文档介绍：地源热泵
商用一组
内容概要
1. 地源热泵的发展
2. 地源热泵的原理
3. 地源热泵的设计
4. 地源热泵的优势
5. 地源热泵的使用时的局限性
①地热散热器的布置形式
②地源热泵的管路设计
地源热泵的发展
地源热泵的起源
地源热泵的历史可以追朔到1912年瑞士的一个专利,而地源热泵真正意义的商业应用也只有近十几年的历史。
地源热泵在美国
美国地源热泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂家组成的美国地源热泵协会,推广地源热泵的空调系统,以达到很好的节能性
地源热泵在欧洲
中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用地源热泵,用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。据1999年的统计,为家用的供热装置中,地源热泵所占比例,瑞士为96%,奥地利为38%,丹麦为27%。
地源热泵在中国
我国的地源热泵事业近几年刚开始起步,但由于业内的专家较看好地源热泵的节能性,现已成为政府部门推荐的空调形式之一。
利用浅层常温土壤或地下水中的能量作为能源进行供暖及制冷,并可提供生活热水。
鼓风机
冷媒配管
初级热交换器
来自楼宇的回收气体
内部热水加热器
地表
来自地下的连接
通向地下的连接
通往楼宇的热风
二级热交换器
膨胀阀
压缩机
反转阀
使过热蒸汽减温
地源热泵的原理
地源热泵的设计
确定建筑物的冷热设计负荷
地热换热器的负荷计算
地热换热器的选型
选择室内空气分布系统
施工图制作
热泵系统的选择
地热换热器的布置形式
地热换热器的管道设计
(包括管长计算、埋管深度等)
地热换热器的布置形式(一)
垂直敷设地耦管道
该方案不需要直接抽取地下水,不会对本地区地下水的平衡和地下水的品质造成任何影响,不会受到国家地下水资源政策的限制。
水平敷设地耦管道
优点:占地面积小,并且换热效果也
较好
缺点:钻井费用较高
优点:安装费用比垂直式埋管系统低
缺点:占地面积大,受地面温度影响
大
地热换热器的布置形式(二)
项目附近如果有可利用的地下水,水温、水质、水量符合使用要求,则可采用开式地表水换热方式,将其通过板式换热器与室内水循环进行隔离换热,可以避免对地表水的污染。此种换热方式可以节省打井的施工费用,室外工程造价较低。
项目附近如果有可利用的地表水,水温、水质、水量符合使用要求,则可采用抛放地耦管换热方式,即将盘管放入河水(或湖水)中,盘管与室内循环水换热系统形成闭式系统。该方案不会影响热泵机组的正常使用;另一方面也保证了河水(湖水)的水质不受到任何影响,而且可以大大降低室外换热系统的施工费用。
优点:非常经济,占地面积小
缺点:地下水的水温、水质及水量需
符合使用要求,受国家地下水
资源政策的限制
优点:可大大降低室外换热系统的
施工费用
缺点:项目附近需有可利用的地表
水且需符合使用要求
地热散热器的管道设计(一)
1、埋管材质
管道材质现普遍使用高密度聚乙烯管(PE管),铝塑管等。
3、埋管深度
①垂直埋管:
埋管的深度可根据当地的地质条件及项目的实际情况而定,从20m~200m,埋管间距一般以4-6m及以上,也需综合考虑当地的地质及土壤的传热情况。
②水平埋管:
~1m,~,且必须位于当地土壤的防冻线以下。
2、管长计算
需参考当地土壤的热物性数据具体计算,一般约30w/m~50w/m。
地热散热器的管道设计(二)
4、施工费用
①钻孔费用:
地源热泵项目中,由于地域特征限制,有时钻井费用可能会占到整个系统投资的50%以上;
钻井深60m以内井深的钻机成本少,费用低,如果大于60m,其钻机成本会提高;如遇岩层,钻井费用还会成倍上升。
②管道铺设费用:
井深80m以内,可用普通型承压()塑料管,如深度大于80m,需采用高承压塑料管,其成本大大增加。
据比较,井深50m的造价比100m的要低30%~50% 。
地源热泵系统的优点
1、节能、环保
夏、冬季高温差的散热和取热,使得地源热泵在产生相同的冷热量时,只需小功率的压缩机就可实现。
与传统的风冷热泵比较,可节能30%~40%左右,系统的年平均COP能达到4以上,如果设计合理的话,COP可达到5~6。
2、运行范围广
机组的运行工况稳定,不受冬夏极端气温的影响。
3、可一机多用
如有需要,地源热泵系统可同时供暖与制冷,并且可制取热水,尤其是在夏季时,更为节能。
4、节省建筑空间(与传统中央空调比较)
无需锅炉、冷却塔等附属设备,节约空间;但仍需面