地源热泵应用
深圳利用地源热泵供冷供热的案例
深圳利用地源热泵供冷供热的案例背景深圳是中国南方的一个发达城市,由于气候炎热,空调需求量大,而且在冬季供暖方面也存在一定的需求。
然而,传统的空调和供暖系统对环境的影响较大,能源消耗高,排放物排放量大。
为了解决这个问题,深圳开始采用地源热泵技术来供冷供热,以减少对传统能源的依赖并减少环境污染。
案例1:深圳某商业办公楼的利用地源热泵供冷供热案例背景该商业办公楼位于深圳市中心,是一栋多层建筑,总面积约为5000平方米。
由于深圳的气候炎热,办公楼需要全年提供空调服务,并在冬季提供供暖服务。
为了减少能源消耗和环境污染,该商业办公楼决定采用地源热泵技术来供冷供热。
过程1.地源热泵系统的设计:在商业办公楼的地下安装了一套地源热泵系统。
该系统由地源热泵主机、地源换热器、地源井和地下管道组成。
地源热泵主机通过地源换热器将地下的热能吸收并传给热泵系统,然后再将热能通过地下管道分配到各个办公室。
2.供冷过程:在夏季,地源热泵系统通过地下的地源换热器将地下的低温热能吸收到热泵系统中,然后通过制冷循环将热能释放到室内,达到供冷的效果。
同时,热泵系统还将室内的热能通过地下管道排出到地下,以保持室内的温度。
3.供热过程:在冬季,地源热泵系统通过地下的地源换热器将地下的高温热能吸收到热泵系统中,然后通过加热循环将热能释放到室内,达到供热的效果。
同时,热泵系统还将室内的冷能通过地下管道排出到地下,以保持室内的温度。
4.能耗监测和优化:商业办公楼对地源热泵系统的能耗进行定期监测,并根据监测结果进行系统的优化。
通过优化系统的运行参数和调整工作模式,进一步减少能源消耗,提高供冷供热效率。
结果通过采用地源热泵技术,该商业办公楼取得了以下成果:1.能源消耗减少:与传统空调和供暖系统相比,地源热泵系统的能源消耗减少了约30%。
这不仅减少了商业办公楼的运营成本,还减少了对传统能源的依赖。
2.环境污染减少:地源热泵系统减少了二氧化碳等温室气体的排放,对环境的影响更小。
暖通空调设计中地源热泵的应用论文
暖通空调设计中地源热泵的应用论
文
本文旨在探讨暖通空调设计中地源热泵的应用。
地源热泵是一种利用地下热能的新型能源技术,它可以根据周围环境的温度,从地下获得热能和冷能。
地源热泵具有高效、节能、环保等特点,因此在暖通空调系统设计中有着广泛应用。
首先,地源热泵可以提高暖通空调系统的能效。
传统的空调系统需要能耗较高的制冷剂循环来制冷,在制冷剂流通过程中产生大量的能量浪费。
而地源热泵通过废气利用,从地下获取热能,将其转化为冷热两用,满足室内温度控制的需要,同时避免了环境能源浪费,降低了能源成本。
其次,地源热泵可以提高室内空气质量。
在传统的空调系统中,由于制冷剂流通过程中容易产生冷凝物,容易滋生细菌和霉菌,从而导致室内空气污染。
地源热泵利用地下热能,将其利用成电能,利用电能来供应热源,制冷剂的流通减少,自然也会减少污染物的产生,提高空气质量。
此外,地源热泵对环境保护具有积极的作用。
地源热泵制冷剂的流通次数较少,也因此减少环境污染。
同时,由于地下热能的可再生性,也会降低对能源的消耗,成为环保中不可替代的资源。
最后,地源热泵具有一定的装饰性。
地源热泵不会影响建筑物的外观,只需要寻找合适的场地即可安装,并且可以配合建筑物的造型,操作简便,不需要过多的耗费人力。
综上所述,地源热泵在暖通空调设计中的应用是十分必要的。
它不仅能够提高能效,保障室内空气质量,对环境保护发挥重要作用,同时也可以美化环境,提高建筑物的整体档次。
在未来的设计中,地源热泵应该会得到越来越广泛的应用。
地源热泵技术与应用实例
地源热泵技术与应用实例(一)一、地源热泵概述1 、地源热泵系统形式和名称通常根据热泵的热源(heat source)和热汇(heat sink)(冷源)的不同,主要分成三类:空气源热泵系统 ( air-source heat pump) ASHP水源热泵系统 (water- source heat pump) WSHP地源热泵系统 (ground- source heat pump)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 --- 空气热泵系统水 --- 水热泵系统空气---空气热泵系统这些都是把热源、热汇以及空调系统的传递介质也包括进来分类形成的。
为了和国际标准接轨,我们还是应该依照国际惯例来命名。
在1997年由美国的ASHRAE(美国采暖、制冷与空调工程师学会)统一了标准术语,无论是WS HP、GSHP都叫做GSHP--地源热泵系统。
另外,为了让我们在学习和讨论中更方便,介绍一些地源热泵室外能量交换系统的概念:土壤埋管系统----土壤换热器(水平埋管、竖直埋管)地下水系统地表水系统这些都是地源热泵的热源或热汇形式。
(具体参见下图)2 、地源热泵发展历程最早提出来利用浅层地热能概念(即地源热泵概念)是1912年瑞士Zoelly 工程师,并申请了专利。
直到二战后的1948年,Zoelly的技术才开始被人们重视和关注,开始了大量的理论研究。
但真正开始应用是在70年代能源危机开始之后。
因为能源和环境问题日益严重,人们更重视低温浅层地热能作为能源的地源热泵系统的应用和实践。
国内的热泵研究起步于上世纪50年代。
天津大学的热能所是最早开展热泵方面技术研究的单位。
所以说天津大学在这方面是有传统的,也有很深的底蕴。
并且现在也有兴趣和实力来进一步发展这项领域的工作。
包括天大地热中心的地热尾水热泵方面的推广工作、热能系前些年所作的地下水源热泵方面的探索工程等。
1960年代陆续研制出了热泵式空调机,1965年天大与天津冷气机厂研制成国内第一台水冷式热泵空调机。
地源热泵供暖方案
地源热泵供暖方案1. 引言地源热泵(Ground Source Heat Pump, GSHP)是一种利用地热能进行供热和供冷的系统。
相比传统的采暖设备,地源热泵能够提供更高效、更环保、更节能的供暖方案。
本文将介绍地源热泵供暖方案的原理、优势以及应用实例。
2. 原理地源热泵供暖系统的主要原理是利用地下的恒定温度作为热源,通过地源热泵将地下的低温热能提取出来,经过压缩升温后用于供暖。
地源热泵供暖的工作流程如下:1.地源热泵从地下采集热能:通过埋入地下的地热井或水井,将地下的低温热能吸收到地源热泵系统中。
2.地源热泵系统中的制冷剂:地源热泵系统通过回路中的制冷剂将地下的低温热能带到蒸发器中。
3.制冷剂的压缩:通过压缩机对制冷剂进行压缩,使其升温。
4.制冷剂的解压:经过压缩后的制冷剂进入冷凝器,通过放热使其冷却,并进一步降低温度。
5.室内供暖:冷却后的制冷剂进入室内,通过换热器将热能释放到供暖系统中,实现室内的供暖。
3. 优势相比传统的供暖方式,地源热泵供暖具有以下优势:3.1 高效节能地源热泵供暖系统利用地下的恒定温度作为热源,在低温条件下能够提供足够的热量,提高了供暖系统的热效率。
根据统计数据,地源热泵供暖系统的能效比通常为4-5,远高于传统的采暖设备。
3.2 环保低碳地源热泵供暖过程中不会产生烟尘、废气等污染物,不会对环境造成污染。
由于地下能源的使用,也不需要使用化石燃料,减少了温室气体的排放,具有较好的环保性。
3.3 稳定可靠地源热泵供暖系统的热源来自地下,地温较为稳定,不受气候变化的影响。
因此,地源热泵供暖系统在运行过程中能够提供稳定的供热效果,不受室外温度的影响。
4. 应用实例地源热泵供暖方案已经在许多国家和地区得到广泛应用。
以下是几个地源热泵供暖的实际应用实例:4.1 家庭供暖地源热泵供暖系统适用于各种类型的建筑,包括住宅、别墅等。
它可以提供稳定的供暖效果,同时具有高效节能和环保的特点,受到越来越多家庭的青睐。
地源热泵系统在建筑中的应用
地源热泵系统在建筑中的应用地源热泵(Ground Source Heat Pump,简称GSHP)系统是一种利用地下热能进行建筑供暖、制冷和热水供应的高效节能的热泵系统。
它通过地下的稳定温度提供热量,并通过制冷循环来提供制冷效果。
地源热泵系统在建筑中的应用已经得到广泛认可,下面将从节能、环保和经济效益三个方面探讨其应用价值。
一、节能效益地源热泵系统是一种高效节能的供暖制冷系统。
其主要优势体现在以下几个方面:首先,地源热泵系统利用地下的稳定温度进行换热,而地下温度相对较为稳定,可以保证系统始终处于一个较高温度差的工作状态。
相比较而言,空气源热泵系统则会受到季节变化和气候波动的影响,效能不稳定。
其次,地源热泵系统采用地下水源或地源热井进行换热,充分利用地下温度,减少了对外界环境温度的依赖,从而提高了系统的效能。
与传统的电能或燃气供暖相比,地源热泵系统在能源利用上更加高效。
再次,地源热泵系统通过制冷循环的方式,在夏季可以实现制冷的效果。
相比较传统的空调系统,地源热泵系统可以大大降低制冷能耗,提高系统的整体效能。
综上所述,地源热泵系统在供暖和制冷方面的节能效益是显著的,可以有效减少能源消耗,降低能源浪费。
二、环保效益地源热泵系统作为一种清洁能源利用方式,具有良好的环保效益。
主要表现在以下几个方面:首先,地源热泵系统减少了对化石能源的使用,降低了二氧化碳等温室气体的排放。
这有利于减少对全球气候变化的负面影响,更好地保护环境。
其次,地源热泵系统本身不会产生废气、废水等污染物,避免了传统燃烧方式产生的大量排放物质对环境的污染。
再次,地源热泵系统的换热过程中,可以回收利用废热,提高能源的利用效率,减少能源的浪费。
这种能源回收利用的方式更符合可持续发展的理念,对环境起到了积极的保护作用。
综上所述,地源热泵系统不仅在能源利用方面有明显的节能效益,同时也对环境保护起到了积极的作用。
三、经济效益地源热泵系统在经济效益方面的表现主要体现在以下几个方面:首先,地源热泵系统在使用过程中可以大幅度降低能源费用。
地源热泵应用现状调研及优化建议
地源热泵应用现状调研及优化建议摘要:热泵是在电能驱动下,通过热力学逆循环连续地将热量从低位热源转移到高温物体或者介质,并用于制取热量的装置。
可以利用一份电能提取3~4份可再生能源中的低位热能,共同向用户供热,因此,热泵供热是一种节能、环保、高效的供热方式,在建筑供暖和生活热水供应上获得了广泛应用。
正是由于其这一特性,热泵技术的发展始终同能源与环境问题息息相关,紧密联系在一起。
进入21世纪,气候变化及能源问题更加严峻,热泵技术作为可再生能源利用的有效途径,成为国际能源署认定的节能减碳关键技术之一,在我国获得了广泛的应用。
关键词:地源热泵;应用现状;优化建议引言能源革命、低碳能源、清洁供暖目前已经成为我国能源战略的重要组成部分。
面对严峻的能源危机,国家大力支持低碳清洁能源的开发和利用,建筑行业领域也迎来能源革命。
在建筑领域,地源热泵系统作为一种使用清洁能源的采暖(制冷)系统,可以利用少量的高位能(一般为电能),将浅层的地热能转化为高位热能。
地源热泵主要是将土壤所储藏的庞大太阳能作为热源,通过热泵系统进行能量的相互转换,是一种实用的节能技术。
从长期来看,地源热泵系统具有良好的发展前景,国家大力支持,随着科学技术的进步,未来,其势必获得更广泛的利用。
1热泵发展现状根据热泵利用的低位热源不同分为:空气源热泵、地源热泵、太阳能热泵,其中地源热泵包括地埋管地源热泵、地下水地源热泵和江、河、湖、海、污水及再生水等地表水源热泵。
按照低位热源的可得性、稳定性及技术经济性,空气源热泵和地源热泵是我国热泵应用主要类型。
空气源热泵早期以冷暖空调形式应用推广,以供冷为主、供热为辅,主要应用于分散式短期供暖的长江流域及以南地区。
近年来随着我国清洁取暖国家战略的实施,空气源热泵供暖成为分散电代煤的主要技术形式,应用范围不断北扩。
长江流域供暖需求的日益增加,空气源热泵在这一区域的应用也进一步推广。
建筑节能工作的不断深入推进,迈入近零能耗时代,建筑负荷需求大幅度降低,供能灵活性要求提升,空气源热泵集成新风、净化、除湿的多功能产品不断涌现。
地源热泵在节能环保中的作用
地源热泵在节能环保中的作用地源热泵是一种利用地下储能来进行供暖、制冷和热水的能源装置。
它是一种高效节能的取暖系统,对环境保护也起着重要作用。
下面将详细介绍地源热泵在节能环保中的作用。
首先,地源热泵可以有效地节约能源。
它以地下的热能为能源,比传统的供暖系统能有效节约能源40-70%。
地下温度相对稳定,地源热泵能够稳定地提供热能,在冬季供暖中非常高效。
而且,地源热泵在夏季制冷时,还能回收热能用于供暖,节约热能的同时降低了电力的使用量,提高了能源的利用效率。
其次,地源热泵对空气质量的改善起到了积极的作用。
相比传统的燃煤取暖方式,地源热泵不产生任何燃烧产物,不会产生空气污染物、灰尘、废气等污染物,减少了对大气环境的污染。
同时,地源热泵也不需要明火燃烧,减少了火灾事故的发生概率,提高了居民的安全性。
再次,地源热泵能够有效减少温室气体的排放。
传统的取暖设备主要依赖煤、油等化石燃料,而地源热泵采用了可再生的地能,减少了对化石燃料的需求,降低了温室气体的排放。
据统计,每年使用地源热泵供暖可以节约二氧化碳排放约2-3吨,减少甲醛、二氧化硫等有害气体的排放量,改善了大气环境。
此外,地源热泵还具有耐久性和可靠性。
它的核心部件是地下的地热换热器,由于地下温度相对稳定,所以地源热泵的运行非常可靠,寿命较长。
相比之下,传统的取暖设备如锅炉、电暖器等寿命较短,需要经常更换和维修,造成了能源和资源的浪费。
而地源热泵不仅减少了设备的维修成本,还减少了对设备的废弃物的排放,从而保护了环境。
最后,地源热泵的使用对于可再生能源的推广起到了重要作用。
使用地源热泵可以减少对电力的需求,提高了电力的利用效率。
随着地源热泵的普及,对可再生能源如太阳能、风能等的需求也会增加,从而推动了可再生能源的发展和应用。
总之,地源热泵在节能环保中发挥着重要的作用。
它能够节约能源、改善空气质量、减少温室气体的排放,同时具有耐久性和可靠性。
地源热泵的发展和应用不仅可以提高人们的生活质量,还可以保护环境,促进可持续发展。
地源热泵的工作原理与应用
地源热泵的工作原理与应用地源热泵是一种利用地下热能进行空调供暖的环保技术。
它的工作原理是通过地下的地热能源,将低温热能转化为高温热能,从而实现供暖和制冷的目的。
地源热泵系统由地热换热器、热泵主机、室内机组和管道系统等组成。
地热换热器是地源热泵系统的核心部件之一。
它埋设在地下深处,利用地下土壤的稳定温度来进行热交换。
地下温度相对稳定,一般在10摄氏度左右,可以提供稳定的热能源。
地热换热器通过管道与热泵主机相连,将地下的热能传递给热泵主机。
热泵主机是地源热泵系统的核心部件之一。
它通过压缩机、膨胀阀、换热器等组件,将地下的低温热能转化为高温热能。
热泵主机中的压缩机起到压缩制冷剂的作用,使其温度升高。
膨胀阀控制制冷剂的流量,使其压力降低,温度下降。
通过这样的循环过程,热泵主机可以将地下的低温热能提升到适合供暖和制冷的温度。
室内机组是地源热泵系统的另一个重要组成部分。
它通过风机和换热器,将热泵主机产生的热能传递给室内空气。
当需要供暖时,室内机组将热能传递给室内空气,使室内温度升高;当需要制冷时,室内机组将热能从室内空气中吸收,使室内温度降低。
通过这样的方式,地源热泵系统可以实现空调供暖的效果。
地源热泵的应用非常广泛。
它可以用于家庭住宅、商业建筑、办公楼等各种场所的供暖和制冷。
与传统的燃气锅炉或电加热器相比,地源热泵具有很多优势。
首先,它利用地下的可再生能源,具有较高的能源利用率,可以节约能源并减少碳排放。
其次,地源热泵系统运行稳定,噪音低,使用寿命长。
此外,地源热泵还可以与太阳能、风能等其他可再生能源相结合,形成多能互补的供暖系统。
地源热泵是一种环保、高效的供暖和制冷技术。
通过利用地下的热能资源,它可以实现空调供暖的效果,并具有节能减排的优势。
随着人们对环境保护和可持续发展的重视,地源热泵技术在未来将有更广阔的应用前景。
建筑节能施工中的地源热泵应用案例
建筑节能施工中的地源热泵应用案例地源热泵是一种利用地质热能进行建筑节能的先进技术。
它通过地下水或地表土壤中的热能,将低温热能提升到适宜供暖或供冷的温度,实现建筑物的能源高效利用。
本文将介绍几个地源热泵在建筑节能施工中的应用案例。
案例一:住宅小区的地源热泵供暖系统某住宅小区为了实现环保节能目标,在建设初期就采用了地源热泵供暖系统。
该系统通过埋设在地下的塑料管道,将地下水中的热量吸收到地源热泵中,再利用热泵技术提高温度,供给小区内的每栋建筑物供暖。
该系统具有稳定可靠、无污染的特点,能够满足小区居民冬季供暖的需求,并且实现了较高的节能效果。
案例二:商业办公楼的地源热泵空调系统一座商业办公楼在进行环保节能改造时,采用了地源热泵空调系统。
该系统通过地下埋设的管道,将地下土壤中的热能吸收到地源热泵中,通过冷却和压缩等技术,将热能转移到建筑物内部,实现空调供冷。
相比传统的空调系统,地源热泵空调系统能够减少对环境的热污染,提高能源利用效率,降低运行成本。
案例三:学校教学楼的地源热泵供暖与供冷系统某所学校的教学楼在进行新建时,考虑到能源利用问题,决定采用地源热泵供暖与供冷系统。
该系统通过地下埋设的地源热泵井,利用地下水中的热能进行供暖与供冷。
系统运行过程中,地下水中的热能被吸收到地源热泵中,经过增压和处理后,分别用于供暖和供冷。
这种系统不仅能够满足学校教学楼内部的温度需求,还能够为学校节省大量能源。
综上所述,地源热泵在建筑节能施工中的应用案例是多样化的。
通过采用地源热泵技术,建筑物可以更高效地利用地下热能,实现供暖与供冷的需求,并达到节能减排的目标。
在未来的建筑节能工程中,地源热泵技术将发挥越来越重要的作用,为社会可持续发展做出更大的贡献。
地源热泵的应用领域与限制
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。
建筑中的地源热泵系统
建筑中的地源热泵系统地源热泵系统是一种利用地表地热能的环保暖通设备,它能够在供热和供冷过程中实现节能减排的目的。
地源热泵系统通过地下埋设的地源换热器,利用地下土壤中的稳定温度进行热能交换,提供建筑物的冷暖空调系统。
本文将介绍地源热泵系统的工作原理、优势以及在建筑中的应用。
一、地源热泵系统工作原理地源热泵系统由地源换热器、热泵主机、暖通末端设备和监控系统组成。
地源换热器是地源热泵系统的核心部件,它通常采用水土换热器或地埋螺旋换热器。
地源换热器通过埋入地下的方式,与地下土壤进行热交换,达到热能的吸收或释放。
热泵主机负责将地源换热器中吸收的地热能转化为供热或供冷能量,并将其传递至暖通末端设备。
监控系统用于实时监测和调控地源热泵系统的运行参数,以确保系统的安全高效运行。
二、地源热泵系统的优势1. 节能环保:地源热泵系统不需要燃料燃烧,只需耗电运行,能够充分利用地下稳定的地热能源,实现高效节能。
与传统的锅炉采暖系统相比,地源热泵系统可节能50%以上,显著降低二氧化碳等污染物的排放量,对保护环境具有重要意义。
2. 独立控制:地源热泵系统可以实现建筑内的多区域独立控制,根据不同区域的需求进行供热或供冷。
这样可以提高空调的舒适性,减少能源的浪费。
3. 良好适应性:地源热泵系统适用于不同类型的建筑,包括住宅、商用办公楼、医院、学校等。
不论是新建楼宇还是现有楼宇的改造都可以采用地源热泵系统,为建筑提供可持续、节能的供热和供冷解决方案。
4. 长期经济性:尽管地源热泵系统的初始投资相对较高,但由于其节能效果显著,运行成本远低于传统供热系统。
通过长期运行,地源热泵系统能够带来较高的回报率,并且在未来能源价格上涨的情况下更具经济优势。
三、地源热泵系统在建筑中的应用地源热泵系统在建筑中的应用领域广泛。
在住宅建筑中,地源热泵系统可以通过地暖、壁挂散热器等方式为居民提供舒适的室内温度。
在商业建筑中,地源热泵系统可以应用于中央空调系统,为员工和客户创造一个舒适的工作和购物环境。
地源热泵的研究与应用
地源热泵的研究与应用一、本文概述随着全球气候变化和能源问题的日益严峻,节能减排和可持续发展已成为全球共同关注的焦点。
地源热泵作为一种高效、环保的能源利用方式,正逐渐受到人们的关注和青睐。
本文旨在全面系统地探讨地源热泵的研究与应用,包括其工作原理、技术特点、应用领域以及发展趋势等方面,以期为推动地源热泵技术的发展和应用提供参考和借鉴。
本文将简要介绍地源热泵的基本原理和分类,阐述其在节能减排和可持续发展方面的重要作用。
本文将重点分析地源热泵在各个领域的应用现状,包括建筑、工业、农业等,以及其在不同地域、不同气候条件下的适用性。
本文还将探讨地源热泵技术发展中存在的问题和挑战,如技术瓶颈、经济成本、市场推广等,并提出相应的解决策略和建议。
本文将展望地源热泵技术的发展趋势和未来发展方向,以期推动其在全球范围内的广泛应用和持续发展。
通过本文的研究和探讨,希望能够为地源热泵技术的发展和应用提供有益的参考和启示,为推动全球节能减排和可持续发展贡献一份力量。
二、地源热泵技术的研究地源热泵技术,作为一种高效、环保的供暖与制冷方式,近年来在国内外受到了广泛的关注与研究。
其核心原理是利用地下稳定的土壤温度作为热源或冷源,通过热泵机组实现能量的转换与传输,从而为用户提供舒适的室内环境。
在研究地源热泵技术的过程中,首先要关注的是地下热能的分布与特点。
不同地区的土壤、岩层和水体等地下资源,其热物性参数和热传递性能都有所不同,这直接影响了地源热泵系统的设计与运行效果。
因此,对当地的地质条件进行详细的勘察与分析,是地源热泵技术研究的基础。
地源热泵系统的关键技术包括热泵机组的选型与优化、地下热交换器的设计与施工、系统的控制与调节等。
热泵机组作为系统的核心部件,其性能直接影响到系统的能效比和稳定性。
地下热交换器的设计则需要根据地下资源的热物性参数,选择合适的埋管方式、埋管深度和间距等参数,以确保热能的有效传递。
系统的控制与调节也是关键技术之一,需要根据室外气候条件和室内负荷变化,自动调节系统的运行状态,实现节能与舒适性的平衡。
地源热泵技术与应用
地源热泵技术与应用随着我国经济的飞速发展,我国的建筑业也获得了前所未有的大发展。
现在一年建成的房屋建筑面积,比所有发达国家一年建成的房屋建筑面积的总和还要高。
一般地说,地源热泵技术利用普遍存在于地下岩土层中可再生的所谓浅层地热能或地表热能,即土壤、岩石、地下水、地面水(包括污水、工业废水、河流湖泊、海水)中蕴含的低品位热能,通过消耗少量的高品位能源(如电能),实现了更多热量从温度低的介质到温度高的介质的转移,可以满足用户冬季采暖、夏季制冷空调、全年生活热水以及其他供热、制冷需求。
1 土壤垂直埋管式系统改系统也称地下耦合热泵系统,通过中间介质(通常为水或加入防冻剂的水)作为载体,通过载体在土壤内部的封闭环路内循环流动,实现与大地土壤之间热交换目的,为制冷机组提供冷热源。
2 地下水源热泵系统该系统即通常所说的深井回灌式水源热泵系统。
通过建造抽水井,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,由回灌井群回灌入地下,只进行热交换,不消耗水资源。
3 地表水源热泵通过直接抽取或间接换热的方式,利用包括江水、河水、湖水、水库水作为热泵冷热源。
该方式又分为开式循环系统或闭式系统。
开式为直接抽取地表水换热,提取其中热量,不污染水源。
闭式即通常所说的地下埋管,通过热载体在埋于水下的闭式环路内循环流动,达到和地表水之间的热交换,从而为热泵机组提供冷热源。
4 单井换热热井系统即单管型垂直埋管地源热泵系统,在国外称为热井。
其特点是在地下水位以上用钢套作为护套,直径和孔径一致;地下水位以下为自然孔洞,不加任何固井设施。
热泵机组出水直接在孔洞上部进入,其中一部分在地下水位以下进入岩石层换热,其余部分在边壁处与岩石换热。
换热后的水体在孔洞底部通过埋在底部的回水管抽出,为热泵机组供水。
改方式主要应用于岩石地层。
地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400m深)作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。
某大厦地源热泵应用案例
融相结合的综合办公楼楼。容积率不超过 3 . 5 , 建
筑 密度不 大于 4 0 %, 绿 地率 不低 于 3 0 %。
的保温性能 , 提高采暖 、 通风和空调设备及其系统 的能效 , 在保证相 同的室内环境参数条件下 , 与未
节 能 工 程
某大厦地源 热泵应 用案例
上 海 博 骜 建 筑 工程 设 计 有热泵 系统通过循 环液在封 闭的地 下埋管 中流动 , 实现 系统与大地之 间的换热 , 利 用大地岩 土
层 中的可再 生热能。 由于较深的地层 中在 未受干扰 的情 况下常年保持恒定 的温度 。与室外气温相 比是冬 暖夏 凉, 因此地源热 泵可克服 空气源热泵 的技 术障碍 , 且 效率 大大提 高。在 热泵机 组 中消耗 l k W 的电能可 以得到
Li Bi n
A b s t r a c t : G S H P( g r o u n d s o u r c e h e a t p u mp ) s y s t e m c i r c u l a t e s f l u i d f l o w i n t h e b u r i e d s e a l e d
0 前 言
1 工 程概 况 :
地源 热 泵是 一种优 良的节 能环 保 技术 , 地 源 热
某 大厦 建 筑总 面积 为 2 3 3 2 1 m , 高 度 为 6 7 . 1 m。 地 下一 层 , 地 上十 六 层 , 是 集办 公 与商 业 金
泵系统正在建筑物中大力推广应用。 本文介绍一成 功应用案例 , 供读者分享。某大厦是可再生能源示
源 。冷热 源采 用地 源热泵 系统 。
地源热泵技术在绿色建筑中的应用研究
地源热泵技术在绿色建筑中的应用研究绿色建筑是指在设计、建造和运行过程中有效利用资源、减少环境对人类危害的建筑。
近年来,随着人们对环保意识的增强,绿色建筑越来越受到重视。
地源热泵技术作为一种清洁、高效、可再生能源利用技术,对于实现绿色建筑的节能减排目标具有重要意义。
一、地源热泵技术的原理及应用范围地源热泵是利用地下土壤或地下水中的储能作为热源或热井,通过热泵系统将低温热量提升至适宜的温度,用于供暖、制冷和热水等。
地源热泵技术的应用范围十分广泛,不仅可以用于家庭、商业建筑的供暖制冷,还可以应用于工业、农业生产中的热水供应等领域。
二、地源热泵技术在绿色建筑中的优势1. 高效节能:地源热泵系统能够利用低温能源实现供暖制冷,比传统的锅炉、空调系统节能高效。
2. 环保清洁:地源热泵技术不会产生废气、废水等有害物质,对环境污染较小。
3. 可再生资源:地下土壤或地下水是可以再生的资源,地源热泵系统利用这些资源实现供暖制冷,更加可持续。
4. 适应性强:地源热泵技术适用于各种建筑类型,无论是低层别墅还是高层商业大厦,都可以采用地源热泵系统。
三、地源热泵技术在绿色建筑中的应用案例1. 北京国家会议中心:该项目采用了地源热泵技术进行供暖制冷,通过地下水循环系统,实现了建筑的节能环保运行。
2. 上海环球金融中心:作为上海的标志性高层建筑,环球金融中心采用地源热泵系统进行空调供暖,有效节约了能源消耗。
3. 广州保利中心:该建筑项目引入地源热泵技术,通过地下热井实现了全年稳定的供暖制冷效果,为建筑提供了节能环保的解决方案。
四、地源热泵技术在绿色建筑中的发展趋势随着人们对环境保护意识的增强,未来绿色建筑中地源热泵技术将得到更广泛的应用。
未来地源热泵技术将更加智能化,通过智能控制系统实现能源的最优利用,提高系统的运行效率。
同时,地源热泵技术也将更加注重与建筑整体设计的结合,实现整体节能效果的最大化。
五、结论地源热泵技术作为绿色建筑中的重要组成部分,具有高效节能、环保清洁、可再生资源利用等优势,将在未来得到更广泛的应用。
地源热泵系统设计与应用实例
地源热泵系统设计与应用实例地源热泵(Ground Source Heat Pump,简称GSHP)是一种利用地下土壤或地下水体的地热资源进行热能交换的热泵系统。
它通过地下热交换器吸收或释放热量,实现供暖、制冷和热水供应等功能。
本文将介绍地源热泵系统的设计原理,并结合实际案例来探讨其应用。
一、地源热泵系统设计原理地源热泵系统的设计包括地热资源评估、热泵机组选型、热源井设计、热交换器布置和管路设计等环节。
以下是地源热泵系统设计的一般流程:1. 地热资源评估在选择地源热泵系统时,需要先评估地下土壤或地下水体的温度、含水量等参数,以确定热源的可利用性。
通常来说,地下温度较稳定,适合作为地热资源。
2. 热泵机组选型根据建筑的供暖、制冷和热水需求,选择合适的热泵机组。
不同的机组类型、规格和能力会直接影响地源热泵系统的性能和效果。
3. 热源井设计热源井是地源热泵系统的核心组成部分,它通过垂直或水平的方式与地下热源进行热交换。
井深、井径以及井间距等参数需要根据具体情况进行合理设计。
4. 热交换器布置根据建筑的供热或供冷需求,将热泵机组与热源井之间的热交换器布置在合适的位置,以确保热量的高效传递和利用。
5. 管路设计地源热泵系统中的管路设计也需要充分考虑,包括管径、管材、管道布局等因素。
好的管路设计可以提高系统的热能输送效率。
二、地源热泵系统应用实例以下是一个典型的地源热泵系统应用实例,以某高层办公楼为例:1. 项目背景该办公楼位于城市中心,是一座多层高层建筑。
由于市区供暖系统的限制,传统的锅炉供暖方式存在一定的问题,因此选择地源热泵系统进行供暖和制冷。
2. 地热资源评估通过勘测和分析,确定地下水体的平均温度为15℃,且含水量丰富,具备较好的地热资源。
3. 热泵机组选型根据建筑的需求和设计条件,选择了一台功率为100KW的地源热泵机组,具备供暖和制冷双重功能。
4. 热源井设计根据地下水体的水位和季节变化情况,设计了一口深度为60米的垂直热源井,井径为0.5米。
农业生产中的地热能利用和地源热泵技术
农业生产中的地热能利用和地源热泵技术地球是一个巨大的能源宝库,其中蕴含着丰富的地热能资源。
在农业生产中,地热能的利用和地源热泵技术正日益受到关注和应用。
本文将介绍农业生产中地热能利用的重要性,以及地源热泵技术的原理与应用。
一、地热能在农业生产中的重要性地热能指的是地球内部的热能,也是一种可再生能源。
农业作为人类生活的重要组成部分,对能源的需求量巨大。
地热能作为一种绿色清洁能源,具有以下几个优势:首先,地热能稳定可靠。
地下热源的温度相对稳定,不受气候变化的影响。
这意味着农业生产中利用地热能可以提供稳定的供能,确保农作物的正常生长和发展。
其次,地热能资源广泛。
无论是城市还是农村地区,地下都存在着丰富的热能。
对于农业生产来说,特别是大棚种植,利用地热能可以提供温室的供热和供暖,从而延长蔬菜和花卉的生长季节,增加产量。
此外,地热能利用环保节能。
相比传统的能源供应方式,地热能利用更加环保,减少了对化石燃料等非可再生资源的消耗。
同时,地热能利用过程中产生的二氧化碳排放量也较低,对减缓全球气候变化具有积极的作用。
二、地源热泵技术的原理与应用地源热泵技术是一种利用地热能的高效能源利用技术。
其基本原理是通过地下的稳定温度将低温的热能转化为高温能源,用于供热或制冷。
地源热泵主要由地下换热器、热泵机组和室内换热器等组成。
地下换热器通过埋设在地下的管道,吸收地热能,通过热泵机组的工作,将低温热能提升到可以供应农业生产所需的高温能源。
室内换热器将高温能源传递给温室或其他需要供热的场所。
地源热泵技术在农业生产中有广泛的应用。
首先,地源热泵可以为温室提供稳定的温度和湿度,创造适宜的生长环境,从而增加农作物的产量和质量。
其次,地源热泵可以用于农业废弃物的处理,通过热能的利用,将废弃物转化为有机肥料,实现资源的最大化利用。
三、地热能利用和地源热泵技术面临的挑战与解决方案随着地热能利用和地源热泵技术的不断发展,也面临着一些挑战。
首先,地热能利用需要一定的投资成本,建设地下换热器和热泵机组等设备需要耗费较大的资金。
地源热泵技术研究与应用发展状况
地源热泵技术研究与应用发展状况地源热泵技术是一种利用地下的恒温热源进行供热、供冷和热水的技术。
它通过地下热能的回收利用,实现能源的高效利用和环境的保护,具有广阔的应用前景。
本文将从地源热泵技术的原理、应用领域和发展状况三个方面进行介绍和分析。
一、地源热泵技术的原理地源热泵技术是利用地下的恒温热源,通过热泵系统进行能量的转换和传递。
其原理主要包括地热能的回收、热泵循环系统和室内供热、供冷系统。
1.地热能的回收:地热能主要通过地下的地热水、岩土层和地下水等形式存在。
利用地下的恒温热源,可以在冬季通过热交换器将地下的热能吸收到热泵系统中,提供供暖;在夏季则将室内的热量通过热泵系统排放到地下,实现室内的制冷。
2.热泵循环系统:热泵循环系统由压缩机、膨胀阀、冷凝器和蒸发器等主要部件组成。
在冬季,热泵通过压缩机将地下的热能提升至室内供热;在夏季,热泵通过蒸发器将室内的热量吸收并通过冷凝器排放到地下,实现室内的制冷。
3.室内供热、供冷系统:室内供热、供冷系统包括供热、供冷设备和管道网络等。
在冬季,通过热泵系统提供的热能,室内供热设备将热能传递给室内空气,实现供暖;在夏季,通过热泵系统提供的制冷能力,室内供冷设备将热量排放到室外,实现室内的制冷。
二、地源热泵技术的应用领域地源热泵技术具有广泛的应用领域,主要包括住宅建筑、商业建筑和工业建筑等。
1.住宅建筑:地源热泵技术在住宅建筑中的应用主要体现在供暖和供热方面。
通过地下的恒温热源,可以为住宅提供稳定的供热和热水,满足人们的生活需求。
2.商业建筑:地源热泵技术在商业建筑中的应用主要体现在供暖、供冷和热水方面。
商业建筑对能源的需求较大,地源热泵技术可以有效利用地下的热能,降低能源消耗,减少对环境的影响。
3.工业建筑:地源热泵技术在工业建筑中的应用主要体现在供暖、供冷和工业生产过程中的热能回收方面。
地源热泵技术可以为工业建筑提供稳定的供热和制冷条件,并通过热能回收实现能源的高效利用。
地源热泵技术在暖通工程中的应用
地源热泵技术在暖通工程中的应用摘要:目前,我国的暖通工程建设有了很大进展,在暖通工程中,地源热泵技术发挥着重要的作用。
地源热泵系统是一种以浅层地热能资源为冷热源,进行能量转换的供热空调系统。
浅层地热能资源,是指蕴藏于地表以下一定深度范围内(一般为200m)岩土体、地下水或地表水中具有开发利用价值的热能,其温度一般低于25℃,是近年来被密切关注及快速开发利用的清洁、环保型新能源。
浅层地热能资源不受地域、资源等限制,具有储量大、分布广、零排放、可持续利用等优点,是一种绿色、环保的可再生能源。
本文首先对地埋管地源热泵系统概述,其次探讨地源热泵技术应用优势,最后就地源热泵施工技术在暖通工程中的具体应用进行研究,以供参考。
关键词:地源热泵系统;冷负荷;热负荷;空调系统引言当前环境保护理念逐步深人,传统的暖通系统已难以满足环保要求,因此很多建筑暖通工程中引人地源热泵技术,这种技术主要采用可再生能源,可以显著减少能源资源的使用量,并且不会释放有害气体,不会污染周边环境,具有广阔的应用前景。
1地埋管地源热泵系统概述地埋管地源热泵系统,是将蕴藏于地表以下一定深度范围内(一般为200m)土壤、卵石、岩石和含水层作为地埋管地源热泵系统的冷热源,在冬季供热时,把储存在地热能中的低温热量吸取出来,经水源热泵机组处理后输送至建筑物内采暖,此时地热能为“热源”;在夏季供冷时,通过水源热泵机组或冷水机组把建筑物内的热量转换出来,释放到地表浅层中的土壤、卵石、岩石和含水层中,此时地热能为“冷源”。
地埋管地源热泵系统组成:水源热泵机组、冷水机组、地源循环泵、空调循环泵、冷却塔、定压补水设备、水处理设备、阀门及管件、地埋管换热器、空气处理设备、节能控制系统。
2地源热泵技术应用优势(1)节能环保角度。
地源热泵系统运行过程中使用的能源均为可再生能源,主要利用地表浅层土壤热源实现建筑室内温度调节,整个热交换与热传输过程能源消耗量较低。
(2)经济性角度。
建筑节能地源热泵的成功案例
建筑节能地源热泵的成功案例建筑节能是当今社会迫切需要解决的问题之一。
在建筑行业,地源热泵作为一种可持续、高效的节能技术,被广泛应用于各类建筑项目中。
本文将通过介绍几个成功案例,重点探讨地源热泵在建筑节能中的应用。
1. 案例一:中小型商业综合体的地源热泵应用在某大型购物中心项目中,设计团队采用了地源热泵系统来满足建筑的供暖与制冷需求。
通过地下埋管系统和地源热泵机组的配合工作,该商业综合体实现了能源的高效利用。
在夏季,地源热泵将建筑内部的热量通过地下埋管系统排放至地下,实现了制冷效果;在冬季,地源热泵利用地下的热能提供供暖。
这一系统的应用不仅使建筑内外温度得到有效调节,同时也大幅降低了能源消耗,实现了建筑节能的目标。
2. 案例二:住宅小区的地源热泵应用在某住宅小区的改造项目中,地源热泵被引入以替代传统的供暖方式。
通过在地下埋设水源热泵系统,将地下水或蓄水池中的恒温水与热泵机组进行热交换,为居民提供冬季供暖与夏季制冷。
该系统不仅在供热效果上表现出色,而且可以根据季节需求灵活切换工作模式。
这一成功案例不仅为居民提供了舒适的居住条件,同时也大大减少了对传统燃煤供暖方式的依赖,降低了排放的污染物,实现了绿色环保的目标。
3. 案例三:办公楼的地源热泵应用某高层办公楼项目采用了地源热泵系统,实现了办公楼内部的供暖与制冷需求。
这一系统不仅通过地下埋管系统调节了室内温度,还实现了废热回收和储能的功能。
该办公楼利用地下埋管系统将冬季废热储存至地下,夏季则将部分废热释放至地下。
通过这种方式,不仅提高了能源的利用效率,同时也实现了碳排放的减少。
通过地源热泵系统的应用,办公楼成功地实现了能源的可持续利用和建筑节能的目标。
综上所述,地源热泵在建筑节能方面的应用已经有了许多成功的案例。
无论是商业综合体、住宅小区还是办公楼,地源热泵系统都为建筑提供了高效、绿色的供暖与制冷解决方案。
随着技术的不断进步与推广应用,相信地源热泵将在未来的建筑行业中发挥更为重要的作用,为我们创造更加节能、环保的宜居环境。
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技术方面也存在如下方面的问题: 1在地埋管热交换器的设计计算和地下水的抽 取与回灌的设计计算中: 只计算打井数量、埋管深度与埋管长度,不考 虑夏季累计向地下释放热量和冬季累计从地下 吸取热量的平衡,不计算地下岩土层、含水层 的温度场的逐年变化与累计变化。
2 地源热泵系统设计所必需的地质构造和热物 理参数,如导热系数、热扩散系数、热容量, 以及地下水资源的分布、水质、水温、迁移速 度等参数,目前尚无完整可靠的国内资料。
(3)对环境无负面影响: 空气源热泵夏季对环境空气放热,冬季从环境 空气中吸热,加剧了建筑周围热环境的恶化。 若加上机组的噪声等因素,其对城市的整体环 境有较大的负面影响。 而地源热泵无此影响。
(4)属可再生能源利用: 地源热泵是利用地球上水、土壤和岩石中储藏 的能量作为冷热源,进行能源转换的空调系统。 地源热泵作为一个蓄能系统,夏存冬取,冬存 夏放,是一个巨大的动态能量平衡系统,是一 种可再生的能源利用新技术。
3 由于地源热泵系统常年周期的放热和吸热活 动,抽水和回灌行为,必然会影响地下的温度 场和含水层的水量、水质和流速的分布,地下 钻井埋管和打井也会影响原有地下浅层的水文 地质结构,因此必须建立监测井,对场区进行 定时、定期的监测,及时发现问题和隐患,保 障系统长期、稳定地运行。
4 对建立地源热泵系统的区域缺乏长期的地下 环境的监测和评估系统。 地源热泵系统建立后长期运行时,必然会对场 区周边的地下水环境、区域生态环境产生影响, 目前对这方面还缺乏研究。
20 世纪80 年代是地源热泵技术飞速发展的时 期,北美国家的政府机构和科研单位大力开发 地源热泵的系统技术,美国能源部在俄克拉荷 马州立大学成立了国际地源热泵联合会 ( IGSHPA )。这一时期美国的地源热泵生 产厂家也十分活跃,成立了全国地源热泵生产 商联合会并逐步完善了安装工程网络。 我国从1995 年开始学习和引进欧洲产品,直 到1997 年才出现有规模的地源热泵采暖工程 项目,
分类
地源热泵的地下部分称为地下热交换器,目前 通常将其分为3 种: 土壤源热泵系统 地下水源热泵系统 地表水源热泵系统
二、地源热泵的勘察
《地源热泵系统工程技术规范》(GB503662005)中的强制性条文规定: 1.地源热泵在使用前必须进行场区的调查和详 细的工程勘察。 热泵系统发展的好坏、运行效率的高低主要取 决于整个系统地下部分的工作状态,因此地下 部分的勘察、设计和施工是关键。必须了解使 用区的地质构造、水文地质状况,才能确定该 区域是否适合使用地源热泵系统。
四、工勘企业的业务现状及优势
特点: 业务接触少 进入企业少 市场比重小
由于地源热泵在我国的兴起时间并不长,真正 获得迅猛发展也是因为近几年随着节能减排工 作在政府工作中比重的加大。 目前在地源热泵勘察和施工过程中,主要是地 矿、石油等行业的企业在做工作,同时还存在 着一部分个人等,技术水平和施工质量参差不 齐。 而工程勘察企业接触地源热泵行业的数量很少, 在这个新兴的领域中所占的市场比重也很小。
(2)实地勘察 主要包括对场地规划区现状的勘察,如场地内 现有的建筑物、植被、沟渠、管线及水井等的 分布状况进行调查,依据不同的换热系统,对 岩土体的热物性参数、水文地质条件及地表水 状况进行详细的调查和测试分析。
三、存在的问题
地源热泵在政府部门政策鼓励下,近年来发展迅猛, 经过一段时期的发展后,也出现一些问题: 对地热能概念还有不同的理解 有专家认为“地源热泵技术是一种利用浅层地热能的、 既可以取热供暖又可以取冷供冷的空调技术”,“浅 层地热能的温度略高于当地平均温度3~5℃,温度比 较稳定,分布广泛,开发利用方便”, 还有专家认为地热能应该更强调热平衡的概念,而不 应当仅仅将其视为一种取之不尽的资源来利用。
地源热泵技术是一项跨学科、跨专业的综合能 源利用技术,需要暖通工程师和岩土工程师的 紧密配合,两者缺一不可。 这就要求岩土工程师在进行热泵勘察时和暖通 工程师充分交流,认真了解对方的需求,结合 自身的工程经验,认真进行勘测、设计、施工 和调试等各项工作,使系统达到要求的节能、 环保的性能。
(5)一机多用,应用范围广: 地源热泵系统可供暖、制冷,还可以供生活热 水,实现一机多用。一套系统可以代替原来的 锅炉加空调的2 套系统。不仅节省了能源,还 减少了设备投资。 可广泛用于宾馆、商场、办公楼、学校、医院 等建筑,小型的地源热泵更适合于别墅住宅。
(6) 不占用地面土地: 地源热泵的换热器埋在地下,可环绕建筑物布置 ; 可布置在花园、草坪、农田下面或湖泊、水池内 ; 可布置在土壤、岩石或地下层内,还可在混凝土 基础桩内埋管。 不占用地表面积。
供热和回水管道
输电管线 专用供电线路 地下循环系统
据美国10 年的统计资料: 地源热泵的运行费用比耗电空调、中央空调节 约22 %~25 % , 运行费用比燃油、燃煤锅炉节约40 %~60%。 地下开式循环系统寿命达30 年, 地下封闭循环系统可达50 年。
(2) 运行稳定可靠,无需除霜: 空气源热泵(即空调)当盘管表面温度低于0 ℃以下时,如果空气中的相对湿度同时达到某 一程度,盘管表面就会结霜,如不及时除霜, 霜就会越结越厚,阻碍盘管的热交换,严重者 会结冰,导致压缩机出现低压保护停机。 而地源热泵无需除霜,使得机组运行稳定可靠。
地源热泵应用中的勘察与施工问 题及工程勘察企业的市场机会
苏
强
建设综合勘察研究设计院(CIGIS)
提纲 一、地源热泵简介 二、地源热泵的勘察 三、存在的问题 四、工勘企业的业务现状及优势 五、前景展望
概念
地源热泵(Groundsource heat pump ,简 称GSHP)是一种利用地下浅层地热能(包括 土壤、地下水、地表水等)的既可供热又可制 冷的高效节能空调系统。 它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(通常是水或水和防冻剂的混合液)作为热 能传递的载体,并使中间介质在封闭环路中通 过大地循环流动,从而实现与大地进行热交换 的目的。
第一个强制性条文调查是通过了解周围的水井 等,了解这个地方可能进行的施工方式,通过 调查后,进行有针对性的勘察,包括地下水的 勘察及热物性的勘察。 第二个强制性条文是从保护水资源的角度强调 了开式系统的完全回灌和同层回灌,属于典型 的水文地质问题。
地源热泵技术的推广使用无论是开式循环系统 还是闭式循环系统都离不开岩土钻掘工程。 垂直封闭式的地下循环系统,其岩土钻掘工作 量更大,其钻孔长度与供暖/ 制冷建筑面积之 比为1~2 倍,地下系统的投资约与地上系统 持平。 最终决定热泵系统效率高低的是地下换热器技 术方面,这个问题已经越发突现,因此国内外 对地源热泵研究的重点大都放在地下热交换系 统上。
特点
与普通以空气作为冷热源的空气源热泵相比,地源热 泵具有如下优点: (1) 高效节能: 相对于地球表面的空气与地表水,地面10 m 以下的大 地温度接近年平均大气温度,因此无论夏季或冬季, 其温度总是比地表面上的空气和地表水更适宜作为空 调系统的冷热源。理论上讲,降低冷凝温度和提高蒸 发温度都可提高循环效率,平均可以节约用户30 %~ 40 %的运行费用,达到节能的效果。 通常地源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到4kW以 上的热量或冷量。
随着勘察设计行业体制改革的进行、加入 WTO后国外勘察设计企业的进入,勘察设计 行业面临的竞争也将异常激烈。 因此,积极拓展在这一新领域的业务,可能为 勘察设计企业开拓新的业务方向、提高技术创 新意识和增强企业技术竞争力提供一个机遇。
工程勘察企业进入地源热泵行业有着自身的优 势。在《地源热泵系统工程技术规范》中的两 个强制性条文中,均与工程勘察企业业务有关: 1地源热泵系统在设计前必须经过地质调查和 工程勘察; 2换热后的地下水必须同层完全回灌。
2001 年,重庆大学和山东建筑工程学院等高 校也纷纷建成了各自的封闭循环系统示范工程。 政府方面,从1995 年上半年起,国家环保总 局、建设部、科技部等部门单独或联合召开了 几次产品推广会和应用现场会。 至此,地源热泵技术不但得到了国家和地方政 府的高度重视,也得到了社会企事业各方面的 青睐,显示出了巨大的市场潜力。
②腐蚀问题 一些地热井在使用2~3年后出现的井管腐蚀问 题,导致水温下降、地下水质污染、涌砂等问 题,常常会造成水井不能正常使用,不仅未达 到设计前的初衷,还造成了很大的浪费。
③岩土特性问题 地源热泵系统设计中很重要的一个问题就是取得符合 反映实际情况的热物性参数。 由于地下岩土的热物性平均值是变化的,在不同的地 质条件下,设计参数相差可以达到十倍左右,差别很 大。 但目前的岩土热物性参数测试技术和测试仪器研发工 作目前还不很成熟,在某一个地区的研究成果可能完 全不适用于另一个地区,必须进行相应的修正甚至重 新研究,即使在同一场地条件下,不同仪器测试出的 结果也有较大的不同,这就为参数的使用者造成了困 惑,也为热泵机组日后的长期正常运转形成隐患。
e 最突出的几个问题 ①回灌困难 由于在基础水文地质方面缺乏系统的研究分析, 地下水源热泵系统在经过一段时间的运行后经 常会出现回பைடு நூலகம்困难的问题,很难做到地下水 100%回灌到同一含水层,不污染地下水。因 此,地下水开采与回灌的优化组合研究,在不 同的地质结构分别采用什么样的开采和回灌技 术、抽水井和回灌井的水量如何运移、热量如 何转换等一系列问题还都有待解决。
冬季通过热泵将大地中的低位热能提取出来为 建筑供暖,同时储存冷能量,以备夏用; 夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下, 对建筑进行降温,同时储存热量,以备冬用。 还可供应生活用水,是一种有效地利用能源的 方式。