工程热力学论文 节能工程论文

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1、工程热力学论文节能工程论文浅析地源热泵的发展前景　　1前言　　随着经济的发展，人们节能、环保意识的日益提高，人们迫切的寻找新的节能环保型空调形式。地（水）源热泵作为一种节能、环保的绿色产品适应能源可持续发展战略要求，在中国必将有广阔的应用和发展前景。　　2热泵的概念　　简单说来就是从低温热源吸热送往高温热源的循环设备。　　以消耗一部分低品位能源（机械能、电能或高温热能）为补偿，使热能从低温热源向高温热源传递的装置。其实质是借助降低一定量的功的品位，提供品位较低而数量更多的能量。由于热泵能将低温热能转换为高温热能

2、，提高能源的有效利用率，因此是回收低温余热、利用环境介质（地下水、地表水、土壤和室外空气等）中储存的能量的重要途径。　　3热泵的工作原理　　热泵中的制冷机在蒸发器中蒸发吸取自然水源或大气中的热量，经压缩后再冷凝器中放出热量加热供热系统的回水，然后由循环泵将水送到热用户做采暖或热水供应等；制冷机在冷凝器中凝结成饱和气体经节流降压降温进入蒸发器，蒸气吸收热量，气化为干饱和蒸气，从而完成一个循环[1]。　　4地源热泵研究现状　　1912年瑞士H.Zoelly首次提出利用土壤作为热泵系统低温热源的概念。上世纪50年代，

3、该技术引起普遍关注，随着后来爆发的能源危机欧美等国相继加大了该技术的投入。建立和完善了相应的理论，改进了相关部件等材料，推广了改技术的应用。　　在国内，1989年当时山东青岛建筑工程学院在国内建立了第一台地源热泵系统的试验台；1996年天津商学院也开始了地源热泵系统的研究；1998年重庆建筑大学建成了包括浅埋竖埋管换热器和水平埋管换热器在内的热泵系统；1998年青岛建工学院建成了聚乙烯垂直土壤源热泵系统；湖南大学1998年建成了水平埋管土壤源热泵系统；1999年同济大学建成了垂直土壤源热泵系统。这些系统为我国推

4、广土壤源热泵奠定了基础。从2000年开始，北京、沈阳、长春、济南、温州、重庆、米泉已建立了一系列土壤源热泵系统的示范工程。土壤源热泵系统越来越多地被房地产商所关注和采用。　　5地源热泵发展的优势　　5.1建筑节能的客观需要　　建筑能耗目前占到全社会总能耗27%左右，其中建筑物供热制冷的能耗大概占到整个建筑能耗的60%左右，因此，如何在改善建筑热舒适性的条件下降低采暖制冷能耗是建筑节能工作中的重点[2]。地源热泵作为一种建筑物供热制冷新技术可以通过消耗少量的电能或热能来有效地利用地热能达到这样的目的。　　5.2地

5、源热泵自身优势　　5.2.1与其他传统空调相比　　（1）利用可再生能源：属可再生能源利用技术　　地源热泵从常温土壤或地表水（地下水）中吸热或向其排热，利用的是可再生的清洁能源，可持续使用。　　（2）高效节能，运行费用低：属经济有效的节能技术　　地源热泵的冷热源温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。在制热制

6、冷时，输入1KW的电量可以得到5KW以上的制冷制热量。　　（3）节水省地　　1）以土壤(水)为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗水资源，不会对其造成污染。2）省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利于建筑的美观　　（4）环境效益显著　　该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，在供热时，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好，是理想的环保产品。　　（5）运行安全稳定，可靠性高。　　（6）一机

7、两用，应用范围广　　地源热泵系统可供暖、制冷，一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。　　可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于住宅的采暖、供冷。　　（7）自动运行　　地源热泵机组由于工况稳定，所以可设计简单系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，可无人值守；此外，机组使用寿命长，均在20年以上。　　5.2.2各热泵间比较　　下列举出了不同热源热泵的优缺点及适用范围。可以看出水源热泵和土壤源热泵比空气源热泵的优势在于更加节能环保。而水源热泵和土壤源热泵可以归结为地源热

8、泵[3]。　　水源充足的地区更适合采用水源热泵系统。　　土壤源热泵浅层底层土壤1.节能、运行费用低；　　2.一机多用，节约设备用房；　　3.环保、零污染；　　4.可再生能源。1.地下埋管较困难、水平埋地管换热器占地面积大（约1.2m2埋地管/m2建筑面积；　　2.增加了勘测及埋管的费用，初投资偏高。适用于写字楼，宾馆客房，迎合，商场，学校，别墅，公寓等建筑。　　地域广阔的地区更合集采用