暖通空调热泵技术

得盘管与周围土壤接触的更紧密，传热系数
泵
增大。
土壤源热泵停止运行后，土壤冻结部分又开 始融化，而移位的土壤不能回复原处，使盘
管与周围土壤之间产生空隙，于是传热系数
又大大降低。
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2
没有或极少的附加费用。
泵
输送能耗小，费用低
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HEAT PUMP
4
载冷（热）介质与管路无化学作用
时间特性一致
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6 应该便于将低位热源的介质与批量生产
的系列化热泵产品连接起来。
HEAT PUMP
热泵系统设计应注意：
热 text1
热源的蓄热
泵 问题（蓄热
装置可减小 热泵装置的 容量，使热 泵能经常在 高效率下运 行）
为源。
高温热源 接受热泵所供 出热量的物体 一般称为热用 户，即为热泵 的高温热源，
术语为汇。
热
低位热源
泵
空气
土壤
HEAT PUMP
水源
太阳能 及其它
低位热源指无价值，不能直接利 用的热源。 热
- 空气、水、大地
泵 之中的热能
生活中所排出的废 热，如排气和排水 。
低位热源
HEAT PUMP
生产的排除物（水或 空气）中的热能；
HEAT PUMP
存在的问 题
如何贮存足够量的水以应付供热负 荷的波动，以及如何保持换热器表 面的清洁和防止水的腐蚀。
热
工业废温水
泵
说明：工业废温水形式很多，数量可观，
利用价值很大。有的温度较高，可作为高
温热源直接使用；而有的温度较低，则可
作为低温热源使用。
HEAT PUMP
土壤作为低温热源的缺点
水抽出作为热泵的
热源。
冬灌夏用
把冬季温度较低的江 河水，或经热泵蒸发 器冷却后的深井水以 及蒸发冷却的水回灌 到地下含水层中储存 起来，到夏季再抽出 作为空调的冷源。
选用地表水作为低温热源的特点
热
江河水流量变化大
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泵2
河流水温的变化小
河流含沙量大
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HEAT PUMP
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河流天然水质差异明显
采用地表水，会对河流和生态产 5
图3-3 不同深度的土壤温度年变化情况
1-地面温度；2-气温；3-地面以下0.8m处的温度；4-地面以下3.2m 处的温度；5-地面以下14m处的温度
图3-4 水平地埋管年温度变化图
盘管与土壤之间间隙对热泵性能的影响
热
土壤源热泵在运行时，首先在埋地管周围出
现冻土层现象。由于湿土壤冻结而膨胀，使
生什么影响
HEAT PUMP
热 泵
图3-1 日本东京箱崎地区河流 水温与空气温度的变化
热 泵
HEAT PUMP
选用海洋水作为低温热源的特点
HEAT PUMP
热
近海域海水水温会因地、因时而异，同
时海洋水温也会随着其深度的不同而异
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泵2
海水含盐量高 ，腐蚀性强
海洋生物会造成取水构筑物、管
道和设备的堵塞，并不易清除
热
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2
3
HEAT PUMP
泵
全年地温波动 小，冬季土壤
埋地盘管不需 在采暖季节，
要除霜。
当室外气温最
温度比空气温 土壤对埋地盘 低时（此时采
度高，热泵的 管有腐蚀作用， 暖需热量最
制热性能系数 较高。 以土壤为热源
应进行防腐蚀 大）。土壤的
处理。
温度并不是最
低，所以，热
的热泵装置不
泵的供热能力
用风机，可减
热
我国地下水分布的不均匀性
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泵2
含水层的渗透性
地下水的温度
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HEAT PUMP
4
地下水的水质
我国地下水超采现象严重，已引 5
起一些地质灾害问题
HEAT PUMP
深井回灌
热
夏灌冬用
把夏季温度较高的
泵
江河水，或经热泵 冷凝器使用后的冷
却水、太阳能集热
器加热后的水通过
深井管回灌到地下
含水层中储存起来，
冬季再从深井中将
- 能量密度较低的 太阳能
低位热源指无价值，不能直接利 用的热源。 热
品味较低、数量巨大
泵
自然低位热源是再 生能源的一部分。
低位热源
特点
低位热源分布广泛，
部分又是宝贵的资
俯拾皆是。
源，如：水、空气
HEAT PUMP
可持续发展的必要手段
选择低温热源原则
热
热源在任何可能的最高供热温度下，都 能满足供热的要求。
量大。
成土壤源热泵 蒸发温度的变 化，使运行工 况不稳定。
土壤的性质
热
土壤的热物性对地源热泵系统的性能影响较大。土壤属 多孔介质，描述其热物性的基本参数主要包括土壤的密 度，含水率，空隙比，饱和度，比热容及导热系数等。
泵
土壤性质随地区不同和季节的变化而异
HEAT PUMP
土壤主要热力参数是导热系数和比热c 土壤含湿量和密度对热力参数影响很大。
也不会降到最
少噪音。
低。
土壤作为低温热源的缺点
热
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6
HEAT PUMP
泵
埋地盘管冬季 从土壤中取出
土壤的导热系 在运转过程中 数小，工质与 因采热而引起
的热量，在夏 土壤之间的热 地温发生变化，
季可通过热传 交换强度小， 地温变化又造
导由地面补充。 因此，土壤同
时也起了蓄能
的作用。
需要增大换热 面积，金属耗
温度和相对湿 度）影响大，
容易造成热泵 供热量与建筑 物耗热量之间
热泵制热性能 系数和可靠性 降低，甚至无 法正常供热。
因此，风机 的容量也相 应增大，运 行费用和噪 音大大增加。
的供需矛盾。
热 泵
HEAT PUMP
热 泵
HEAT PUMP
HEAT PUMP
热 泵
我国7个采暖区域的分布图
选用地下水作为低温热源时，应注意
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4
海水取水构筑物在设计时，应充
分注意到潮汐和海浪的影响
取水口应避开泥沙可能淤积的地方，最
好设在岩石海岸、海湾或防波堤内
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生活污水与工业废水
热 说明 泵
生活废水量大面广，作为热泵的低位 热源，可使热泵具有较高的制热性能
系数。城市污水是很好的热源，在整
个采暖季内，温度比较稳定。现代化 城市的污水处理设施十分完善，每天 排放的大量污水经初步净化后，是水 源热泵理想的低位热源。
text2
低温热源与 辅助热源的
匹配问题
text3
研究土壤、 空气、水、 太阳能和蓄
热等Байду номын сангаас综合 利用问题
空气作为低温热源的缺点
热
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3
HEAT PUMP
泵
热泵的容量和 制热性能系数
冬季室外温度 需要较大的 很低时，室外 空气循环量
受室外空气的 换热器表面容 （空气的热
状态参数（如 易结霜，导致 容量较小），
第三章 热泵的低位热源和驱动能源
HEAT PUMP
热 §3-1 概 述 ★
泵
§3-2 空气源 ★ §3-3 水 源 ★
§3-4 土壤源 ★
§3-5 太阳能 ★
§3-6 驱动能源和驱动装置 ★
§3-7 热泵系统中的蓄热 ★
§3-8 热泵的经济性评价 ★
热
热泵系统
HEAT PUMP
泵
低温热源
被热泵吸收热 量的物体一般 称为热泵的低 温热源，术语