地源热泵讲座(袁建新)课件.ppt

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1、湖南省建筑设计院副总工程师湖南省暖通空调制冷学会主任委员袁建新一、二、三、四、五、一、地源热泵系统概述1.1热泵原理类似于水泵将水从低位抽到高位，采用热泵可以把热量从低温热源抽吸到高温热源。热泵的低温热源是我们周围的介质——空气、江河水、海水、城市污水、地表水、地下水、地下土壤等。水泵工作示意图热泵工作示意图热泵能量转换，是利用压缩机的作用，通过消耗一定的辅助能量（如电能），在压缩机和循环制冷剂的共同作用下，从环境中吸取低温热能，转换成高温热能释放至循环介质（如水、空气）中成为高温热源输出。在此转换过程中，压缩机做功消耗电能。热泵

2、室内室外夏季：室内温度<室外温度热量从室内传到室外冬季：室外温度<室内温度热量从室外传到室内热泵与常规能源经济性比较1Kg柴油产生消耗1度电能1Kwh热量产生电费2元电费0.6元12Kwh10Kwh/3×0.6折合热泵取热1m3天然气产生电费1.6元10Kwh8Kwh/3×0.6折合热泵取热1Kg柴油产生电费3元12Kwh10Kwh/2×0.6折合热泵取热1m3天然气产生电费10Kwh8Kwh/2×0.6折合热泵取热2.4元1.2地源热泵技术原理地源热泵利用浅层地壳中储存能源，以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的

3、水溶液为传热介质，采用蒸气压缩热泵技术对建筑进行制冷、供暖或加热生活热水。根据地热源交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地下水地源热泵系统、地表水地源热泵系统（江、河、湖泊、城市污水源等）、土壤源地源热泵系统。1.3地源热泵空调系统组成（土壤源）1.室外环路：由高强度塑料管组成的在地下循环的封闭环路，即地埋管换热器，循环介质为水或防冻液。冬季从周围土壤吸收热量，夏季向土壤释放热量，并与热泵机组之间交换热量。2.制冷剂环路：热泵机组内部的制冷循环，与空气源热泵相比，只是将空气-制冷剂换热器换成水-制冷剂换热器，其他结构基本相同。3.

4、室内环路：室内环路在建筑物内和热泵机组之间传递热量。典型地源热泵空调系统二、地下水地源热泵2.1地下水地源热泵系统地下水水源热泵系统通过在地下钻取抽水井和回灌井，抽取浅层地下水，经过热泵提取热量或冷量后，再将其回灌到地下的热泵系统形式。地下水水源热泵的另一端可产生可供采暖的热水或可供空调的冷水，用于为建筑物提供采暖用热源和空调用冷源。水源热泵工作示意图2.2地下水水源热泵设计需了解内容（1）工程场地状况调查场地内已有的、计划修建的地下管线和地下构筑物的分布及埋深场地内树木植被、池塘、排水沟及架空输电线、电信电缆的分布场地内已有水井

5、位置（2）地下水水文地质勘察含水层岩性、分布、埋深及厚度含水层的富水性和渗透性地下水水质地下水净水位、动水位地下水径流方向、速度、水力坡度地下水出水温度、出水量不同管材单井造价2.3地下水水源热泵设计关键——回灌异井回灌裂石岩结构(可100%回灌)鹅卵石结构，可100%回水细沙地质(回水较难，须采取特殊工艺)回灌不成功对环境影响：1、地面沉降2、地下水质污染2.4投资的经济性和运行的经济性问题三、地表水地源热泵3.2地表水水源热泵设计需了解内容（1）工程场地状况调查场地内已有的、计划修建的地下管线和地下构筑物的分布及埋深场地内树木

6、植被、池塘、排水沟及架空输电线、电信电缆的分布（2）地下水水文地质勘察水源性质、水面用途、深度、面积及分布不同深度的地表水水温、水位动态变化地表水水质及其动态变化地表水流速和流量动态变化地表水利用现状地表水取水和回水适宜地点及路线3.3地表水地源热泵分类开式换热系统换热效率较高、初投资较低、水泵扬程较高水质要求较高，地表水易受污染，泥沙、水藻等杂质含量大，水表面直接与空气接触，水体含氧量较高，腐蚀性强，很容易导致换热器结垢、腐蚀以及管路阻塞等现象。闭式换热系统通过盘管内的循环介质与水体进行换热的。不需要将地表水提升到较高的高度，闭

7、式系统循环水泵的扬程低于开式系统。直接式传热温差大、效率高热泵机组换热器的性能下降和寿命降低间接式没有结垢问题保护昂贵的水源热泵机组夏季回路中的水会产生1～2℃的温升,冬季也会有同样幅度的温降开式系统分为直接式和间接式2种(按地表水是否直接进水源热泵机组的换热器内)3.4开式系统取、排水口和取水构筑物的设计1、取排水口的布置原则是上游深层取水，下游浅层排水。2、取水构筑物按结构形式的不同地表水取水构筑物可分为移动式和固定式2种。移动式取水构筑物有浮船式和缆车式。固定式取水构筑物分岸边式和河床式。岸边式取水：适于建在河岸较陡、主流近

8、岸、岸边水足够深、水质及地质条件较好、水位变化不大的地方，直接从岸边取水。河床式取水：适用于河岸平坦、主流离岸较远、岸边水深不足或水质不好的场合，用于从河心取水。3.5闭式系统设计的关键是地表水换热器的设计闭式系统一般采用清水作循环介质地表水换热