暖通空调热泵技术

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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
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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）
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低温热源与 辅助热源的
匹配问题
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研究土壤、 空气、水、 太阳能和蓄
热等的综合 利用问题
空气作为低温热源的缺点
热
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2
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），
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
3
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
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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5
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
热
1
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
- 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。
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
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。
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
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
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
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
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。
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34源自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。
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；