地水源热泵系统介绍1

一、地埋管地源热泵系统介绍•1.地源热泵系统介绍•地源热泵系统是以土壤或地下水、地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统和控制系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统及地表水地源热泵系统三种。其中地埋管地源热泵系统也称地耦合地源热泵系统或土壤源地源热泵系统。一、地埋管地源热泵系统介绍•2.地埋管地源热泵系统工作原理•地埋管地源热泵系统是利用土壤源作为低温热源，把传统空调器的冷凝器或蒸发器直接埋入地下，使其与大地进行热交换，通过地下循环系统循环，提取或释放大地热能，通过地源热泵机组循环系统将能量转移到建筑物内，从而将低品位能源利用起来。地源热泵机组是一种新型能量转换装置，它可以把不能直接利用的低位能源转换为可以直接利用的高位能源，其工作原理与普通冷水机组工作原理相同，但同时具有制热和制冷双功能一、地埋管地源热泵系统介绍•地埋管地源热泵系统是一种可同时实现采暖和制冷的高效节能空调系统，它主要是以土壤中的地热能，作为热泵夏季制冷的冷却源、冬季采暖供热的低温热源；即在冬季，热泵把土壤中的热量“取”出来，供给建筑物室内采暖；夏季，把建筑物室内的热量取出来，经过地埋管释放到地下土壤中去，达到建筑物制冷目的。•地埋管地源热泵系统能效比高一般都在4.0以上，通常热泵机组消耗1单位的能量，再加上土壤中储存的3单位的能量，用户可以得到4单位以上的热量或冷量，节能效果明显。地源热泵系统原理示意图地源热泵系统原理示意图•3.地源热泵系统发展背景•2005年，国家发展改革委“可再生能源和新能源高技术产业化专项”重点支持了一批风力发电、太阳能光伏发电、太阳能供热和地源热泵供热（制冷）、氢能等方面的产业化项目。在太阳能供热和地源热泵供热（制冷）方面，开展新型太阳能热水器和地源热泵系统产业化。包括高可靠性新型真空管集热器、大面积中高温太阳能热水系统、全天候太阳能热水系统、高效地源热泵及其配套系统。一、地埋管地源热泵系统介绍一、地埋管地源热泵系统介绍•2006年7月1日，北京市发展和改革委员会、北京市规划委员会、北京市水务局、北京市财政局等九部门联合发出了《关于发展热泵系统的指导意见》，鼓励在适宜的地区优先采用水源热泵、地源热泵供暖，并且给出了策性倾斜，给采用水源热泵、地源热泵技术供暖的项目分别进行35元/平方米和50元/平方米的政府补贴。一、地埋管地源热泵系统介绍•4.地源热泵系统优点•地埋管地源热泵与常规空调技术相比有着无可比拟的优势：•(1)利用可再生能源，属可再生能源利用技术•地源热泵从常温土壤中吸热或向其排热，利用的是可再生的清洁能源，可持续使用。•(2)高效节能，运行费用低，属经济有效的节能技术•地源热泵的冷热源温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。在制热制冷时，输入1KW的电量可以得到4KW以上的制冷制热量。一、地埋管地源热泵系统介绍•(3)节水省地•1）以土壤为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗水资源，不会对其造成污染。•2）省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利于建筑的美观•(4)环境效益显著该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，在供热时，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好，是理想的绿色环保产品。•(5)运行安全稳定，可靠性高•地源热泵系统在运行中无燃烧设备，因此不可能产生二氧化碳、一氧化碳之类的废气，也不存在丙烷气体，因而也不会有发生爆炸的危险，使用安全。燃油、燃气锅炉供暖，其燃烧产物对居住环境污染极一、地埋管地源热泵系统介绍•重，影响人们的生命健康。由于土壤深处温度非常恒定，主机吸热或放热不受外界气候影响，运行工况非常稳定，优于其它空调设备。不存在空气源热泵供热不足，甚至不能制热的问题。整个系统的维护费用也较锅炉－制冷机系统大大减少，保证了系统的高效性和经济性。维修量极少，折旧费和维修费也都大大地低于传统空调。•(6)一机两用，应用范围广•地源热泵系统可供暖、制冷，一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于住宅的采暖、供冷。•(7)自动运行•地源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，可无人值守；此外，机组使用寿命长，均在20年以上。水源热泵系统简介•2.1水源热泵系统介绍•水源热泵是利用了地球水体所处存的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的空调系统。其中包括地下水和地表水。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，而且是一个巨大的动态能量平衡系统。地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对平衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能和地能成为可能。所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。水源热泵系统通常分为地下水源热泵系统及地表水源热泵系统两种。2.2水源热泵系统工作原理•水源热泵系统是利用水源作为低温热源，首先利用水泵抽取地下水，通过换热器与制冷剂进行热交换，经提取热量或释放热量后的水再回灌到地下。冷凝剂携带的能量通过热泵机组循环系统将能量转移到建筑物内，从而将低品位能源利用起来。水源热泵机组是一种新型能量转换装置，它可以把不能直接利用的低位能源转换为可以直接利用的高位能源，其工作原理与普通冷水机组工作原理相同，但同时具有制热和制冷双功能。2.2水源热泵系统工作原理•水源热泵系统是一种可同时实现采暖和制冷的高效节能空调系统，它主要是以地下水中的热能，作为热泵夏季制冷的冷却源、冬季采暖供热的低温热源；即在冬季，热泵把水中的热量“取”出来，供给建筑物室内采暖；夏季，把建筑物室内的热量取出来，释放到地下水中去，达到建筑物制冷目的。•系统中采用板式换热器，板式换热器是一种高效、紧凑的换热设备。近年来，已广泛应用于闭式地下水源热泵空调系统中，将地下水与水源热泵所使用介质分隔开，以避免出现设备的管子积污垢和腐蚀问题。为了使板式换热器在系统中高效运行，井水侧和循环水侧的流量和工作参数必须很好地配合。2.2水源热泵系统工作原理•系统采用管井构造，主要由井室、井壁管、过滤器、沉淀管等部分组成。井室主要是安装井泵电动机、井口阀门、压力表等，保护井口免受污染和提供运行管理维护的场所。井壁管不透水，主要安装在不需要进水的岩土层段，其功能是加固井壁、隔离不良的含水层。过滤器有俗称花管，它是带有孔眼或缝隙的管段，与经闭关直接连接，安装在含水层中，其功能是集取地下水和阻挡含水层中的砂砾进入井中。沉淀管位于管井的底部，用于沉淀进入井内的细小泥沙颗粒和自地下水析出的其他沉淀物。•水源热泵系统能效比一般都在4.0以上，通常热泵机组消耗1单位的能量，再加上水中储存的3单位的能量，用户可以得到4单位以上的热量或冷量，节能效果明显。2.3应用水源热泵系统的必要条件•水源热泵系统中，主要包括建筑物内的空调系统设计和室外地能换热系统的设计。其中室外部分的换热系统，主要有取水井、回灌井。水源热泵系统的选用，取决于现场可用地表面积、当地水文地质类型及地下水水量的限制。所以只有在建筑周围有充足的地表面积，适宜的地质和充足的水量的情况下，才可以采用本系统。2.4水源热泵系统优点•水源热泵与常规空调技术相比有着无可比拟的优势：•(1)利用可再生能源，属可再生能源利用技术•水源热泵从常温水中吸热或向其排热，利用的是可再生的清洁能源，可持续使用。•(2)高效节能，运行费用低，属经济有效的节能技术•水源热泵的冷热源温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得水源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，水能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。在制热制冷时，输入1KW的电量可以得到5KW以上的制冷制热量。2.4水源热泵系统优点•(3)节水省地•1）以地下水为冷热源，通过换热器向其放出热量或吸收热量，不消耗水资源，不会对其造成污染。•2）省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利于建筑的美观•(4)环境效益显著该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，在供热时，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好，是理想的绿色环保产品。2.4水源热泵系统优点•(5)运行安全稳定，可靠性高•水源热泵系统在运行中无燃烧设备，因此不可能产生二氧化碳、一氧化碳之类的废气，也不存在丙烷气体，因而也不会有发生爆炸的危险，使用安全。由于土壤深处水温非常恒定，主机吸热或放热不受外界气候影响，运行工况非常稳定，优于其它空调设备。不存在空气源热泵供热不足，甚至不能制热的问题。整个系统的维护费用也较锅炉－制冷机系统大大减少，保证了系统的高效性和经济性。维修量极少，折旧费和维修费也都大大地低于传统空调。•(6)一机三用，应用范围广•水源热泵系统可供暖、制冷，又可提供生活热水。一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于住宅的采暖、供冷。