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1、地源热泵技术与建筑节能浅析-建筑节能课程作业序言随着经济的发展和人民牛活水平的提高，公共建筑和住宅的供热和空调己成为普遍的需求。地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能，包抵地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输人少量的高品位能源(如电能)，实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖;夏季,把室内的热量取岀來，释放到地能中去。地源热泵是能有效节省能源、减少大气污染和二氧化碳排放的供热和空调新技术。可以预见，该项技术将会成为21世纪最有
2、效的供热和制冷空调技术。关键字：地源热泵，建筑节能，可持续发展一.地源热泵系统介绍地源热泵空调系统是一种利用含有大量能源的土壤(地下水)作为吸热或排热的热交换器,实现空气调节的系统，被称Z为二十一世纪的“绿色节能空调技术”。热泵原理与组成热泵(制冷机)是通过做功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。建筑的空调系统一可以省去锅炉和锅炉房，不但节省了初投资，而且全年仅采用电力这种清洁能源，大大减轻了供暖造成的大气污染问题。热泵空调系统通常由制冷剂环路、室内环路和低温热源换热环路等环路组成。有的还设有加热生活热水的环路。不同类型的热泵，其制冷剂环路和室内环路慕本相同，但
3、其低温热源换热环路各有不同。如分体空调的室外机是空气源热泵的低温热源换热环路，而地热换热器则是地源热泵的低温热源换热环路。国家规范GB50366-2005《地源热泵系统工程技术规范》対地源热泵的具体定义为：以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的空调系统。生港仪水二.地源热泵的分类及技术分析就其性质來分，国外的文献通常把热泵分为空气源热泵(airsourceheatPumP,ASHP)和地源热泵(groundsourceheatPumP,GSHP)两大类。地源热泵乂可进一步分为地表水热泵(surface-waterheatP
4、umP,SWHP)>地下水热泵(groundwaterheatPumP,GWHP)和地下祸合热泵(ground-coupledHeatPumP,GCHP)o地源热泵系统的分类地源热泵系统地衣水源热象冷却塔补偿兀土壊原站泵太阳能辅助式土壊操热泵2・1地下水热泵地下水源热泵系统的热源是从水井或废弃的矿井屮抽取的地下水。经过换热的地下水可以排人地表水系统，但对于较大的应用项冃通常要求通过回灌井把地下水回灌到原来的地下水层。水质良好的地下水可直接进人热泵换热,这样的系统称为开式环路。实际工程中更多采用闭式环路的热泵循环水系统，即采用板式换热器把地下水和通过热泵的循环水分隔开,以
5、防止地下水中的泥沙和腐蚀性朵质对热泵的影响。山于地下水温常年棊本恒定，夏季比室外空气温度低，冬季比室外空气温度高,H具有较大的热容量，因此地下水热泵系统的效率比空气源热泵高,COP值一般在3—4.5,并且不存在结霜等问题。最近几年地下水源热泵系统在我国得到了迅速发展。A、开式系统B、闭式系统但是，地下水热泵系统的应用也受到许多条件的限制。首先，这种系统需耍有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。按常规计算,10,000nf的空调面积需要的地下水量约为120mVhro地下水热泵系统的经济性还与地下水层的深度有很大的关系。如果地下水位较低，不仅成井的费用增加,运行中水泵的耗电
6、将大大降低系统的效率。此外，虽然理论上抽取的地下水将回灌到地卜•水层，但目前国内地下水回灌技术还不成熟，在很多地质条件下回灌的速度大大低于抽水的速度，从地下抽岀来的水经过换热器后很难再被全部回灌到含水层内，造成地下水资源的流失。再者，即使能够把抽取的地下水全部回灌,怎样保证地下水层不受污染也是一个棘手问题。2.2地表水热泵地表水热泵系统的一个热源是池塘、湖泊或河溪中的地表水。在靠近江河湖海等大体量自然水体的地方利用这些口然水体作为热泵的低温热源是值得考虑的一种空调热泵的型式。热泵与地表水的换热可采用开式循环或闭路循环的形式C开式循环是用水泵抽取地表水在换热器中与热泵的循
7、坏液换热后再排人水体。共缺点是水质较羞时在换热器中产生污垢，影响传热,共至影响系统的正常运行。更常用的地表水热泵系统采用闭路循环，即把多组塑料盘管沉人水体屮，热泵的循环液通过盘管与水体换热，可以避免水质不良引起的污垢和腐蚀间题。当然，这种地表水热泵系统也受到自然条件的限制。A、闭式系统B、开式系统此外,山于地表水温度受气候的影响较大，与空气源热泵类似，当环境温度越低时热泵的供热量越小，而且热泵的性能系数也会降低。一定的地表水体能够承的冷热负荷与其面积、深度和温度等多种因数有关，需要根据具体情况进行计算。这种热泵的换热对水体中生态环境的影响
