源危机，出现应用实例 近十几年，特别是近5年，节能与环保压力，得到迅
猛发展。
热泵特点
热泵-水泵
能应用冷凝器排 出的热量进行供热 的制冷系统。
热泵和制冷机的 工作原理和过程是
地表浅层收集了47%的太阳能量，它利用地表浅层的可 再生能源，符合可持续发展的战略要求。
2、高效节能
制热系数高达3.5～4.5，而锅炉仅为0.7～0.9，可比锅 炉节省70%以上的能源和40%～60%运行费用；制冷时要比普 通空调节能30%左右。
3、美观
传统空调系统的换热器置于室外，破坏建筑的外观；而 地源热泵把换热器埋于地下，保持建筑物外观的完美。
我国近百米内的土壤每年可采集的低温能 量达1.5万亿千瓦，是我国目前发电装机容量４ 亿千瓦的3750倍，而百米内地下水每年可采集 的低温能量也有２亿千瓦。因此，许多专家将 浅层地能比喻为一个巨大的“绿色聚宝盆”。
水泵的作用是把水从低处往高处送，热 泵就是热传导的“水泵”。把低温的热源提 升，提供生活用能。用１千瓦的电驱动热泵 后，可以“搬运”4千瓦的浅层地能。
地源热泵系统的一般形式
谢谢！
建设部启动 《可再生能源行 动计划》。主要 是：太阳能屋顶 计划和浅层地热
能利用计划。
地下井水热泵系统
热泵
地表水热泵系统
热泵
地热水和余热水热泵系统
hp.hvacr/
土壤源热泵
国外水源热泵装机现状
1985年，美国有1.4万台，2019年4.5万台，2019年 40万台，每年10％的速度增长，2019年占商用建筑19 ％，其中新建筑30％
主要供暖方式
燃煤、燃气 锅炉 集中供热
热用户
直接电采暖 （蓄热锅炉、 地板辐射、 电热膜）
热泵（空气 源、水源）
热泵的能量利用系数高
直接电 100% 电厂
发电33% 损失67%
房间33%
锅炉 热泵
100%
效率70%
房间70%
锅炉 损失30%
100%
发电33% 热 COP=4 泵
房间130%
电厂 损失67% 99%
（2）农业消费需求特点
需要温控的农业大棚、禽舍、鱼池等需求越来越旺。利 用地源热泵技术，可以为现代农业提供价廉质优的温控系统
意义和必要性
我国采暖和空调的能耗已占建筑总能耗的55％，炎夏季节多数电 网高峰负荷约有1／3用于空调制冷，使许多地区用电高度紧张，拉 闸限电频繁。
我国新建建筑全面执行节能标准，建筑能耗要减少50%。
中、欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国、丹麦等， 2019年统计，在家用供暖装置，水源热泵所占比例， 瑞士96％，奥地利38％，丹麦27％。
国外土壤源热泵的实例
美国较大的土壤源热泵系统，加州斯托克顿州立 大学
* 390多个深度120m孔，地下总长93600m
* 高强度聚氯乙烯管，冬夏两季
* 地面上为停车场、花园、建筑、道路 * 为32000m2多功能建筑群服务 * 年节约费用45.5万美元，节电25％，
hvacr/
地源热泵系统的特点及优势来自百度文库
4、保护环境
设备的运行没有燃油、燃煤污染。不抽取地下水，没有 地下水位下降、地面沉降和开凿回灌井等问题，是真正的绿 色环保能源利用方式。
5、多功能、系统控制和管理方便
—套地源热泵系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调 和生活热水加热的三套装置或系统。
6、寿命长
普通空调寿命一般在15年左右，而地源热泵的地下换热 器由于采用高强度惰性材料，埋地寿命至少50年。
节约燃料70％
水源热泵的特点
1、清洁的可再生能源利用技术 2、高效节能 3、运行稳定可靠 4、环保效益显著 5、一机多用，应用范围广 6、维护费用低，自动化程度高 7、缺点:水源
国内目前水源热泵现状
简单采用空调用冷水机组的翻版 缺乏水源热泵的相关数据库和计算方法 缺乏水源热泵的系列技术
意义和必要性
（1）供热制冷的需求特点
生 活 热 水 南 方 气 候 潮 湿 、 冬 季 气 温 变 化 大 （ 经 常 在 10℃-20℃间变化）、夏季炎热；而北方冬季寒冷，夏季炎 热，因此，洗澡用的生活热水成为生活必须； 夏季空调制冷 夏季炎热，制冷空调已成为城市家庭和办 公的基本设施； 冬季采暖 16℃是人体对寒冷忍受程度的一个界限，冬季 绝大多数地方的气温都会降至16℃以下。
我国建筑能耗
45%其 他建筑
能耗
55%空调、 采暖
33%夏季 空调
意义和必要性
建设部关于贯彻《国务院关于加强节能工作的决 定》的实施意见（建科[2019]231号）“到“十一五” 期末，中等城市完成既有建筑节能改造的面积要占既 有建筑总面积的15%，小城市要完成10%；太阳能、浅 层地能等可再生能源应用面积占新建建筑面积比例达 25%以上”
美国每年安装约4万套地源热泵系统,意味着降 低温室气体(如CO2等)排放100万吨，相当于减少50 万辆汽车的污染物排放或种植404686公顷(100万英 亩)树的效果，年节约能源费用可达42亿美元。
热泵
地球深处热流 或较深层的地热 能对地表浅层也 起到了加热作用
地球表面吸收 了太阳能的47％， 相当于人类一年 所需能量的500 多倍
化石燃料 燃烧
热泵与能源
热能
电能
原子能，自 然能（水、 风、太阳）
城市排热 自然热源
下 大水 楼热、 、泵地 变下 电铁 所道 、、垃工圾供供热厂焚热冷水、烧
空气、地下水、海水、河 川水、土壤、生物质气
可见，热泵技术——
属于经济效益、社会效益和 生态效益显著的社会公益技 术。
热泵的发展历史
1852年汤姆逊（Thompson）提出设想，1930年，美国 爱迪生公司，将制冷设备用于供热，供热量达1050kW
完全相同的。如同
电冰箱。
主要内容
1.空气源热泵技术 2.地源热泵技术
土壤源热泵技术 水源热泵技术
1.空气－空气热泵
(a)夏季制冷循环
制冷 制冷与热泵两用装置示意图
A 四通换向阀，B 毛细节流装置，C 压缩机
(b)冬季热泵循环
制热
market.hvacr/
2.地源热泵系统的特点及优势
1、可再生能源利用形式
1974年，能源危机，出现应用实例 近十几年，特别是近5年，节能与环保压力，得到迅
猛发展。
热泵特点
热泵-水泵
能应用冷凝器排 出的热量进行供热 的制冷系统。
热泵和制冷机的 工作原理和过程是
地表浅层收集了47%的太阳能量，它利用地表浅层的可 再生能源，符合可持续发展的战略要求。
2、高效节能
制热系数高达3.5～4.5，而锅炉仅为0.7～0.9，可比锅 炉节省70%以上的能源和40%～60%运行费用；制冷时要比普 通空调节能30%左右。
3、美观
传统空调系统的换热器置于室外，破坏建筑的外观；而 地源热泵把换热器埋于地下，保持建筑物外观的完美。
我国近百米内的土壤每年可采集的低温能 量达1.5万亿千瓦，是我国目前发电装机容量４ 亿千瓦的3750倍，而百米内地下水每年可采集 的低温能量也有２亿千瓦。因此，许多专家将 浅层地能比喻为一个巨大的“绿色聚宝盆”。
水泵的作用是把水从低处往高处送，热 泵就是热传导的“水泵”。把低温的热源提 升，提供生活用能。用１千瓦的电驱动热泵 后，可以“搬运”4千瓦的浅层地能。
地源热泵系统的一般形式
谢谢！
建设部启动 《可再生能源行 动计划》。主要 是：太阳能屋顶 计划和浅层地热
能利用计划。
地下井水热泵系统
热泵
地表水热泵系统
热泵
地热水和余热水热泵系统
hp.hvacr/
土壤源热泵
国外水源热泵装机现状
1985年，美国有1.4万台，2019年4.5万台，2019年 40万台，每年10％的速度增长，2019年占商用建筑19 ％，其中新建筑30％
主要供暖方式
燃煤、燃气 锅炉 集中供热
热用户
直接电采暖 （蓄热锅炉、 地板辐射、 电热膜）
热泵（空气 源、水源）
热泵的能量利用系数高
直接电 100% 电厂
发电33% 损失67%
房间33%
锅炉 热泵
100%
效率70%
房间70%
锅炉 损失30%
100%
发电33% 热 COP=4 泵
房间130%
电厂 损失67% 99%
（2）农业消费需求特点
需要温控的农业大棚、禽舍、鱼池等需求越来越旺。利 用地源热泵技术，可以为现代农业提供价廉质优的温控系统
意义和必要性
我国采暖和空调的能耗已占建筑总能耗的55％，炎夏季节多数电 网高峰负荷约有1／3用于空调制冷，使许多地区用电高度紧张，拉 闸限电频繁。
我国新建建筑全面执行节能标准，建筑能耗要减少50%。
中、欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国、丹麦等， 2019年统计，在家用供暖装置，水源热泵所占比例， 瑞士96％，奥地利38％，丹麦27％。
国外土壤源热泵的实例
美国较大的土壤源热泵系统，加州斯托克顿州立 大学
* 390多个深度120m孔，地下总长93600m
* 高强度聚氯乙烯管，冬夏两季
* 地面上为停车场、花园、建筑、道路 * 为32000m2多功能建筑群服务 * 年节约费用45.5万美元，节电25％，
hvacr/
地源热泵系统的特点及优势来自百度文库
4、保护环境
设备的运行没有燃油、燃煤污染。不抽取地下水，没有 地下水位下降、地面沉降和开凿回灌井等问题，是真正的绿 色环保能源利用方式。
5、多功能、系统控制和管理方便
—套地源热泵系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调 和生活热水加热的三套装置或系统。
6、寿命长
普通空调寿命一般在15年左右，而地源热泵的地下换热 器由于采用高强度惰性材料，埋地寿命至少50年。
节约燃料70％
水源热泵的特点
1、清洁的可再生能源利用技术 2、高效节能 3、运行稳定可靠 4、环保效益显著 5、一机多用，应用范围广 6、维护费用低，自动化程度高 7、缺点:水源
国内目前水源热泵现状
简单采用空调用冷水机组的翻版 缺乏水源热泵的相关数据库和计算方法 缺乏水源热泵的系列技术
意义和必要性
（1）供热制冷的需求特点
生 活 热 水 南 方 气 候 潮 湿 、 冬 季 气 温 变 化 大 （ 经 常 在 10℃-20℃间变化）、夏季炎热；而北方冬季寒冷，夏季炎 热，因此，洗澡用的生活热水成为生活必须； 夏季空调制冷 夏季炎热，制冷空调已成为城市家庭和办 公的基本设施； 冬季采暖 16℃是人体对寒冷忍受程度的一个界限，冬季 绝大多数地方的气温都会降至16℃以下。
我国建筑能耗
45%其 他建筑
能耗
55%空调、 采暖
33%夏季 空调
意义和必要性
建设部关于贯彻《国务院关于加强节能工作的决 定》的实施意见（建科[2019]231号）“到“十一五” 期末，中等城市完成既有建筑节能改造的面积要占既 有建筑总面积的15%，小城市要完成10%；太阳能、浅 层地能等可再生能源应用面积占新建建筑面积比例达 25%以上”
美国每年安装约4万套地源热泵系统,意味着降 低温室气体(如CO2等)排放100万吨，相当于减少50 万辆汽车的污染物排放或种植404686公顷(100万英 亩)树的效果，年节约能源费用可达42亿美元。
热泵
地球深处热流 或较深层的地热 能对地表浅层也 起到了加热作用
地球表面吸收 了太阳能的47％， 相当于人类一年 所需能量的500 多倍
化石燃料 燃烧
热泵与能源
热能
电能
原子能，自 然能（水、 风、太阳）
城市排热 自然热源
下 大水 楼热、 、泵地 变下 电铁 所道 、、垃工圾供供热厂焚热冷水、烧
空气、地下水、海水、河 川水、土壤、生物质气
可见，热泵技术——
属于经济效益、社会效益和 生态效益显著的社会公益技 术。
热泵的发展历史
1852年汤姆逊（Thompson）提出设想，1930年，美国 爱迪生公司，将制冷设备用于供热，供热量达1050kW
完全相同的。如同
电冰箱。
主要内容
1.空气源热泵技术 2.地源热泵技术
土壤源热泵技术 水源热泵技术
1.空气－空气热泵
(a)夏季制冷循环
制冷 制冷与热泵两用装置示意图
A 四通换向阀，B 毛细节流装置，C 压缩机
(b)冬季热泵循环
制热
market.hvacr/
2.地源热泵系统的特点及优势
1、可再生能源利用形式