地源热泵介绍 PPT
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
可以互相讨论
地源热泵空调系统的限制条件
➢ 初投资较高（地埋管换热器） ➢ 需要有一定的土地设置地埋管换热器 ➢ 关于冷热负荷平衡的考虑
地源热泵与地面（辐射）供暖
优点： 地面供暖要求供水温度低，热泵效率高 系统造价低
缺点： 不太适合用于供冷 引起系统全年冷热负荷不平衡的问题
集中或分散的地源热泵系统
螺旋管在钢筋 笼内的安装
浇灌混凝土后带螺旋管的桩基
地源热泵复合系统
地源热泵复合系统是在常规的地源热泵 系统以外增加辅助的散热（冷却塔）/加 热（太阳能-地源热泵复合系统）装置 解决全年冷热负荷不平衡的问题 解决设置地埋管换热器土地不足 降低系统的初投资
地源热泵复合系统（冷却塔） 的设计和运行控制
R=r/r 0
Finite ring-coil source model
12
Fo=5.0
14
B=1.0
H1=2.0
16
H2=12.0
m=10
18
-3 -2 -1 0 1 2 3
R=r/r 0
Finite ring-coil source model
螺旋埋管桩基的力学试验
螺旋埋管能量桩的工程应用 桩基螺旋埋管地热换热器设计计算软件 能量桩地源热泵系统示范工程
带桩基螺旋管地热换热器的地源热泵系统示意图
上海中心采用桩基埋管地源热泵技术
“能量桩”埋管方式Βιβλιοθήκη Baidu
(a)单U型 (b)并联双U型 (c)串联W型 (d)螺旋型
螺旋埋管换热器的温度响应（线圈模型）
Z=z/r 0
Z=z/r 0
Z=z/r 0
Dimensionless temperature rise r,f
季节性蓄热技术
蓄热水箱（池） 地下滞水层蓄热 地埋管换热器（地下岩土蓄热） 其他技术（相变材料、化学能蓄热）
蓄热水池与地下滞水层蓄热
a 水池
b 含水层
太阳能与地源热泵结合的 季节性蓄热系统
太阳能集热器
M
储水箱1 电加热器
储水箱2
蓄热地埋管
平衡阀
M
P
M
热水用户
热泵机组
P M
用户侧集分水器
地埋管换热器 平衡阀
地源热泵
地下水源热泵
地表水源热泵 （包括污水/海水源）
地埋管地源热泵
空气源热泵 还是 地源热泵？
空气源热泵受环境温度的影响， 效率较低 除霜问题 空气源热泵初投资较低 空气源不受现场施工条件影响
地下水源热泵 还是 地埋管地源热泵？
• 地下水热泵效率较高，初投资较 省，但受地下水资源限制
• 地源热泵不利用地下水，适应性 更广
串联：
1-2-3-4 1-3-2-4 1-2-4-3
并联：
1-2，3-4 1-3，2-4
无限大介质中 线热源的温度场
a 无渗流
b 有渗流
有地下水渗流时 地热换热器中的温度场
深层岩土热物性测试技术
.
岩土热物性测试仪
地埋管换热器施工技术与设备
与建筑桩基础结合的地源热泵系统
•节省地埋 管换热器的 钻孔费用 •节省地埋 管换热器的 占地面积
技术交流
地源热泵技术及其应用
概要
1．地埋管地源热泵的原理和适用条件 2．地埋管地源热泵系统的技术集成 3．地源热泵新技术开发 4. 地源热泵系统设计要点
热泵与建筑空调
什么是热泵？
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 工作原理是完全相
同的。
热泵种类与应用
热泵技术
空气源热泵
中央空调系统：
集中的机房/地埋管换热器/热泵机组，分散的空调 末端。
水环系统：
集中的地埋管换热器,分散的热泵机组。 造价较高，用户独立控制，有利于计量和行为节能 。
地埋管地源热泵系统的技术集成
➢ 地埋管换热器的传热理论及设计软件 ➢ 岩土热物性测试技术 ➢ 地埋管换热器的施工技术 ➢ 高性能钻孔回填材料 ➢ 地源热泵复合系统的设计和运行控制 ➢ “能量桩”技术：桩基螺旋埋管地热换
P M
膨胀水箱 软水箱 补水 软化水装置
利用工业余/废热的热泵技术
利用工业废热的热泵和季节性蓄 热系统 利用热电厂的余热的季节性蓄热 利用热泵技术扩大现有热网的供 热能力
地埋管地源热泵系统的设计要点
1.热泵机组 2.环路水温控制器 3. 热交换器 4. 温控阀 5. 锅炉 6.锅炉 7. 循环水泵 8.地埋管换热器 9.冷却塔 10.喷淋泵 11.冷却塔通风机
地埋管水环热泵复合系统组成图
地源热泵与太阳能结合 的复合新能源系统
季节性蓄热技术
解决地源热泵系统全年冷热负荷不 平衡问题 解决利用太阳能供热和空调的问题
8
0.1980
0.2100
10
10
12
14
Fo=0.2
B=1.0
H1=2.0
16
H2=12.0
m=10
18 -3 -2 -1 0 1 2 3
R=r/r 0
Finite ring-coil source model
12
Fo=1.0
14
B=1.0
H1=2.0
16
H2=12.0 m=10
18
-3 -2 -1 0 1 2 3
0
1.000E-4
2
0.005630
0.01130
4
0.01350
0.02000
0.02500
6
0.03000
0.03500
8
0.04000
10
Dimensionless temperature rise r,f
0
1.000E-4
0.01250
2
0.02500
0.03750
0.05000
4
0.06250
热器
a 单U型埋管
b 双U型埋管
图1 竖直U型埋管地热换热器示意图
地热换热器的传热模型
1 钻孔外的传热模型
线热源模型 有限长线热源模型
2 钻孔内的传热模型
一维模型，二维模型 准三维模型
3 有地下水渗流的传热模型 4 叠加原理
空间的叠加：多个钻孔间的相互作用 时间的叠加：变负荷和间断工作
2、钻孔内的热阻：横截面图
0.07500
6
0.08100
0.08500
0.09000
8
0.09400
0.1000
Dimensionless temperature rise r,f
0
1.000E-4
0.02000
2
0.04500
0.07000
0.09500
4
0.1200
0.1450
0.1700
6
0.1800
0.1870
0.1920
不同型式的地源热泵
地源热泵空调系统的突出优点
➢ 节能：性能系数较高，节省 运行费用25～50％；
➢ 环保：废除锅炉房，不向室 外排热，不用地下水；
➢ 可持续发展：热量冬取夏蓄， 利用可再生能源；
➢ 冷暖兼用：均衡用电负荷， 节省建筑空间；
➢ 美观：无室外机，不影响建 筑外观
大家有疑问的，可以询问和交流
地源热泵空调系统的限制条件
➢ 初投资较高（地埋管换热器） ➢ 需要有一定的土地设置地埋管换热器 ➢ 关于冷热负荷平衡的考虑
地源热泵与地面（辐射）供暖
优点： 地面供暖要求供水温度低，热泵效率高 系统造价低
缺点： 不太适合用于供冷 引起系统全年冷热负荷不平衡的问题
集中或分散的地源热泵系统
螺旋管在钢筋 笼内的安装
浇灌混凝土后带螺旋管的桩基
地源热泵复合系统
地源热泵复合系统是在常规的地源热泵 系统以外增加辅助的散热（冷却塔）/加 热（太阳能-地源热泵复合系统）装置 解决全年冷热负荷不平衡的问题 解决设置地埋管换热器土地不足 降低系统的初投资
地源热泵复合系统（冷却塔） 的设计和运行控制
R=r/r 0
Finite ring-coil source model
12
Fo=5.0
14
B=1.0
H1=2.0
16
H2=12.0
m=10
18
-3 -2 -1 0 1 2 3
R=r/r 0
Finite ring-coil source model
螺旋埋管桩基的力学试验
螺旋埋管能量桩的工程应用 桩基螺旋埋管地热换热器设计计算软件 能量桩地源热泵系统示范工程
带桩基螺旋管地热换热器的地源热泵系统示意图
上海中心采用桩基埋管地源热泵技术
“能量桩”埋管方式Βιβλιοθήκη Baidu
(a)单U型 (b)并联双U型 (c)串联W型 (d)螺旋型
螺旋埋管换热器的温度响应（线圈模型）
Z=z/r 0
Z=z/r 0
Z=z/r 0
Dimensionless temperature rise r,f
季节性蓄热技术
蓄热水箱（池） 地下滞水层蓄热 地埋管换热器（地下岩土蓄热） 其他技术（相变材料、化学能蓄热）
蓄热水池与地下滞水层蓄热
a 水池
b 含水层
太阳能与地源热泵结合的 季节性蓄热系统
太阳能集热器
M
储水箱1 电加热器
储水箱2
蓄热地埋管
平衡阀
M
P
M
热水用户
热泵机组
P M
用户侧集分水器
地埋管换热器 平衡阀
地源热泵
地下水源热泵
地表水源热泵 （包括污水/海水源）
地埋管地源热泵
空气源热泵 还是 地源热泵？
空气源热泵受环境温度的影响， 效率较低 除霜问题 空气源热泵初投资较低 空气源不受现场施工条件影响
地下水源热泵 还是 地埋管地源热泵？
• 地下水热泵效率较高，初投资较 省，但受地下水资源限制
• 地源热泵不利用地下水，适应性 更广
串联：
1-2-3-4 1-3-2-4 1-2-4-3
并联：
1-2，3-4 1-3，2-4
无限大介质中 线热源的温度场
a 无渗流
b 有渗流
有地下水渗流时 地热换热器中的温度场
深层岩土热物性测试技术
.
岩土热物性测试仪
地埋管换热器施工技术与设备
与建筑桩基础结合的地源热泵系统
•节省地埋 管换热器的 钻孔费用 •节省地埋 管换热器的 占地面积
技术交流
地源热泵技术及其应用
概要
1．地埋管地源热泵的原理和适用条件 2．地埋管地源热泵系统的技术集成 3．地源热泵新技术开发 4. 地源热泵系统设计要点
热泵与建筑空调
什么是热泵？
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 工作原理是完全相
同的。
热泵种类与应用
热泵技术
空气源热泵
中央空调系统：
集中的机房/地埋管换热器/热泵机组，分散的空调 末端。
水环系统：
集中的地埋管换热器,分散的热泵机组。 造价较高，用户独立控制，有利于计量和行为节能 。
地埋管地源热泵系统的技术集成
➢ 地埋管换热器的传热理论及设计软件 ➢ 岩土热物性测试技术 ➢ 地埋管换热器的施工技术 ➢ 高性能钻孔回填材料 ➢ 地源热泵复合系统的设计和运行控制 ➢ “能量桩”技术：桩基螺旋埋管地热换
P M
膨胀水箱 软水箱 补水 软化水装置
利用工业余/废热的热泵技术
利用工业废热的热泵和季节性蓄 热系统 利用热电厂的余热的季节性蓄热 利用热泵技术扩大现有热网的供 热能力
地埋管地源热泵系统的设计要点
1.热泵机组 2.环路水温控制器 3. 热交换器 4. 温控阀 5. 锅炉 6.锅炉 7. 循环水泵 8.地埋管换热器 9.冷却塔 10.喷淋泵 11.冷却塔通风机
地埋管水环热泵复合系统组成图
地源热泵与太阳能结合 的复合新能源系统
季节性蓄热技术
解决地源热泵系统全年冷热负荷不 平衡问题 解决利用太阳能供热和空调的问题
8
0.1980
0.2100
10
10
12
14
Fo=0.2
B=1.0
H1=2.0
16
H2=12.0
m=10
18 -3 -2 -1 0 1 2 3
R=r/r 0
Finite ring-coil source model
12
Fo=1.0
14
B=1.0
H1=2.0
16
H2=12.0 m=10
18
-3 -2 -1 0 1 2 3
0
1.000E-4
2
0.005630
0.01130
4
0.01350
0.02000
0.02500
6
0.03000
0.03500
8
0.04000
10
Dimensionless temperature rise r,f
0
1.000E-4
0.01250
2
0.02500
0.03750
0.05000
4
0.06250
热器
a 单U型埋管
b 双U型埋管
图1 竖直U型埋管地热换热器示意图
地热换热器的传热模型
1 钻孔外的传热模型
线热源模型 有限长线热源模型
2 钻孔内的传热模型
一维模型，二维模型 准三维模型
3 有地下水渗流的传热模型 4 叠加原理
空间的叠加：多个钻孔间的相互作用 时间的叠加：变负荷和间断工作
2、钻孔内的热阻：横截面图
0.07500
6
0.08100
0.08500
0.09000
8
0.09400
0.1000
Dimensionless temperature rise r,f
0
1.000E-4
0.02000
2
0.04500
0.07000
0.09500
4
0.1200
0.1450
0.1700
6
0.1800
0.1870
0.1920
不同型式的地源热泵
地源热泵空调系统的突出优点
➢ 节能：性能系数较高，节省 运行费用25～50％；
➢ 环保：废除锅炉房，不向室 外排热，不用地下水；
➢ 可持续发展：热量冬取夏蓄， 利用可再生能源；
➢ 冷暖兼用：均衡用电负荷， 节省建筑空间；
➢ 美观：无室外机，不影响建 筑外观
大家有疑问的，可以询问和交流