地埋管地源热泵系统的热平衡
摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越多的关注地埋管地源热泵系统的热平衡，地埋管地源热泵系统的热平衡对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍地埋管地源热泵系统的热平衡的有关内容。
关键词；地埋管；地源热泵系统；热平衡；问题；
中图分类号：th3文献标识码： a 文章编号：
规划环评是指对政策、规划及其替代方案可能产生的环境影响进行规范的、系统的综合评价，并把评价结果应用于负有公共责任的决策中。它是为了针对项目环评的缺陷而提出的。项目环评自20世纪60年代在西方发达国家提出并实施以来，在控制和减少环境污染和生态破坏方面发挥了重要作用，但是其不足也日益明显。建设项目处于整个决策链（战略—政策—规划—计划—项目）的末端，因此项目环评只能做修补性的努力。对单个项目的认可或否决，并不能影响最初的决策和布局。而环境问题在人们着手制定政策、规划时就已经潜在地产生了。
一、土壤热平衡问题的由来
地埋管地源热泵依靠地埋管换热器从地下土壤中提取能量, 虽然热泵机组的热源和热汇都是扩散半径范围内的土壤, 但地埋管
换热器夏季累计向土壤的放热量与冬季从土壤的取热量一般并不
一致, 这样长期取放热量不平衡的堆积会超过土壤自身对热量的
扩散能力, 造成其温度不断偏离初始温度, 并导致冷却水温度随
毕业设计（论文）开题报告 1 课题的目的及意义 20世纪70年代，世界能源结构已经经历了三次大转变，即从木柴转向煤炭由煤炭转向石油和天然气"继而又从以油、气为主的能源系统转向以可再生能源为基础的持久能源系统! 据资料，目前全世界已经探明的煤炭、石油、天然气、油页岩等石化燃料资源的总量，大约只够人类使用100年。 目前在我国的能源构成中煤占70%以上，石油及天然气占25%，但能源利用率仅在30%以下。针对我国的能源紧缺、能源利用率低、能源浪费严重的现状，建设部于1996年下发《建筑节能技术政策》，明确今后我国建筑节能的任务是在保证使用功能、建筑质量和室内环境符合小康目标的前提下，采取各种有效的节能技术与管理措施降低新建房屋单位建筑面积能耗。同时对既有的建筑物进行有计划的节能改造，达到提高居住热舒适性、节约能源和改善环境的目的。 环境保护工作是摆在我们面前刻不容缓的一项重要工作! 据资料估计全世界每年燃烧后排放到大气中的二氧化硫20万t,二氧化碳排放增长率达1.55ppm.资料表明：大气中二氧化碳每增长一倍就会使低层大气层年平均温度升1.5-3C。在我国，每年仅建筑用能采暖燃煤就要排放二氧化碳达1.9t,排放二氧化硫达300t,排放烟尘300t左右。 随着改革开放不断向纵深发展,传统的供热方式受到不同程度的冲击! 由 于旧的供热体制受计划经济的约束,在国家能源政策、管理体制、收费体制、供热质量、物业管理等方面尚存在一些弊端，不适市场经济发展的要求，制约了经济的发展，同时也带来了一些社会问题! 综上所述"由于节能、环境保护的需要及供热空调逐步走向市场化#商业化"供热空调方式向多元化发展，出现了诸如油炉采暖、燃气采暖、电采暖及水源热泵技术的开发研制、应用这一百花齐放的局面。 水源热泵机组以水为载体，冬季采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水，甚至工业废水、污水的低品位热能，借助热泵系统，通过消耗部分电能，将所取得的能量供给室内取暖.在夏季，把室内的热量取出，释放到水中，以达到夏季空调的目的。该机组具有设计标准、选择优良、操作简便、安全可靠等优点。但是，由于水源热泵机组是近些年不断应用于工程的供热、供冷方式.尚存在一些问题有待进一步解决。
无锡某科技住宅项目地源热泵土壤热平衡分析 发表时间：2018-01-17T15:27:05.960Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第23期作者：刘天伟 [导读] 项目地块位于无锡市滨湖区太湖新城板块，观山路和瑞景路交汇处，距中山路-崇安寺商圈约10公里。 江苏慧居建筑科技有限公司 210023 摘要：本文利用TRNSYS软件对无锡某采用地源热泵系统的住宅项目进行地下土壤热平衡模拟分析。模拟运行结果表明：该项目地源热泵工程的热平衡状况良好，符合系统多年稳定运行的条件。 关键词：TRNSYS；地源热泵；热平衡 一、工程概况 项目地块位于无锡市滨湖区太湖新城板块，观山路和瑞景路交汇处，距中山路-崇安寺商圈约10公里，紧靠无锡新市政府，属于板块中区的生活居住片区，地处板块核心区域，权属明确。规划用地面积123153.4平米，基地东西长约355m，南北长约370m。基地地势较平坦，平均黄海高程3.9米左右。 本次计算是针对整个地块建立的模型，囊括了地块内所有采用集中空调及热水系统的楼栋。 二、计算软件及理论 本次计算采用的软件版本为TRNSYS_16。TRNSYS软件中的地埋管换热器模型采用（Duct storage system—DST）中心对称的竖直有限长柱热源模型，基于以下两点假设： 1）换热器管群中钻孔均匀布置（忽略钻孔布局形状的影响）； 2）钻孔内部是对流换热而外部与土壤之间是导热。 钻孔与土壤之间的热流量大小由流体温度、热交换性能和钻孔周围的土壤温度决定，而温度以及由温差引起的热流沿管道是变化的。吸收或放出热量的多少将影响土壤综合的传热过程，同时，综合温度场也会对局部传热问题分析产生影响。假定换热器均匀排列，基于这种对称性，换热器与换热区域也一一对应。埋管的公共区域面积用表示。对矩形的钻孔布置而言，钻孔间距为B和，则公共区域面积为：
地源热泵地埋管施工工艺 地源热泵立埋管的施工包括前期准备、工程钻孔、放管、灌浆、水平横管连接、试压、清洗等内容。具体施工工艺如下： 一、前期准备 1．了解并确定土壤地质条件，确认现场总包单位提供的水、电源等确切位置，便于钻井工作顺利进行。 2．确定该施工区域地下综合管线分布及设置情况，与业主、监理等单位确认，并办好相关手续。 3．平整土地，根据地埋管施工图，用白灰标示具体钻孔位置、水平横沟走向、总管坑槽等位置，业主、监理确认后方可施工。 二、工程钻孔 1．根据工程实际情况，随时填写记录表并及时分析土壤实际状况。 2．钻孔直径不小于150mm。 3．确保钻孔深度。钻孔深度以设计为准，并做好记录。 4．钻孔完毕后，应及时放管并灌浆。 三、地埋立管施工 1．管材采用HDPE高密度聚乙烯材料（SDR11），所有的聚乙烯管都要用专用的热熔设备进行热熔连接。必须根据生产厂家的说明进行施工。 2．在施工前应对PE管道（卷材）用自来水进行检漏，试压压力根据设计确定，确保所用管道及所熔U型弯完好无损。 3．管道拉直。 4．根据钻孔深度确定立埋管的长度，一般由供货商提供设计长度的卷形管材，孔中管材不得有接头。 5．管内充注氮气，并在气口上加压力表，确保管内压力达到设计的实验压力，最小不低于8Kgf/cm2。具体实验压力应根据埋管深度和室内层高确定。 6．管道检漏。把“U”形管底部浸入水中应无气泡冒出；或用肥皂水涂于连接处，仔细检查应无气泡。保压4小时，压力应无明显变化。 7．检漏完毕后，剪掉气头，放掉管内气体（注意：高压气体在管中保留的时间不宜过长），管内加满水。
9．填写试压验收记录。 10．把捡漏后的U型管子逐渐放入钻好的孔内，放入时，严禁突然放手，否则管子浮起后难以再放入。 11．放好埋管、灌浆前，应固定埋管，并在孔和管子 之间的缝隙放入一些细黄沙并用石块等固定管口。 12．严格作好到管口临时封闭。记录埋管前端编号及尾 端编号，确保立管深度与孔深相当。 四、灌浆 1．钻孔结束，放好立埋管后，即开始灌浆。 2．灌浆应采用专用设备（灌浆泵），通过绑扎好的灌浆管进行。 3．确保根据灌浆速度，同时提升上拔灌浆管。 4．在浆液涌出地面后停止灌浆，并拔出灌浆管，用石块等固定管口。 5．浆液膨胀凝固需24小时，此前严禁进入下一步施工。 五、地埋横管施工 1．根据图纸及现场要求备料。管道连接同样需用原厂提供专用热熔器对管路进行熔接焊接。 2．立埋管施工完成后，根据设计开挖横埋管沟槽，深度大于1.5米（具体按设计要求）。沟槽与立管交叉处应特别注意立管保护不受破坏。管沟内填充至少200mm厚度的细黄沙，且确保周围200mm范围内无石头及金属硬物。 3．管道连接前应确保管道内壁及接口清洁。 4．待所有接口都熔接好后，整个地埋管系统要充氮气检漏，试验压力与立埋管实验压力一致。在接口处涂肥皂水，检查是否有气泡，保压4小时应无明显压力变化。 5．系统检漏合格后，系统排气、注水。注水时，从回路的一端注水，另一端排气，切忌两端同时注水。 6．横埋管出土至进户之间的管道应保温，且做防水保护外壳。穿墙应按规范设置穿墙套管。 六、回填 1．系统试压合格，确认无漏后，才可以回填土壤。
地源热泵系统项目可行性分析报告
目录 一、地源热泵发展史 (3) 二、地源热泵的相关推广政策 (4) 1、国外政府关于地源热泵空调技术的推广政策 (4) 2、全国各地地源热泵推广状况 (4) 3、国家政策文件 (5) 三、地源热泵简介 (7) 1、地源热泵简介 (7) 2、地源热泵系统分类及其优劣性简单介绍 (7) 四、香樟园中央空调地源热泵系统的可行性分析 (9) 1、埋管式地源热泵系统可行性分析 (9) 1.1 地下温度条件 (9) 1.2地质条件 (10) 1.3面积、施工对周围环境影响 (10) 2、地表水形式地源热泵系统可行性分析 (11) 2.1水量条件 (11) 2.2水温条件 (12) 2.3施工对周围环境影响 (12) 2.4开式系统、闭式系统可行性分析 (12) 2.5 开式地表水源形式地表水换热器初投资分析 (13) 五、本工程水源热泵机组使用分析 (13) 1、本工程机组设置建议 (13) 2、采用水空机组、大型螺杆机组设置的计费方式建议 (15) 附：空调计费介绍 (15)
一、地源热泵发展史 地热源热泵”的概念最先于1912 年由瑞士人F7G..H 提出。1946年美国建成第一个地源热泵系统。1998年美国商用建筑的地源热泵空调系统已经占到空调保有量的19%以上，其中在新建筑里面占30%，并以每年;10%的速度递长。在欧洲，德国、法国以及北欧的一些国家应用较多，他们更多的是利用浅层地热资源，来供热或者取暖。而促使近年地源热泵持续升温的原因，则是由于上个世纪70 年代以来,能源和环境危机日趋严重。人们在想方设法从各个方面节能的同时，也开始寻求传统能源之外的清洁、可再生的能源。正是在这种情况下，以清洁、可再生的地热源为能源的地源热泵引起了人们的关注。我国地源热泵技术的研究始于上世纪80年代。1988 年中科院广州能源研究所主办了“热泵在我国应用与发展问题专家研讨会”。1997 年，中国科技部与美国能源部签署了《中美地热开发利用的合作协议书》。2000年山东建筑工程学院成立地源热泵研究所，这是我国首个以地源热泵技术为研究目标的科研机构。2004年，北京工业大学地热供暖示范工程通过验收。2005年，建设部将地源热泵技术列为建筑业十项新技术，有关方面正在制定相关政策，推动地源热泵技术的普及和发展。
前言 我国每年大约有20亿平方米的建筑总量，接近全球年建筑总量的一半，建筑能耗约占全国社会终端总能耗的27.6％，因此建筑节能势在必行。可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。 在大型商业建筑和公用建筑中,合理空调方案的确定是个至关重要的问题。按负担室内空调负荷所用介质分类，空调系统可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和冷剂系统。每种空调系统都有各自的适用性，对于建筑空间大，易于布置风道且对室内温、湿度洁净度控制要求严格的场合，适合用全空气系统。全水系统适合用于建筑空间小，不易于布置风道的场合。空气-水系统适用于室内温、湿度控制要求一般且层高较低，冷、湿负荷也较小的场合。对于空调房间布置分散，要求灵活控制空调使用时间且无法设置集中式冷、热源的场合适合用冷剂系统。 通过毕业设计消化和巩固大学四年学习的本专业全部理论知识和实际知识，并将它应用到工程实践中去解决工程的实际问题，熟悉有关的技术法规内容，培养施工设计的思维能力和制图技巧及对工程技术的认真态度。
第1章概述 1.1建筑概况 1.1.1设计地点 山东省青岛市。 1.1.2建筑物土建资料 见土建资料图纸。 1.1.3 建筑物使用功能 本次设计为商住两用建筑，一到五号楼。本次设计不考虑住宅部分。总占地面积约为8000㎡，空调面积为约18807㎡。楼底部作沿街店铺，小区配套服务设施，及设备用房。台湛路一层二层做商场，延安三路一层二层作沿街商铺。工程地下室作为地下车库。 1.1.4 建筑物的周围环境 本设计建筑物位于青岛市市北区，延安三路与台湛路交界处。 1.1.5 建筑物所在地区土质资料 根据勘探井的资料得知设计地点土质为粉质粘土，轻微潮湿，土壤导热系数为1.8 W/(m.K)左右，且地下八十米以上是非岩层地带，土壤导热情况良好，适合于作为热泵系统的冷热源。 1.2土壤源热泵 1.2.1 热泵系统的特点 a. 热泵空调系统是利用低位再生能的热泵技术，其特点如下： （1）用能遵循了能量的循环利用原则，避免了常规空调系统用能的单向性。所谓用能的单向性是指“热源消耗高位能（电、燃气、油与煤等）——向建筑物内提供低温的热量——向环境排放废物（废热、废气、废渣等）”的单向性用能
地源热泵工程造价分析众所周知，地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。 抽取地下水的水源热泵，由于技术限制，全部回灌不易做到，监督实施也比较困难，而且容易造成地下水污染。 在国外目前大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术，是充分利用浅层地热的最佳技术途径。在我国，建设部和一些省市的建筑节能政策中明确提出要推广使用埋管式地源热泵。 水源热泵系统的存在的困感： 1、回灌困难，许多水源热泵工程难以回灌，只能将大量地下水排向市政排水管道。一般 来说回灌井与抽水井回灌比超过3，都不适合水源热泵工程。 2、容易污染地下水资源
机组内工质一旦泄漏，将对地下水造成难以挽救化学污染；其次，不能严格做到同层回灌，造成不同地下层地下水的混合，使得优质地下水层的水质受到污染。 3、取水井长时间取水后，易出现水量不足。主要原因是取水井被细沙堵塞，运行期间每 隔一段时间就需要洗井，而且洗井费用较高，长期来看，系统运行费用较高。另外一个原因就是地下水位的下降，很多地区的地下水位每年都在下降。 4、抽水井、回水井之间互相影响。 很多项目根本不具备采用水源热泵，项目硬上，水井之间距离过近，造成抽水温度接近于回水温度，热源温度越来越差，机组能效比降低。 5、水源热泵工程中，潜水泵扬程都较大，一般都在80米以上，甚至更高，系统耗电量 大。而且潜水泵一旦损坏，维修困难。 地源热泵系统一般情况下的造价 不同土质地源井造价对比表（成井深度80m） 土质钻井单价钻井De32双U型管双U型头单井造价单位井深换热量换热量成本 单位 元/m元元元/个元W/m元/W 沙土30 24001408130393835 1.41 黄土45 36001408130513835 1.84 风化岩100 80001408130953840 2.98说明：一般，沙土地质地源井造价在20～30元/m之间，黄土地质造价在30～45元/m之间，风化岩地质造价在80～100元/m之间，混合地质类型约为85元/m。（各地地质情况、环境不同，仅供参考）。 以10000m2办公楼为例估算地埋管系统造价（仅供参考） 土质类型单井 造价 所需地下提热 量 所需井数 地埋管井 总价 水平管及附件安装合价平米造价 单位 元个个元元元元元/平米 沙土 39385251877364062350351055601077001108 黄土 51385251879608062350351055601301401130 风化岩 1153852518721576062350351055602498201250 说明：热负荷指标按70W/m2，冷负荷指标按100W/m2；地源井冬季单位井深提热量按35 W/m，夏季地源井单位井深散热量按70W/m计算。 土壤源热泵系统与基础设计 土壤源系统是一种利用地下浅层土壤资源的热能，既可供热又可制冷的高效节能系统。土壤源热泵通过输入少量的高品位能源（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
长江大学工程技术学院毕业设计（论文）开题报告 题目名称宣城市某办公楼中央空调设计 系部城市建设系 专业班级建筑环境与能源应用工程61021班 学生姓名曾刚 指导教师段鹏 辅导教师 开题报告时间 2015年10月15日
宣城市某办公楼中央空调设计 学生：曾刚，城市建设系 指导教师：段鹏，城市建设系 一、题目来源 由指导教师提供，结合社会实际。 二、研究（设计）目的和意义 自改革开放起，随着国民经济的飞速发展，人民生活水平不断提高，人们不再满足建筑仅仅只提供生产生活需求的基本功能，对建筑的要求不断提高，其中包括安全性、功能性、舒适性和美观性，其中对建筑舒适性的要求便是中央空调设计的目的所在，使建筑内环境满足健康、舒适的要求。 我国城市化进程不断推进，城市人口迅速增多，各种高密度的住宅、商业中心、工厂由于人口众多，建筑内部的装修使用大量合成材料，甲醛、苯、氨等有害物的溢出，以及为了节约成本而减少新风的输入，而导致病态建筑的出现，影响在该类建筑中生产生活的人，让人产生头疼、气闷和嗜睡等症状，影响人们的身体健康和工作效率。因此，如何设计出能够营造良好建筑内环境的空调系统来保证人们的身体健康和工作效率是我们工作的意义之一。 在强调可持续发展和建设资源节约型社会的今天，建筑物的年耗能量中空调系统所占的比例约为50%，怎么解决营造舒适的建筑环境和节能环保之间的矛盾。所以能够合理高效的利用能源，减少空调系统能耗，优化建筑物自身的环境性能，提高节能意识、资源意识和环境意识，在保证建筑环境在最佳舒适度的前提下节能环保，也是中央空调设计的意义所在。 三、阅读的主要参考文献 A、设计计算部分参考资料 [1] 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736-2012，北京：中国建筑工业出版社，2012。
地源热泵冷热平衡问题研究 0 引言 地源热泵与一般的空调系统相比具有显著的节能效果，这主要是由于其较高的蒸发温度和较低的冷凝温度，从而可以很大程度地提高机组运行的COP。同时，由于地源热泵系统不直接向空气中排放热（冷）量，因此它还是一种较为清洁的空调方式。 由于我国大部分地区都是夏热冬冷地区，也就是冬季需要供热，夏季需要供冷，所以我们只是单纯地把地下作为一个热量储备设备，夏季把热量储存到地下以备冬季来用，冬季储存冷量供夏季制冷。但是，一般来说冬夏冷热负荷很难达到绝对的平衡，在长三角地区这种现象尤其明显。如果出现严重的冷热不平衡的情况（极端情况就是单冷或单暖地区），就会导致地下温度逐步地升高或者降低（长时间运行）。一般情况土壤温度降低1℃，会使制取同样热量的能耗增加3%～4%[1]，因此，维持地源热泵地下埋管换热器系统的吸、排热平衡是地源热泵系统正常、高效运行的可靠保证。为推广地源热泵这种节能环保的空调系统在长三角地区的应用，本文提出了一种地源热泵系统全年冷热量平衡的方式。 系统介绍 地源热泵热回收系统 对于宾馆一类的建筑全年使用空调的同时还有生活卫生热水的要求，这一类建筑比较适合采用地源热泵机组。该类建筑可以在夏季提供空调冷量，过渡季节空调采用全新风，冬季提供空调热量，同时全年利用地源热泵机组提供生活热水。目前在夏季供冷的同时提供热量的方案比较少，这里采用在地源热泵主机地源侧增加热回收的方式来解决该矛盾。图 1 为这种热量回收方式的原理图：当主机需要制冷时，阀门V1 关闭，V2 开启；当主机制热时，阀门V1 开启，V2关闭。 、
图 1 热回收方式原理图 运行方案 在夏季时，地源热泵主机蒸发器侧与空调用冷端进行换热，地源热泵主机冷凝器侧与地埋管换热器侧以及建筑物内其他需用热（如生活热水）的热用户相接，热量只有一部分被土壤吸收；在冬季运行时，空调侧需要热量与地源热泵机组的冷凝器侧相接，同时建筑物内还有其他需要供热的部分热用户，地埋管换热器侧与蒸发器侧相接，向地下排放冷量；过渡季节建筑物内只有热用户需要提供热量，此时地源热泵主机冷凝器侧与热用户相连接，地埋管换热器侧与地源热泵主机蒸发器侧相连接，向地下释冷。 能量守恒关系 夏季：空调制冷需要向地源侧排出热量，生活热水需要吸收热量，在夏季主要是利用余热回收来提供生活热水。根据文献[2]可以得到以下的平衡关系。当热回收能满足热水要求时：111r f Q EER EER Q Q -+? = （1） * 当热回收不能满足热水要求时： （2）
1.绪论 随着国民经济的增长城市建设的发展和人民生活水平的提高及房地产业的升温,我国空调业己得到空前的发展。空调己成为季节性能源消耗的大户,并成为建筑节能的关注问题。大力发展新能源与可再生能源,已成为我国21世纪发展国民经济的刻不容缓的战略目标。 热泵技术是应用低位可再生能源的重要技术措施之一。热泵系统是利用低温热源进行制热,制冷的新型能源利用方式。与使用常规能源供热方式相比,具有许多不可替代的特点。因地制宜的发展地源热泵系统,有利于优化能源结构,促进多种资源的有效利用,提高能源利用率。 目前常规使用的热泵系统多为空气源,它受环境温度影响很大。夏季不利于冷凝器的散热,冬季蒸发器得热难,犹其是冬季融霜难。地源热泵几乎不受环境气候影响,可以产生良好的节能效益,且不用除霜。主要内容包括:地源热泵的形式与基本原理,地源热泵机组,新乡本地工程应用实例,对传统地源热泵的改进设想等。
2.地源热泵简介 2.1地源热泵的发展 地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，是热泵的一种热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方，通常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的。地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内夏季再把地下的冷量转移到建筑物内一个年度形成一个冷热循环。 地源热泵的起源 地源一词是从英文“ground source”翻译而来，汉语的内涵则十分广泛，应包括所有地下资源的含义。但在空调业内，目前仅指地壳表层（小于400米）范围内的低温热资源，它的热源主要来自太阳能，极少能量来自地球内部的地热能。 "地源热泵"的概念，最早于1912年由瑞士的专家提出，而该技术的提出始于英、美两国。 1946年美国在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统。但是这种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛注意，无论是在技术、理论上都没有太大的发展。 20世纪50年代，欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮，但由于当时的能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。直到20世纪70
一说到设计，人们往往想到的是工程技术人员的计算和绘图，当然这些都属于设计领域里的工作，而寻找解决问题的途径，也是设计任务之一。设计本身包括寻找解决问题的途径，所以它不限于事先构思，更不排斥实践，而应是思维活动与实践活动的统一。空调设计的任务及目的，就是把现有能效高的设备组织好、使用好、充分发挥它们的作用。 现代空调系统的不断发展使建筑物内的设施日益增多和复杂，这对改善人们的生活和工作环境有着积极作用，但同时也带来了由于系统设计、工程施工和运行管理不当而造成对自然环境和人体健康有害的因素。所以反过来力求解决这些问题就成为一种主要的推动力，促使空调技术更进一步向前发展。目前，建筑节能的重要性越来越引起人们的关注。从建筑设计方面来看，提高隔热保温性能，采用合理的朝向，增设必要的遮阳等可以减少空调负荷，降低能耗。对于确定的空调负荷，提高设备的效率和优化运行过程提供相应的硬件软件，都成为降低能耗的关健。 空调系统的设计一般采用工况设计法，是以夏季和冬季室外空气设计参数为依据的典型工况进行计算，并且是按最不利情况考虑，按照设备的额定工况选择指标。所以，设备选型较大。空调设备经常处于部分负荷状态下运行，必须要求设备在部分负荷运行时也能高效率运行。避免负荷变化了，而设备不能作相应调节，出现大马拉小车的现象；或设备也能调节负荷，但调节性能差，耗能指标落后。 因此，设计的任务就是要用先进的自控技术将空调全工况下的
性能调整到最佳程度，这就是所谓的过程设计方法。 一、中央空调设计主要参考以下的规范及标准 1、通用设计规范 1)．《采暧通风及空气调节设计规范》（GB50019-2003（2003 年版））； 2)．《采暖通风及至气调节制图标准》（GBJ114－88） 3)．《建筑设计防火规范》（GBJ116－87） 4)．《高层民用建筑设计防火规范》（ GBJ0045－95） 5)．《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）2．专用设计规范： 1)．《宿舍建筑设计规范》（JGJ36-87） 2)．《住宅设计规范》（GB50096-99） 3)．《办公建筑设计规范》（JG67－89） 4)．〈旅馆建筑设计规范〉（JGJ67-89） 5)．《旅游旅馆建筑热土与空气调节节能设计标准》（GB50189-93） 6)．《地源热泵系统工程技术规范》（JGJ142－2004） 7)．《地面辐射供暖技术规范》（GB50366－2005） 8)．其它专用设计规范 3．专用设计标准图集： 1)．《暖通空调标准图集》 2)．《暖通空调设计选用手册》（上、下册） 3)、其它有关标准
关于地源热泵技术的毕业论文开题报告 一、选题的依据及意义： 1．依据： 进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用 热水供应装置，热水供应装置已成为现代学校居住必备。90年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，热泵供热技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进 了地源热泵供热机组的快速发展。 随着生产和科技的不断发展,人类对地源热泵供热技术也进行了一 系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的地源热泵供热产品和技术,现在利用成熟的电子技术来进行综合的控制，并和太阳能结合更注意 能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后 发展的主题。 2．意义： 地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定 的特性,，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热 或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中,达到降 温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政 管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地 下水或者地表水中取热,向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时,它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。通常根据热泵的热源（heatsource）和热汇（heatsink）（冷源）的不同，主要分成三类：空气源热泵系统(air-sourceheatpump)ashp 水源热泵系统(water-sourceheatpump)wshp 地源热泵系统(ground-sourceheatpump)gshp 平时还有人把热泵系统按照一次和二次介质的不同，分别叫做： 空气---水热泵系统 水---空气热泵系统
地埋管地源热泵系统在采暖与空调系统工程中的应用 李宏军 (南通华新建工集团有限公司，江苏南通226600) 摘要：结合工程实例，介绍地源热泵系统中地埋管换热系统的深化施工方案、设备采购及供应、安装、培训、调试，竣工验收，品质保修期内的修、配、换服务。对类似工程具有一定的借鉴意义。 关键词：正循环回转钻井；地藕埋管；灌浆回填；调试；节能 中图分类号：TU833+.1文献标志码：A文章编号：1673-7237(2009)04-0051-05 0 引言 地源热泵系统(ground-source heat pump system) 是以岩土、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和地表水地源热泵系统。 地埋管换热系统(ground heat exchanger system) 是指传热介质通过垂直或水平地埋管换热器与岩 土体(rock-soil body)进行热交换的地热能交换系统，故又称为土壤热交换系统，见图1。 1.工程概况： 江苏省海安县行政中心地处华东地区，海安中心城区，总建筑面积73 000 m2，该工程建筑高度 75 m，分为三区，其中一区为档案馆，空调面积5 141.5m2；二区为会议餐饮楼，空调面积5 139.9 m2；三区为主楼，空调面积48 590.4 m2。本工程采用地埋管换热系统，选用地源热泵机组，利用交换液与土壤热交换，实现了热泵机夏季冷冻水供回水温度为7/12℃；冬季提供空调水供回水温度50/45℃。夏
季地源出水温度为25～30℃，最高不超过35℃；冬季出水温度10～ 15℃，最低不低于7.5℃。设计生活热水，生活热水机组出水温度为50℃。 2.施工部署 本工程地埋管地热泵系统方案设计前，通过对岩土层的结构岩土体热物性、岩土体温度、地下水静水位、水温、水质及分布、地下水径流方向、速度、冻土层厚度等主要技术指标进行分析和地埋管换热系统的安全复核模拟，确定出本工程地源系统夏季的最高出水温度为35℃和冬季最低出水温度为7.5℃。 根据工程勘察结果，评估地埋管热系统实施的可行性及经济性，确定施工方案如下： 采用室外地源换热器共为900孔，设置15个分区，每个分区负责60个地源孔；每个孔井深90 m，井位呈矩形排列，相邻两井间距4 m，总钻井深度约为 81 000 m；水平PE管长度约20 000 m，埋地深度2 m。每个分区设置分、集水器，地源孔与分区分、集水器采用PE阀门连接。整个地源系统埋地部分没有任何金属构、配件。 每个分区通过地源干管与总分、集水器连接，在总分、集水器检修井内设置每个分区的流量平衡阀。根据工程施工进度要求，本工程室外地藕埋管施工与地上室内主机系统、空调末端系统施工同时进行。整个地藕系统设计为分区同程系统，全部采用热融连接。 3.地藕埋管施工 3.1地埋施工原则 (1)由外而内的原则； (2)由垂直到水平的原则； (3)由支管到主管的原则。 3.2施工流程(见图2)
地源热泵实际使用中的热平衡问题 地源热泵是21世纪的一项最具有发展前途的具有节能和环保意义的制冷空调技术。 地源热泵优点：1.利用大地的蓄能作用，环保效益显著。 2.高效节能，运行费用低。 3.运行安全稳定，可靠性高。 地源热泵缺点：地源热泵冬夏两季向大地取热量和排热量不平衡。 热平衡问题分析： 地源热泵通过热泵将大地中低位热能提高，对建筑供暖，同时使大地中的温度降低，即蓄存冷量以备夏季使用；夏季通过热泵将建筑内的热量转移到地下，对建筑进行降温，同时在大地中蓄存热量，以备冬季使用。 这一特点决定了该项技术适用于夏热、冬冷且冷热负荷相当的地区。若该系统在冷热负荷不平衡的情况下长期运行，将会使土壤温度逐渐上升或下降，导致地埋管换热器换热环境恶化，换热效率下降，从而影响热泵机组的效率和运行的经济性。 以夏季和冬季不平衡率为3％和10％两种条件，得出的结果如下：以五年为一个周期来看，土壤温度逐年升高，温升分别升高了0.81℃和2.77℃。地源热泵系统在热量不平衡
率仅为10％的情况下运行五年，土壤温度就明显的升高了2.77℃，可以推想，若在热平衡率更大时，若不采取必要措施，地源热泵系统运行一段时间之后很可能就无法正常运行。 解决方案： 根据实测和理论计算，建议以不平衡率20％为界线，即在20％以下时由于土壤本身具有一定的热扩散能力和蓄热能力，热量不平衡对热泵的运行影响不大，不需要采取措施。当热平衡率相差较大（20％以上），需要采取辅助措施：辅助供热和辅助冷却方式。称为复和式地源热泵系统。 以热负荷为主和以冷负荷为主的两种情况分析： 1.系统的释热量小于吸取热量。 若地源热泵系统在这种情况下长时间运行，将会使土壤温度逐渐下降，使地埋管换热环境恶化，降低换热效率，使出水温度降低，并造成热泵机组的蒸发温度降低，从而影响热泵机组的效率和运行的经济性。 2.系统的释热量大于吸取热量。 原理与上述相反，后果一样。 为解决这个问题并提高系统的经济性，在地源热泵系统设计时综合考虑。系统的释热量小于吸取热量，可考虑按照夏季的冷负荷计算地埋管换热器、热泵机组及附属设备规格型号，而在冬季高出夏季的那部分负荷则采取辅助供热的方
地源热泵市场现状分析 马军王玮 1.地源热泵的原理及发展历史 地源热泵是一种先进的技术，它高效、节能、环保，有利于可持续发展。这项技术最先开始于1912年，瑞士Zoelly提出了“地热源热泵” 的概念。1946年美国开始对地源热泵进行系统研究，在俄勒冈州建成第一个地源热泵系统，运行很成功，由此掀起了地源热泵系统在美国的商用高潮。1985 年美国安装地源热泵14000台，1997年则安装了45000台，目前已安装了400000台以上的地源热泵，并且以每年10%的速度递长。1998年美国商用建筑的地源热泵空调系统已经占到空调保有量的19%以上，其中在新建筑里面占30%。在欧洲国家里更多的是利用浅层地热资源，来供热或者取暖。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，该协会在近年中将投入一亿美元从事开发、研究和推广工作。美国计划到2001年达到每年安装40万台地源热泵的目标，届时将降低温室气体排放1百万吨，相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树1百万英亩，年节约能源费用达4.2亿美元，此后，每年节约能源费用再增加1.7亿美元。地源热泵的发展过程中，与美国有所不同的是，中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用浅层地热资源，地下土壤埋盘管（埋深<400米深）的地源热泵，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％。 地源热泵的发展市场，美国特别看好中国，美国能源部和中国科技部于1997年11月签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，其中主要内容之一是“地源热泵”，该项目拟在中国的北京、杭州和广州3个城市各建一座采用地源热泵供暖空调的商业建筑，以推广运用这种“绿色技术”，缓解中国对煤炭和石油的依赖程度，从而达到能源资源多元化的目的。目前，这3个地源热泵示范工程正在落实，有的已进入实施阶段。与此同时，科技部委托的中国企业公司正酝酿将美国的地源热泵技术及设备引进中国市场，这将促进我国地源热泵的市场化、产业化的发展，并使我国地源热泵的研究开发尽快跟上国际潮流。 地源热泵技术是当前世界上最先进的供暖制冷新技术。它利用浅层常温地热能解决供暖制冷问题，属于可再生能源利用技术。近十年来全世界每年以递增20％以上的速度在增长，到2005年年底，已有33个国家在推广这项技术。它有三大优点，一是节能比其他常规供暖技术可节能50-60％；二是环保不排放任何废弃物；三是运行费用低，可降低30-70％。是供暖制冷领域解决污染节能问题的重要技术选择。中国地源热泵从技术引进到大规模推广，发展了十余年的时间。
地源热泵技术的毕业论文开题报告范文 一、选题的依据及意义： 1．依据： 进入20xx年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用热水供应装置，热水供应装置已成为现代学校居住必备。20xx年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，热泵供热技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进了地源热泵供热机组的快速发展。 随着生产和科技的不断发展,人类对地源热泵供热技术也进行了一系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的地源热泵供热产品和技术,现在利用成熟的电子技术来进行综合的控制，并和太阳能结合更注意能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后发展的主题。 2．意义： 地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性,，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中,达到降温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热,向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时,它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。通常根据热泵的热源(heat source)和热汇(heat sink)(冷源)的不同，主要分成三类：空气源热泵系统( air-source heat pump) ashp
水源热泵系统(water- source heat pump) wshp 地源热泵系统(ground- source heat pump)gshp 平时还有人把热泵系统按照一次和二次介质的不同，分别叫做： 空气---水热泵系统 水--- 空气热泵系统 水--- 水热泵系统 空气---空气热泵系统 这些都是把热源、热汇以及空调系统的传递介质也包括进来分类形成的。 为了和国际标准接轨，我们还是应该依照国际惯例来命名。在1920xx年由美国的ashrae(美国采暖、制冷与空调工程师学会)统一了标准术语，无论是wshp、gshp都叫做gshp--地源热泵系统。 另外，为了让我们在学习和讨论中更方便，介绍一些地源热泵室外能量交换系统的概念：土壤埋管系统----土壤换热器(水平埋管、竖直埋管) 地下水系统 地表水系统 这些都是地源热泵的热源或热汇形式。(具体参见下图) 图.1.1土壤换热器（水平埋管）图 图.1.2土壤换热器（竖直埋管）图 图.1.3 地表水系统图
地源热泵如何选择地埋管管径 1) U形管型是在钻孔的管井内安装U形管，一般管井直径为100~159mm，井深10~200m。U形管径一般在φ50mm以下(主要是流量不宜过大所限)，由于施工简单；换热性能较好，承压高，管路接头少，不易泄漏等原因，目前应用最多。如美国加州斯托克斯大学供应了48万m2空调建筑的地源热泵系统，有390个深度超过120m 的地下埋管，据介绍，采用这种地源热泵系统较常规空调每年可节约各种费用45.5万美元，其中能量费用33万美元，节电25％，节约燃料费70％。 国外有的工程把U形管捆扎在桩基的钢筋网架上，然后浇灌混凝土，不占用地面。如瑞士某工厂地源热泵系统从600个桩基中吸收热量或冷量，用于2万平方米建筑物的供暖和制冷。 2) 套管武换热器的外管直径一般为100~200mm,内管为φ15~φ25mm。由于增大了管外壁与岩土的换热面积，因此其单位井深的换热量高，根据试验结果，其换热效率较U形管提高16.7％。其缺点是套管直径及钻孔直径较大，下管比较固难，初投资比U形管高。在套管端部与内管进。出水连接处不好处理，易泄漏，因此适用于深度≤30m的竖埋直管，对中埋采用此种形式宜慎重。为防止漏水，套管端部封头部分宜由工厂加工制作，现场安装，以保证严密性。3) 单管型在国外常称为“热井”，它主要用于地下水做热源的热泵系统，一般来讲该种型式投资较少。其安装方法是地下水位以上用钢套管作为护套，直径和孔径一致，典型孔径为150mm。地下水位以
下为自然孔洞，不加任何设施。孔洞中有一根出水管为热泵机组供水，回水自然排放或回到管井内。这种方式受地下水资源、国家有关政策及法规限制大。
地埋管地源热泵系统和燃气锅炉（燃气热水机组） 在天津及北方地区的冬季使用对比分析 北方地区大型建筑设计在冬季供热方式上的选型取决于：1、初投资2、建筑的绿色LEED认证机构认可；3、可靠性；4、稳定性；5、运行费用；6维护容易。 尽管有很多方式可用来提供冬季供热，但是北方地区超大建筑一般选择水源热泵空调和燃气锅炉这两种供热模式。 下面就这两种供热形式在这几个方面做出分析。 一、选型 1、水源热泵空调 1.1概述 水源热泵空调基于节能的理念被设计和使用，其实是夏季能供冷、冬季能供热的特殊制冷机，主要适用于有自然江河湖泊的温热带地区，取水口在江河湖泊的深处，受环境温度影响小，制冷制冷效果好，实现节能减排。地埋管热泵是 水源热泵的拓展使用，分为地埋管地源热泵，土壤源热泵、大地耦合式热泵 ①竖直埋管式地源热泵，见图3； ②水平埋管式地源热泵； ③竖直埋管+水平埋管式地源热泵。 图1地下水地源热泵图2湖水源热泵图3地埋管地源热泵 1.2工作原理
地下水源热泵因地下水位不稳定、沉降问题以及回灌井问题，越来越被限制使用。而地埋管热泵越来越得到推广和使用，其工作原理为： 地埋管热泵是地下水热泵在中国地区使用的一个创新，在许多间距为5?8m深度约为100m?300m左右的井孔中埋入为32mm B勺PE管（竖直埋管式）；PE管与机房中的设备相连接，循环水经PE管系统与地层岩土的热交换实行夏供冷、冬供热。理想状态下，夏季供冷时，地源水做为热泵机组的冷却水进出冷凝器，把冷凝热带回地下的PE管换热器中的循环水，使之与PE管周围的土壤进行热交换，实现冷却塔的散热功能。因为不受室外温湿度影响，夏季制冷效果良好。冬季供热时，地源水则做为热泵机组的热源水进出蒸发器，由于放出热量而降低了温度的地源水又回到地下PE管换热器中，并使之与PE管周围的土壤进行热交换，因受地面环境温度影响少，热泵机组的冷凝器会产出45C?60C的热水进 行供热。 1.3容易出现问题 因地埋管热泵的环保性和节能性，在很多项目上得到推广和使用。然而，由于地埋管系统采用地耦井铺设循环水管路，存在以下工程隐患： 1）施工人员的技术水平与新国标《地源热泵系统工程技术规范》的规定相 差甚远，基本只是简单地打压检漏。在使用过程中地耦井内的PE管一旦破裂， 地层泥沙渗进来，影响系统使用。维修地耦井中的PE管，成本非常高昂。 2）设计方和建设方对于地耦井铺设区域地质结构和热平衡问题缺乏专业的技术支持，简单划片施工，在施工过程中因地质问题地耦井经常无法按设计间距施工，地耦井内PE管散热效果会受到影响。 3）缺乏有效的施工管理措施也决定了地埋管施工是否能够达到设计标准。 4）在地埋管系统使用过程中，PE管内循环水厌氧菌和厌光菌的存在会产生管内生物污垢膜，影响换热效果（肉眼观察，白色的PE管逐渐变黑）。热泵使用效果逐年衰减已经是不争的事实。 5）地埋管热泵系统要求夏季向土壤中散热与冬季从土壤中吸热达到平衡, 才能不影响土壤的热平衡。这就要求在热泵使用过程中，控制冬季和夏季的使用时间基本持平。 6）地埋管热泵系统对于用户侧循环水流量要求非常严格，任何微量增大或 减少都需经过生产厂家和设计单位详细计算才能实行，在天津地区出现过很多因
寒冷地区某办公楼地源热泵空调系统运行分析 摘要 结合寒冷地区某办公楼地源热泵项目，介绍了浅层地热地质条件的测试结果。土壤热平衡分析结果表明，如果地源热泵机组全年向岩土体排热量为1. 425TJ，经过一个制冷季和一个供暖季后，岩土体温度升高幅度为0.30℃。运行数据分析结果表明，地源热泵冷凝器与蒸发器进出口温差在运行过程中通常小于设计温差，造成水泵能耗偏高，建议采用定温差、水泵变频调节的控制方式。 关键词 地源热泵; 空调系统; 热平衡; 定流量系统; 节能; 办公建筑 0 引言 根据地热能换热形式的不同，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和地表水地源热泵系统。其中地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统由于受到使用条件和环境保护的限制很难推广，地埋管地源热泵系统则应用广泛。地埋管换热器又分为水平式和竖直式，由于水平埋管式占地而积大并且不能较好地利用地热能，因此竖直埋管式得到了更为普遍的应用。国内近些年陆续出现了一些竖直埋管式地源热泵项目，比如山东建筑大学学术报告厅地源热泵系统采用25 组并联的竖直U 形埋管组成室外换热器。虽然竖直埋管式地源热泵系统应用的可行性己经在实际工程中得到证明，但是缺乏对实际运行数据包括如何进行热平衡以及系统节能性等各个方而的具体分析论证。本文通过寒冷地区某办公楼地源热泵系统的测试，对地源热泵系统运行的可行性和节能性进行分析，为竖直埋管式地源热泵空调系统的设计提供理论依据。 1 工程实例 1.1 工程概况 寒冷地区（北京市）某办公楼项目占地7469.37m2，办公楼建筑而积36350.07m2，其中地下13716.73m2，地上22633.34m2。工程空调系统夏季冷负荷为1935.67kW，冬季热负荷为1353.78kW。夏季制冷供回水温度为7℃/12℃，冬季供热供回水温度为45℃ /40℃。 1