[建筑土木]地源热泵空调系统技术与设计介绍

[建筑土木]地源热泵空调系统技术与设计介绍内容摘要：

二、热泵机 组的分类 热泵机组是需要冷凝器的热量，蒸发器则从环境中取热，此时从环境取热的对象称为热源；相反制冷是需要蒸发器的冷量，冷凝器则向环境排热，此时向环境排热的对象称为冷源。 蒸发器冷凝器根据循环工质与环境换热介质的不同，主要分为空气换热和水换热两种形式。 这样热泵机组或制冷机根据与环境换热介质的不同，可分为水 —水式，水 — 空气式，空气 — 水式，和空气 — 空气式共四类。 利用空气作冷热源的热泵，称之为空气源热泵。 空气源热泵有着悠久的历史，而且其安装和使用都很方便，应用较广泛。 但由于地区空气温度的差别，在我国 地源热泵空调系统技术介绍 陕西泓林机电工程有限公司 SHAANXI HONGLN MACHINERYamp。 ELECTRIC ENGINEERING 典型应用范围 是长江以南地区。 在华北地区，冬季平均气温低于零摄氏度，空气源热泵不仅运行条件恶劣，稳定性差，而且因为存在结霜问题，效率低下。 利用水作冷热源的热泵，称之为水源热泵。 水是一种优良的热源，其热容量大，传热性能好，一般水源热泵的制冷供热效率或能力高于空气源热泵，但由于受水源的限制，水源热泵的应用范围远不及空气源热泵。 三、 地源热泵工作原理及分类 地源热泵则是利用水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量 “取 ”出来，供给室内采暖，此时地能为 “热源 ”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为 “冷源 ”。 地源热泵空调系统技术介绍 陕西泓林机电工程有限公司 SHAANXI HONGLN MACHINERYamp。 ELECTRIC ENGINEERING 地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。 其中水源热泵机主要有两种形式：水 — 水式或水 — 空气式。 三个系统之间 *水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。 地源热泵技术路线 地源热泵技术路线有以下两种：土 气型地源热泵技术和水 水型地源热泵技术 土 气型地源热泵技术以美国的技术为代表，水 水地源热泵技术 以北欧的技术为代表。 二者的差别是：前者从浅层土壤或地下水中取热或向其排热，通过分散布置于各个房间的地源热泵机组直接转换成热风或冷风为房间供暖或制冷。 后者是从地下水中取热或向其排热，经过热泵机组转换成热水或冷水，然后再经过布置在各个 房间的风机盘管转换成热风或冷风给房间供暖或制冷。 由于美国的土 气型地源热泵技术，可以不用地下水，采用埋设垂直管、水平管或向地表水抛设管路等多种方式，直接从浅层土壤取效或向其排热，不受地下水开采的限制，推广的范围 更 大、更灵活。 地源热泵空调系统技术介绍 陕西泓林机电工程有限公司 SHAANXI HONGLN MACHINERYamp。 ELECTRIC ENGINEERING 第 三 部分、 选择地源热泵的七大理由 完全的舒适 —— 全新姿态，享受美好生活 常规空调有一个典型的问题，就是当您需要它的时候，如最热的夏季午时，最冷的冬季子夜，它的出力是最小的。 这时候，常规空调往往不能保证室内舒服的温度。 常规的冷暖热泵空调在冬季更是要频繁除霜或加进辅助热源。 地源热泵则不受室外温度的影响。 保证一个相对稳定的出力，即使在最恶劣的情况下也工作自如。 三位一体 —— 集供暖、空调和热水于一身 由于不再受环境和气候的影响，地源热泵在极大的地理范围内和不同的季节里均能正常高效地工作，并保证足够的出力。 这 使我们用一套系统便可在夏季制冷，冬季供暖，一年四季提供生活热水，从而完全取代了家中的空调机，热水器和暖气片。 对开发商则免去了供暖管线，锅炉，燃料间和运行管理等问题。 建筑群总体形象也免受破坏，因为建筑物外部不再有烟囱、冷却塔，室外也没有空调挂机。 中央模式 —— 顾及每一寸的空间，家中行动自如 在中国住房品质提升的初级阶段，由于平均居住面积小，窗式或分体式空调成为必然的选择。 今天随着居住面积增大，窗式或一拖多的模式越来越不适宜。 而地源热泵是典型的中央模式，可以保证每一个空间上的舒适，使您在 家中 地源热泵空调系统技术介绍 陕西泓林机电工程有限公司 SHAANXI HONGLN MACHINERYamp。 ELECTRIC ENGINEERING 活动自如，全无隔阂。 但它却仍保留了分户计算的优点，并且没有大型中央系统的维护问题。 绿色环保 —— 利于全球环境，创造绿色小区 地源热泵节约能源，减少了锅炉用量，大量地降低了温室气体的排放。 由于其节能是如此显著，美国各大电力公司均对地源热泵用户有专项补帖，以提高电网效率。 能效最高 —— 保证最低的运行费用 地源热泵被美国能源部、美国环保署共同认定为最高效的供暖和制冷空调系统。 夏季制冷较之常规系统要节约 40％一 50％的运行费用，而冬季供暖的节约可高达 70％。 这些数 据不是来自于理论的估算，也不是来自于实验室的测量，而是在全美国不同地区的 65 万多用户每月的电费帐单上体现出来的。 许多用户都有这样经历：即开始选择地源热泵时，着实为初期投资思考再三，但很快发现这一次的决心免去了随后每月面对运行帐单时的紧张。 恒久无障 —— 寿命最长，维护保养成本低 地源热泵非常可靠耐用。 它的机械运动部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是装在室内，从而避免了室外的恶劣气候。 目前地源热泵系统中的地下换热器可保证可靠运行行 50 年以上，地上部分可达 20 年以上。 和 常规空调相比，其寿命的增加非常明显。 避免了冷却塔每年的清洗，取暖锅炉或吸收式制冷锅炉的除碱和保养。 一般来讲，用户由于选用地源热泵所增加的初投资在系统运行 3 年左右即可全部收回。 地源热泵空调系统技术介绍 陕西泓林机电工程有限公司 SHAANXI HONGLN MACHINERYamp。 ELECTRIC ENGINEERING 适应性强 —— 可广泛应用于各式建筑 地源热泵可用于不同结构、不同面积的建筑上。 它包括：工业场所，尤其是空调要求严格、耗能高的制造车间；商业建筑如商场、超市、车站、机场、学校、医院、饭店、写字楼等；居民建筑从单家独院的别墅到高层公寓都可得用地源热泵系统。 上图为荣富饭店，采用水源热泵对原供暖、制冷、热水系统进行改造。 正式运行后，饭店可自己制冷和供热，完全能达到星级酒店的标准。 尤其是经济效益显著，每年可节约 240余万元。 “鸟巢”地源热泵系统 地源热泵空调系统技术介绍 陕西泓林机电工程有限公司 SHAANXI HONGLN MACHINERYamp。 ELECTRIC ENGINEERING 地源热泵系统利用“地下浅表层土壤温度基本恒定”这一特点，经过换热器及少量的电能将地下免费的能量提取出来，从而实现低温位能向高温位能转移，以达到既可供热又可制冷的功能。 该系统利用体育场内足球场区域近 7000平米草皮下的土壤资源，设计了地源热泵，总装机容量 1500KW（总冷负荷）、1800KW（总热负荷）。 地源热泵空调系统技术介绍 陕西泓林机电工程有限公司 SHAANXI HONGLN MACHINERYamp。 ELECTRIC ENGINEERING 第 四 部分、地源热泵系统的分类与应用方式 一、 地源热泵系统的分类 埋管式土壤源热泵系统 也称地下耦合热泵系统（ Groundcouple heat pumps GCHPs）或土壤热交换器地源热泵（ Ground heat exchanger heat pumps），包括一个土壤耦合地热交换器，它或是水平地安装在地沟中，或是以Ｕ形管状垂直安装在竖井之中。 通过中间介质（通常 为水或者是加入防冻剂的水）作为热载体，使中间介质在土壤耦合地热交换器的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行热交换的目的。 1） 水平埋管地源热泵系统（ Horizontal groundcoupled heat pump） 比较简单的方式是 ,当室内负荷比较小 ,土壤 换热器长度比较短 ,可以把与单回路管子随开挖土方施工直接埋入地下 . 地源热泵空调系统技术介绍 陕西泓林机电工程有限公司 SHAANXI HONGLN MACHINERYamp。 ELECTRIC ENGINEERING 当室内负荷比较大 ,土壤换热器长度比较长 ,就需要考虑换热器的布置问题 ,常有的布置方式有以下两种 . （ a）串联式水平埋管 （ b）并 联式水平埋管 地源热泵空调系统技术介绍 陕西泓林机电工程有限公司 SHAANXI HONGLN MACHINERYamp。 ELECTRIC ENGINEERING 2）垂直埋管地源热泵系统（ Vertical borehole groundcoupled heat pump）（ a）比较简单的方式是 ,当室内负荷比较小 ,土壤。