热泵技术及其应用前景

论水源热泵的特点及发展前景

摘要: 本文论述了水源热泵空调系统现状，技术原理，技术特点，应用及存在的问题进行分析，并展望了水源热泵系统的发展前景，非常值得我们去研究探讨。

关键词：能源利用；存在问题；技术优点；发展前景；

近年来，随着全球经济的迅速崛起，温室效应和臭氧层枯竭等威胁这人类的生存，这些都与各国的能源产业结构有直接关系。而我国的能源紧缺、能源利用率低、浪费能源等问题直接导致大气中的二氧化碳增长，致使大气层温度不断升高，从而导致了大自然无法保持正常的生态平衡。本文从节能环保的角度出发，对水源热泵技术进行深入研究，有效提高能源利用率，同时也可以改善大自然的环境。

1水源热泵的技术原理

根据热力学第二定律，把高品位的能量作为低品位能量使用是不等位交换，是一次能源的浪费。热泵是利用那些温度太低而不可能被其他的设备加以利用的热量的唯一系统，是一种从低温热源吸取热量，使其在较高温度下，作为可利用的有用能源的装置。热泵技术正是开发和强化高质量能源利用率的重要手段，是我们获取可再生能源，维护生态平衡环境的有效手段之一。

水源热泵，是将蕴藏于江河，湖泊，深井水，地表水中的大量不可直接利用的低品位热量提出，采用热泵技术原理，变成可以直接利用的高品位热能的装置。水源热泵供热空调系统主要由二部分

组成，即室内制冷制，热系统和室外的冷热源系统。地球表面浅层水源地下水，地表的河流，湖泊和海洋中吸收了太阳进入地球相当的辐射能量，并且水源的温度都十分稳定，水源热泵的工作原理就是在夏季将建筑中的能量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量；而冬季，则从水源中提取能量，由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物种。水源热泵机组可利用水体的温度，冬季一般为12~22℃，水体温度比环境空气的温度高；而夏季一般为18~35℃，水体的温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，能效比也因此提高，水源热泵机组可供暖，空调，同时还可以供生活热水，一机多用，一套系统可以替代传统的锅炉加空调二套甚至更多的装置。

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空气源热泵技术及其应用

建筑工程学院 建筑环境与能源应用工程

B132班 游诚

目录

摘要 --------------------------------------------2

关键词 --------------------------------------------2

前言 --------------------------------------------3

1. 空气源热泵的简介 ----------------------------------4

1) 概念 ----------------------------------------4

2) 特点 ----------------------------------------4

3) 发展历史 ----------------------------------------5

4) 优点 ----------------------------------------6

5) 工作原理 ----------------------------------------6

2. 空气源热泵的应用 -----------------------------------9

1) 空气源热泵在我国的应用 ------------------------9

2) 空气源热泵的技术性分析 ------------------------9

3) 空气源热泵的经济性分析 ------------------------10

4) 空气源热泵的能量利用分析 ------------------------10

5) 空气源热泵与能源价格的关系 ----------------------10

参考文献 -------------------------------------------11

科技论坛　谈热泵技术及其应用　民营科技　萌丽　杨景礼　（世茂集团，辽宁大连１１６０００）　摘要：从２００１年热泵起步开始，经过几年的培育，中国热泵行业开始从导入期转入成长期。热泵行业快速发展，一方面得益于能源紧张使得　热泵节能优势越来越明显，另一方面与多方力量的加入推动行业技术创新有很大关系。现简单地向大家介绍一下热泵技术。　关键词：热泵；＿Ｔ－作原理；节能　１热泵的定义　热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉　的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低　位抽到高位。而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取　低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的　装置。　２热泵的工作原理　作为自然界的现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从　高温区流向低温区。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高　处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以热　泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，　并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷设　备相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不　一样。　热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能　量加以挖掘，通过传热工质循环系统提高温度进行利用，而整个热泵　装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分，因此，采用热泵技术可以　节约大量高品位能源。　具体工作过程如下：　１）过热液体媒体在蒸发器内吸收低温物体的热量，蒸发成气体媒　体。２）蒸发器出来的气体媒体经过液压缩机的压缩，变为高温高压的　气体媒体。３）高温高压的气体媒体在冷凝器中将热能释放给给高温物　体、同时自身变为高压液体媒体。４）高压液体媒体在膨胀阀中减压，　再变为过热液体媒体，进人蒸发器，循环最初的过程。　热泵的性能一般用成绩系数（ＣＯＰ）来评价。成绩系数的定义为　由低温物体传到高温牧体的热量与所需的动力之比。通常热泵的成绩　系数为３￣４左右，也就是说，热泵能够将自身所需能量的３￣４倍的热　能从低温物体传送到高温物体。现在欧美日都在竞相开发新型的热泵。　据报导新型的热泵的成绩系数为６～８。如果这一数值能够得到普及的　话，这意味着能源将得到更有效的利用。热泵的普及率也将得到惊人　的提高。目前热泵的最高出力温度为１１０度左右。超过这个温度将有　可能出现使媒体分解的危险。　由于氟利昂对地球大气臭氧有破坏作用，为了保护地球的生态环　境，除了提高热泵的成现系数，有效利用能源以外，各国科学还致力　于新型冷冻媒体的开发。目前已有替代氟利昂的媒体得到应用。　３热泵的组成及应用　热泵热水系统包括热泵主机和换热储水箱两部分。热泵主机部分　包括风冷式蒸发器、压缩机及膨胀阀；换热储水箱为内置冷凝盘管的　储热水箱。冷媒（工质）在蒸发管内吸收环境空气中的热量，通过热　泵循环由冷凝盘管在水箱内释放热量，加热水箱中的水。　热泵是以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统，它被形象的称为　“热量倍增器”。　目前在市场上广泛出现的家用冷暖空调器上，就已经广泛地应用　了热泵制热，其制热系数已高达３以上。那么，利用热泵的原理来制　取热水，消耗一度电所获得的热水，比普通电热水器消耗三度电所获　得的热水还要多，这是传统热水器所不能企及的。　４地源热泵技术的主要优点　４．１　高效：一般空调对着空气换热称为风冷热泵，缺点在于天气炎热　或者寒冷最需要冷量或热量时效率反而下降。地温一年四季基本恒定　在１６￣Ｃ左右，略高于该地区平均温度ｌ～２度，使得热泵无论在制冷或　制热工况中均处于高效率点。　４．２节能省费用：冬季运行时，ＣＯＰ约为４．２，即投入１ＫＷ电能，可　得到４ＫＷ的热能，夏季运行时，ＣＯＰ可达５＿３，投入１ＫＷ电能，可得　到５ＫＷ的冷量，能源利用效率为电采暖方式的３－４倍；并且热交换器　不需要除霜，减少了结霜和除霜的用电能耗。　４－３环保：供热时没有燃烧过程，避免了排烟污染，供冷时省了冷却　塔，避免了噪音及霉菌污染。　４．４舒适：因为地源热泵机组供冷暖时都是通过冷热水经风机旁管　（或地板管、墙埋管）交换完成的，所产生的冷气和暖气（或辐射热）　比常规空调的要更柔和得多，不易感冒。　４．５节省占地面积：省去了冷却塔、锅炉及与之配套的煤棚和渣场，　节省了土地资源，产生附加经济效益，并改善了建筑物的外部形象。　４．６安全：无燃烧设备，从而不存在爆炸、失火和中毒的隐患。　４．７机组寿命长：热泵主机一般放在室内或室外密闭的箱体内，并且　热泵机组是长期在良好的低温井水（１６％）下进行热交换工作，可大　大延长机组寿命，故障率低减少了维护量。　４．８一机多用：地源热泵系统可供暖，空调，还可供生活热水，一机　多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。　４．９可再生：土壤有较好的蓄热性能，冬季通过热泵将大地浅层的低　位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将　建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬　用，保证大地热量的平衡。　４．１Ｏ可分区控制：中央空调享受的档次，又可达到单体空调局部控　制的效果，不存在“大马拉小车”。　５市场上现有传统空调存在如下一系列问题　５．１存在热岛效应：使得外界局部空间环境条件恶化。　５．２当空气温度低于零度时，机组效率下降，并且当环境温度低于一　５ｏＣ时，机组效率极低，甚至无法开机，需加辅助热源（家用普通３Ｐ　机仅电辅加热就达２０００Ｗ），辅助加热时的能效比ＣＯＰ要小于１。　５３冬季室外机组需要频繁停机除霜，其结果是除霜损失约占热泵总　能耗的１０．２％，如普通３Ｐ机就要增加３００瓦电能浪费。武汉地区因为　空气湿度大，一般当环境温度５℃时外机就开始结霜。　５．４夏天当空气温度高于３５℃时，常规空调机组效率开始下降，空气　温度越高，机组制冷效率越低，能耗增加。在空气温度为３Ｏ　Ｃ时，常　规空调机组能效比ＣＯＰ也仅有２．２左右。　５．５室外机或冷却塔有噪音及霉菌污染。　５．６室外机（压缩机等关键设备）长年暴露在露天，直接与空气接　触，灰尘集在散热器上，起到保温作用，机组在高温下运行，增加能　耗的同时机组寿命大大减少。　５．７常规中央空调不能分区分部控制，即存在

探讨地源热泵的应用前景

摘要：经济的发展带动了科学技术的进步，地源热泵系统被工作者们运用，地源热泵是一种利用地下浅层地热资源，可以达到制冷和制热效果的新型系统，该系统具有节能和环保的优点，完美的弥补了普通系统的缺陷，国内的地源热泵系统技术还存问题，本文将就地源热泵系统的研究和发展前景进行了论述。

关键词：地源热泵；技术；系统；前景.

一、前言

近些年，随着世界范围内的能源紧张，同时可再生能源应用获得的国家的政策扶持，地源热泵行业发展迅速。地源热泵（gshp）技术以大地中的低品位热源为冷热源，是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地表水、岩土体、地下水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统，具有节能环保的特点。该系统把浅层岩土体作为热泵系统的热（冷）源或热汇，即在在冬季供热过程中，流体从土壤中收集热量，再通过系统把热量带到室内，夏季把室内的热能取出来储存到低于地表环境温度的土壤中，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。本文接下来将多方面介绍地源热泵系统在我国的发展和应用情况，希望能够帮助人们更加深入的了解地源热泵技术。

二、地源热泵的分类及特点

（一）、闭式系统

闭式系统采用埋于地下的高强度塑料管作为热交换器，管路中充满介质，通常是水或防冻水溶液，当然也可用其他的介质。闭式系统利用泵作为循环动力，由于环路是封闭的，所以热交换器介质和地下水不直接接触，不受矿物质影响。闭式系统又可分为水平式、螺旋式、垂直式、淹没式四种。

1.水平管闭式系统

水平管闭式系统。当有足够土地表面可利用时，可用此系统。塑料管水平埋设在沟壕中，一般埋设深度1.2～3m，每个沟槽中有1～6根管子。虽然一个沟槽中埋设多根管道需更大的沟槽空间，但沟槽数量较少，因此成本也降低了。沟槽长度取决于土壤状况和沟壕里管子的数量。该系统常用于住宅建筑。优点：挖沟槽比打井的成本低，安装灵活。缺点：需大量土地面积，由于埋设深度浅，土壤温度易受季节影响；土壤热特性随季节、降雨量、埋设深度而波动。