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《地源热泵应用的技术分析与思考ξ》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、天津城市建设学院学报 第8卷 第2期 2002年6月JournalofTianjinInstituteofUrbanConstructionVol.8No.2Jun.2002工程实践X地源热泵应用的技术分析与思考颜爱斌(天津城市建设学院热能工程系,天津300384)摘要:从地源热泵的关键应用技术出发,分析了地源热泵的用能合理性,指出了提高地源热泵使用效率的原则和有效方法1关 键 词:地源热泵;节能;优化中图分类号:TK523文献标识码:A文章编号:100626853(2002)0220120203 热泵是以消耗一部分高质能(机械能、电
2、能、高位1 地源热泵的特点热能等)为代价,通过热力循环将热能从低温物体传[1]向高温物体的能量利用装置1按热源形式分,一般 地源热泵系统的原理如图1所示1有空气源热泵、水源热泵、地源热泵等几种形式1地源热泵是指利用土壤或地下水的低温位热能和它们的蓄热性能的一种热泵系统,在夏天制冷工况下,将埋地换热器作为冷凝器,向地下蓄热,冬天制热工况下,将埋地换热器则作为蒸发器从地下取热,这样既可以充分利用土壤的低位地热资源,又能将夏天的热量储存在地下,以供冬季使用,不但有良好的节能环保效益,也有非常可观的经济效益1因此,地源热泵是一种很有前途的可再
3、生能源技术1 地源热泵技术的提出始于美英两国,美国从1946年开始对地源热泵系统展开研究,并在俄勒冈州成功运行了第一台地源热泵系统,由此掀起了美国应用地12压缩机;22蒸发器;32冷凝器;42节流阀;源热泵系统的高潮,目前,美国已安装了40万台以上5～122阀门;132风机盘管;142埋地换热器的地源热泵系统,并以每年10%的速度增长1至2000图1 地源热泵系统原理年,美国利用地源热泵采暖节能源费用达412亿美[2]元1 夏天工况时,关闭5、6、7、8阀门,打开9、10、11、 在我国,地源热泵的应用还处于起步阶段,目前12阀门
4、,用户端和热泵系统蒸发器换热,冷冻水给用还只有很少的地源热泵机组成功运行,地源热泵机组户供冷,埋地换热器通过冷凝器向地下蓄热以备冬用;的设计、安装、运行等诸方面还没有成型的标准和行业科天工况时,打开5、6、7、8阀门,关闭9、10、11、12阀规范,其推广应用还处于探索期间,随着人们对环保、门,用户端被切换到热泵冷凝器侧,此时,热泵系统给节能的日益重视,地源热泵在我国必将有广阔的发展用户供热,埋地换热器从地下取出热量,相当于向地下前景1蓄存冷量以备夏季使用1X收稿日期:2002204205;修订日期:2002204215作者简介:颜爱斌
5、(1973-),男,湖南岳阳人,天津城市建设学院助理实验师.©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.天津城市建设学院学报 颜爱斌:地源热泵应用的技术分析与思考·121· 使用地源热泵的优点是十分明显的,概括起来主技术简单,但容易造成地表水热污染和地下水位失调,要有以下几个方面:双井系统没有地表水热污染和地下水位失调的问题,111 机组性能系数高,节能效果好但初投资较单井系统大,回灌井技术难度较大1采用 与目前使用较为广泛的空气源热泵相比较,地源何
6、种方式,应因地制宜1有一种较好的方法是将埋地热泵的节能效果非常明显1空气源热泵系统夏天冷凝换热器置于建筑物地基的埋桩中,在浇筑埋桩之前先器侧、冬天蒸发器侧为工质2空气热交换,换热性能较将埋地换热器置于井下,然后浇筑埋桩1这样不但可差,特别是冬冷夏热地区,夏天空气温度过高,不利于以节约大量初投资,而且可以一定程度上改善埋地换[3]冷凝器向空气放热;而冬天气温过低,不利于蒸发器从热器的换热性能1空气中吸收热量1同时,昼夜气温的较大幅度的变化也特别不利于热泵系统的高效、稳定运行1地源热泵系统夏天冷凝器侧、冬天蒸发器侧为工质2水热交换,换热性能
7、好,而且通常情况下,由于地下温度比较恒(a) 土壤埋管(闭路系统)定,地源热泵系统可以不受气温变化而稳定的运行1这样会非常有利于提高机组的运行的效率和稳定性1 地源热泵的埋地换热器无需除霜,和空气源热泵系统相比能减少大约13%的除霜能耗1112 是一种有效的可再生能源技术(b) 地下水系统(开路系统) 土壤具有较好的蓄热性能,通过埋地换热器,夏图2 埋地换热器形式季利用冬天蓄存的冷量制冷,同时向地下蓄存热量;冬季则利用夏季蓄存的热量制热,同时向地下蓄存冷 闭式系统埋地换热器一般采用套管式和U型管量1这样可以实现冬夏冷热互相联供,因
8、此,地源热泵式1套管式一般有较高的效率,但也容易出现热短路可以充分利用土壤的蓄热性能,实现冬夏能量互为补[3]现象1U型管式的热短路现象可以忽略1偿,是一种节能、环保、可持续发展的能源技术1 换热器的优化
