地源热泵经济性分析

地源热泵中央空调系统设计及经济性分析1. 引言1.1 背景介绍地源热泵中央空调系统是一种环保、节能的空调系统，利用地下温度平稳的地热资源进行空气调节，具有很好的应用前景。

随着人们节能环保意识的增强，地源热泵中央空调系统在建筑行业得到越来越广泛的应用。

地源热泵中央空调系统通过利用地下深层地热能源实现建筑空间的供暖、制冷及热水供应等功能，其运行成本低、稳定性高、环保性好，是建筑节能的有效措施之一。

本文主要探讨地源热泵中央空调系统的设计及经济性分析，以期为该系统在建筑行业的应用提供理论支持。

【背景介绍】部分将从地源热泵中央空调系统的发展背景、国内外研究现状等方面进行详细介绍，为后续内容的展开奠定基础。

1.2 研究目的研究目的是通过对地源热泵中央空调系统的设计及经济性分析，探讨其在节能环保领域的应用前景，并为相关领域的研究和实践提供理论和经验支持。

具体目的包括：1.分析地源热泵中央空调系统的工作原理，深入了解其运行机理及性能特点；2.探讨地源热泵中央空调系统设计中需要考虑的关键因素，提出系统优化设计方案；3.进行经济性分析，评估地源热泵中央空调系统在投资和运行成本方面的优势；4.探讨地源热泵中央空调系统在环保方面的优势，包括节能减排效果及对环境的影响；5.展望地源热泵中央空调系统的未来发展方向，探讨其在节能环保领域的潜力与前景。

通过以上研究，旨在为推动地源热泵中央空调系统的应用及发展提供科学依据和技术支持，促进节能减排工作的深入开展，推动绿色低碳发展理念的实现。

2. 正文2.1 地源热泵中央空调系统的原理地源热泵中央空调系统是一种利用地下地热能源进行空调和供暖的节能环保系统。

其原理基于地热能源的稳定性和高效性，通过地下热泵器将地下的热量提取到地源热泵中心系统中，利用热动力循环技术将热能转移至建筑室内进行供暖或冷却。

地源热泵系统主要由地源换热器、地源热泵机组、室内换热器、管道系统等组成。

地源换热器通过地下的管道将地下的地热能源传递至地源热泵机组，地源热泵机组再通过循环水系统将热能传递至建筑室内进行空调调节。

某区域建筑地源热泵设计及经济性分析地源热泵作为新世纪的一项新能源技术，其主要机理是运用地下水的低温和储能作为供热和降温的新型热泵循环体系。

作为一项新的设计思路，国内在推广和使用方面还处于初始阶段。

本文根据某区域建筑地源热泵设计和其运转周期内费用的消耗进行了综合分析，希望能够为类似区域的地源热泵节能设计提供指导和参考。

引言随着21世纪以来世界范围内能源危机的不断加剧，越来越多的国家开始投向新能源开发领域，特别是对于建筑耗能方面的新能源开发的课题研究，与此同时，地源热泵设计与使用在建筑节能设计中得到了大面积的推广和使用。

国内关于地源热泵技术的开发和应用还处于初始阶段，对于其所在区域建筑的适用性和经济性仍需进一步探索，本文基于某区域建筑的地源热泵设计，并对其经济性进行了探讨。

1、地源热泵的工作机理当前国内外所使用的地源热泵技术所遵循的是逆卡诺循环，通过外部供给热泵消耗较少的能量，将低温环境中的热能吸收，并通过热泵完成大量热能的输出，并将其运用到建筑工程的取暖中。

通常地源热泵的供暖空调主要由三个部分构成，即室外地热能交换体系、热泵机组部分与室外采暖用空调部分。

其作业机理包括如下：（1）室外的地热能的换热体系可以实现冬季给建筑物供给热量的功能，通过将低温循环排除热泵和大地热源交换作业，达到热泵机组通过大地“吸热”和供暖的目的；（2）水源热泵机组通过系统介质蒸发形成气体，并运用机组压缩机对气体进行压缩，随后通过冷凝设备将气体转化为液态，并释放出热量。

该过程循环作业，不断生成热量，供给建筑取暖；（3）通过建筑室内采暖空调的末端系统，完成冷凝设备和热机组的热量交换，促使室内温度提升达到供暖的效果。

2、某地建筑地源热泵设计2.1工程概况某北方地区建筑，其建筑采暖采用地源热泵空调系统，同时其生活热水体系选用的也是地源热泵系统，其供热系统总图见下图1所示。

该体系主要包括三个运行阶段，即：冬季运行阶段、夏季运行阶段和过渡季运行。

地源热泵的工作原理及技术经济性分析一、什么是地源热泵地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包含地下水、土壤或者地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。

地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与夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。

热泵机组的能量流淌是利用其所消耗的能量（如电能）将吸取的全部热能（即电能+汲取的热能）一起排输至高温热源。

而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态，从而达到汲取低温热源中热能的作用。

请参见能流图所示。

通常地源热泵消耗1kW的能量，用户能够得到5kW以上的热量或者4kW以上冷量，因此我们将其称之节能型空调系统。

与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或者70～90%的燃料内能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节约三分之二以上的电能，比燃料锅炉节约二分之一以上的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳固，通常为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60% 。

因此，近十几年来，特别是近五年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及法国、瑞士、瑞典等国家取得了较快的进展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，能够估计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热与供冷空调技术。

二、地源热泵国内外进展近况地源热泵的历史能够追朔到1912年瑞士的一个专利，欧洲第一台热泵机组是在1938年间制造的。

它以河水低温热源，向市政厅供热，输出的热水温度可达60o C。

在冬季使用热泵作为采暖需要，在夏季也能用来制冷。

1973年能源危机的推动，使热泵的进展形成了一个高潮。

目前，欧洲的热泵理论与技术均已高度发达，这种“一举两得”同时环保的设备在法、德、日、美等发达国家业已广泛使用。

地源热泵空调系统的实例应用与经济性分析的开题报告一、选题背景空气源热泵是现代建筑中常用的一种节能环保热水供应方式，但由于其性能与气候相关，在高温或低温条件下其性能明显下降，且制冷效果不佳。

因此，地源热泵空调系统在北方地区具有巨大的应用前景。

地源热泵是一种能源利用高效的供热、制冷方式，其特点是通过地下热能的吸收和释放来调节室内温度，且对环境污染小，维护成本低。

本文将运用经济学方法，针对地源热泵空调系统的应用和经济性进行深入分析。

二、研究意义地源热泵空调系统是一种绿色环保、经济实用的空调系统，其应用于建筑物可极大地降低能源消耗量和减少污染排放。

针对地源热泵空调系统的实例应用和经济性分析，有助于：1. 推广地源热泵空调系统在建筑行业中的应用。

2. 分析地源热泵空调系统在应用中的经济效益，为决策者提供参考。

3. 提高国内建筑行业对可再生能源的认识和使用。

三、研究内容本文将从以下三个方面展开研究：1. 地源热泵空调系统的机理和原理。

深入探讨地源热泵的工作原理、运作过程和所需设备。

2. 地源热泵空调系统的实例应用。

选取北京市某公共建筑为案例，对其安装并应用地源热泵空调系统的情况进行详细分析。

3. 地源热泵空调系统的经济性评估。

对地源热泵空调系统在建筑应用中的成本、节能效果和投资回报周期进行分析，评估其是否具有经济性。

四、研究方法本研究将主要采用以下两种研究方法：1. 实地调研。

通过对北京市某公共建筑进行实地观察和访谈，了解其地源热泵空调系统的具体情况，包括设备配置、维护成本和效果等。

2. 经济学分析。

借助经济学相关理论和实证方法，对地源热泵空调系统的成本、效益及投资回报周期进行分析和评估。

五、预期结果1. 通过深入研究地源热泵空调系统的机理和原理，了解其工作原理、运作过程和所需设备，为进一步实现井地源热泵技术提供参考。

2. 基于某公共建筑的实例应用，对地源热泵空调系统的应用效果进行分析，了解其在实际应用中的表现和优缺点。

（工作分析）地源热泵的工作原理及技术经济性分析地源热泵的工作原理及技术经济性分析壹、什么是地源热泵地源热泵是壹种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。

地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。

地能分别于冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即于冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。

热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量（如电能）将吸取的全部热能（即电能+吸收的热能）壹起排输至高温热源。

而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的作用。

请参见能流图所示。

通常地源热泵消耗1kW的能量，用户能够得到5kW之上的热量或4kW之上冷量，所以我们将其称为节能型空调系统。

和锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%之上的电能或70～90%的燃料内能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二之上的电能，比燃料锅炉节省二分之壹之上的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，壹般为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，和传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60%。

因此，近十几年来，尤其是近五年来，地源热泵空调系统于北美如美国、加拿大及法国、瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，能够预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。

二、地源热泵国内外发展近况地源热泵的历史能够追朔到1912年瑞士的壹个专利，欧洲第壹台热泵机组是于1938年间制造的。

它以河水低温热源，向市政厅供热，输出的热水温度可达60o C。

于冬季采用热泵作为采暖需要，于夏季也能用来制冷。

1973年能源危机的推动，使热泵的发展形成了壹个高潮。

目前，欧洲的热泵理论和技术均已高度发达，这种“壹举俩得”且且环保的设备于法、德、日、美等发达国家业已广泛使用。

地源热泵中央空调系统设计及经济性分析地源热泵是一种利用地壳中的地热能源进行空调制冷和供暖的热泵系统。

它利用地下稳定的温度来进行能量转换，具有能源利用效率高、环境友好、长期稳定等优点。

在地源热泵系统中，地源热泵中央空调系统是应用最为广泛的一种形式，可以满足建筑物的制冷、供暖、热水等需求。

本文将对地源热泵中央空调系统的设计原理和经济性进行分析和探讨。

一、地源热泵中央空调系统设计原理地源热泵中央空调系统是由地热井、地热泵、供暖水泵、冷却水泵、蓄能水箱、空调末端设备等组成。

其工作原理是通过地下地热井吸收地热能源，利用地热泵将地热能源提升至室内进行制冷或供暖。

1. 地热井：地热井负责与地下地热能源进行换热，一般采用多管井或螺旋井的形式进行设计。

地热井的深度通常在50米以上，确保能够吸收到地下稳定的地热能源。

2. 地热泵：地热泵是地源热泵系统的核心部件，其内部包含蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀等。

地热泵通过循环工质的变化来完成地热能源的吸收和释放，实现制冷和供暖功能。

3. 供暖水泵和冷却水泵：供暖水泵和冷却水泵分别负责将地热泵产生的热水和冷水输送至室内末端设备，满足建筑物的供暖和制冷需求。

4. 蓄能水箱：蓄能水箱用于储存地热泵系统产生的热水或冷水，保证系统在不同负荷条件下可以提供稳定的热量和冷量。

5. 空调末端设备：空调末端设备包括室内机组、风管和末端风口，用于室内空气的循环和调节，满足建筑物的空调需求。

通过上述组成部分的协同作用，地源热泵中央空调系统可以实现建筑物的空调制冷、供暖等功能，并具有能源利用效率高、环保节能等优点。

地源热泵中央空调系统相比传统的空调系统在能源利用效率、环保节能、运行成本等方面具有明显优势。

下面从系统投资成本、运行维护成本以及长期收益等方面对地源热泵中央空调系统的经济性进行分析。

1. 系统投资成本地源热泵中央空调系统的投资成本相对于传统空调系统有所增加，主要体现在地热井的施工、地热泵设备的采购及安装、管道和末端设备的安装等方面。

地源热泵中央空调系统设计及经济性分析地源热泵中央空调系统是一种利用地下热能进行空调供暖的系统，它能够有效地利用地下的热能来进行供热，具有较好的节能效果和良好的舒适度。

下面将从设计和经济性两个方面对地源热泵中央空调系统进行分析。

一、设计方面1. 选址和孔位选择：地源热泵中央空调系统的选址需要考虑地下水位、土壤质地、建筑周边环境等因素，以确保热泵能够充分利用地下的热能。

孔位选择需要注意避免与地下管线、地下设施等冲突。

2. 地源热泵的数量和参数：根据建筑的面积和热负荷计算结果，确定地源热泵的数量和参数，包括制冷量、制热量、换热功率等。

同时还需要考虑到系统的备用和控制策略。

3. 地源热泵与楼宇之间的管道设计：地源热泵与楼宇之间需要布置一套管道系统，包括冷水管路、热水管路、循环水泵等。

需要考虑到管道的直径、长度、材质、绝热和维护等方面。

4. 控制系统设计：地源热泵中央空调系统的控制系统需要实现对制冷、制热、换热、水泵、阀门等设备的自动控制和调节。

需要考虑到系统的实时性、灵活性和稳定性。

二、经济性方面1. 投资回收期：地源热泵中央空调系统的建设和运行成本相对较高，因此需要进行经济性的分析。

通过计算投资回收期来评估系统的经济可行性。

2. 能耗分析：地源热泵中央空调系统相对于传统的供暖系统能够节约能源，但是其运行中也会有一定的能耗。

通过对能耗进行分析，可以评估系统的节能效果。

3. 维护成本：地源热泵中央空调系统的维护成本相对较低，因为它没有燃烧设备，减少了燃料费用和运行维护成本。

4. 政府支持政策：地源热泵中央空调系统属于可再生能源利用的一种方式，在一些地区可以享受政府的支持政策，如补贴、优惠税收等，可以提高系统的经济效益。

地源热泵中央空调系统的设计和经济性分析是保证系统可靠性和经济性的重要环节，通过科学合理的设计和综合考虑各个因素，可以使系统更加高效、节能和经济。

地源热泵经济案例分析系统介绍能够节电50%的环保中央空调阳光假日别墅位于延庆，该别墅建筑结构为地面三层，地下一层，每户都有一个40平方花园，这就给安装地源热泵中央空调提供了必要条件。

依据我司对已经施工完成的户型作比较，其结果如下：一、采用传统的风冷热泵中央空调，其造价：52500元。

二、采用地源热泵中央空调系统，其造价：72500元。

三、采用地源热泵中央空调系统每年可节省的电费和燃气费用：5550元。

四、除去燃气炉的成本约11500元，两年内节省的费用就超过增加的投资。

随着空调工业的发展，先进的中央空调系统不断的出现，空调在现代建筑中扮演着越来越重要的角色。

人们对空调的要求也不断提高，节能、环保、灵活成为今后共同追求的目标。

近年来，随着国际经济技术合作的不断深入，地源热泵中央空调系统进入了我国，并通过在工程中的成功运用得到了空调界人士的认可和推崇，成为了我国中央空调发展的趋势，体现了节能、环保、灵活、舒适的新概念。

美国环境保护局已经宣布，地源热泵系统是目前可使用的对环境最友好和最有效的供热、供冷系统。

组成地源热泵空调机组是一种水冷式的供冷/供热机组。

机组由封闭式压缩机、同轴套管式水/制冷剂热交换器、热力膨胀阀（或毛细膨胀管）、四通换向阀、空气侧盘管、风机、空气过虑器、安全控制等所组成。

机组本身带有一套可逆的制冷/制热装置，是一种可直接用于供冷/供热的热泵空调机组。

原理地源热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑物中的所有地源热泵机组而构成的封闭环路的中央空调系统。

在冬季，地源热泵系统通过埋在地下的封闭管道（称为环路）从大地收集自然界的热量，而后由环路中的循环水把热量带到室内。

再由装在室内的地源热泵系统驱动的压缩机和热交换器把大地的能量集中，并以较高的温度释放到室内。

在夏季，此运行程序则相反，地源热泵系统将从室内抽出的多余热量排入环路而为大地所吸收，使房屋得到供冷。

尤如电冰箱那样，从冰箱内部抽出热量并将它排出箱外使箱内保持低温。

地源热泵的经济性分析以一实际工程为例，运用热经济性分析的方法，对几种常用的空调方案建立经济模型，得出了各种不同方案的供热（冷）表达式。

对初投资和运行管理费用进行分析比较，指出了地源热泵系统在热经济性方面的优越性。

标签：地源热泵；中央空调；节能；经济分析1 地源热泵系统介绍地源热泵在国内也被称为地热泵。

地热泵空调的心脏是一个“热泵”（制冷、供热）。

供暖时，它吸取地热向用户排放；制冷时，它吸取用户室内的热量向地下排放。

成都市作为全国可再生能源利用的推广试点城市之一，目前已有四川省建筑科学研究院成都建筑节能中心、成都铁路医院采用了这种地源热泵技术。

作为刚刚在成都兴起的地源热泵具有以下特点：（1）运行安全稳定。

地源热泵机组与外界的换热是通过大地，而大地的温度很稳定，不受外界空气的变化而影响运行效率。

（2）环境效益显著。

从地源热泵的整个运行原理来看，地源热泵系统实际是真正意义的绿色环保空调，不管是冬季还是夏季的运行，都不会对建筑外大气环境造成不良影响。

（3）节约建筑面积。

以土壤（水）作为冷热源，省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，地源热泵主机的设置就非常灵活，不受考虑位置设置的限制。

（4）自动运行，适用范围广。

地源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单系统，机组运行简单可靠，可应用于别墅、宾馆、商场、办公楼、学校等建筑。

2 不同空调系统的经济性分析以300m2的公共建筑（住宅）为例，估算制冷装机容量为116.3w/m2，制热装机容量为93w/m2。

对该工程采用三种方案进行经济性分析。

2.1 对三种方案建立经济模型，并推出成本表达式(1) 地源热泵机组方案的经济模型和供热（冷）成本表达式。

(2)风冷热泵机组方案的经济模型和供热（冷）成本表达式。

热经济平衡方程：供热运行，cH2QH2=ceEH2+YH2+ZH2；制冷运行，cR22.2 对各方案的初投资进行比较考虑到初投资费用K包含设备投资费、设备安装调试费土建投资费和能源增容费等，而供热投资中的能源增容费和土建费用的折旧年限较其它部分投资要长，因此必须对他们进行分别计算。