地源热泵全分析.ppt

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水源热泵
水源热泵机 组原理图
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水源热泵
• 水源热泵机组的结构和工作原理
如上图所示，空气源热泵机组主要由以下几部 分组成：1.压缩机，2.膨胀阀，3.冷凝器，4.蒸发器， 5～6.循环水泵。
在制冷/制热工况下，制冷剂经膨胀阀时节流， 其压力降低，进入蒸发器；低压的制冷剂吸收了蒸发 器热量而汽化。制冷剂汽体被压缩机吸入，经压缩后 排到冷凝器，这时制冷剂的压力和温度都升高了。压 力和温度较高的制冷剂蒸汽，在冷凝器中进行热交换， 汽化的制冷剂被冷凝为液态。这样，制冷剂便在系统 内作了一个由液体变汽体，又由汽体变液体的循环。 蒸发器处周围介质的热量不断被吸走，温度逐渐下降， 这就是利用制冷剂的物态变化实现制冷/制热的基本原 理。蒸发器与制冷目标区进行热交换为制冷方式；反 之，冷凝器与制热目标区进行热交换为供热方式。
％的速度稳步增长。
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热泵技术发展史
• 在欧美发达国家，如澳大利亚、英国、法国、 德国、北欧和南欧的一些国家，热泵产品已经进入 了大多数家庭。 我国的热泵事业近几年已开始起步，而且发 展势头看好。目前，我国利用较多的是水源热泵， 而用空气源热泵制取生活用热水在国内近两年刚刚 起步。从2001年春天开始，澳大利亚康特姆公司 在中国已建成数十个地源和空气源热泵示范工程， 收到了很好的效果。
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空气源热泵
的高温水供暖致使居室装修的木地板因烘烤而翘曲 变形的问题，且经济性好；夏季，该装置通过换向阀， 低压侧的热交换器吸收房间空气中的热量，使房间降 温，解决了传统工质的空调机组在气温较高的情况下 难以适应的缺陷。 同时集空调、抽湿及供热水于一体， 起到了目前普通空调机组实现不了的作用。具有热感 舒适、室温稳定、节能、安全、方便管理等特点，是 一种节能、环保和安全的冷热功能合一的装置，也成 为高档住宅的身份象征。

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换热器长度与间距
根据土壤导热系数、埋管 方式等因素，给出换热器 长度的合理范围及间距推 荐值。
地面系统设计
冷凝器与蒸发器选型
根据系统负荷、气候条件等因素，选 择适合的冷凝器和蒸发器型号及配置 。
管道与阀门设计
给出管道材料、管径选择及阀门配置 的原则，以确保系统的稳定运行及维 护方便。
控制系统设计
介绍地源热泵系统的自动控制系统， 包括传感器、执行器及控制逻辑的选 用与设置。
详细描述
地源热泵是一种高效、环保的能源利用方式，通过利用地下土壤、地下水、地 表水等自然资源的温度，实现冷热交换，从而为建筑物提供冷暖空调等需求。
地源热泵工作原理
总结词
地源热泵利用逆卡诺循环原理，通过热泵机组将地下 土壤、地下水、地表水等自然资源的热量或冷量提取 出来，经过换热器与空调系统进行热交换，最终实现 制冷或制热的目的。
地源热泵的优点和局限性
• 总结词：地源热泵具有高效节能、环保可再生、运行稳定可靠、维护费 用低等优点，但也存在初投资较大、受地理环境限制等局限性。
• 详细描述：地源热泵作为一种高效、环保的能源利用方式，具有许多优点。首先，它能够利用地下土壤、地下水、地表 水等自然资源，实现冷热交换，从而为建筑物提供冷暖空调等需求，且运行费用较低。其次，地源热泵系统运行稳定可 靠，维护费用低，使用寿命长。此外，地源热泵还具有环保可再生的特点，不会对环境造成污染。然而，地源热泵也存 在一些局限性，如初投资较大，需要一定的场地和地质条件才能实施等。因此，在选择地源热泵系统时，需要综合考虑 其优缺点和实际情况。
系统寿命优化
总结词
延长系统寿命
详细描述
通过合理的地源热泵系统设计和维护，延长系统的使用寿命，降低更换设备和维修的成本。具体措施 包括选用耐久性好的材料、定期进行设备检查和维护、及时更换易损件等。

• 地热电站对环境的影响 开采地热过程中 会向外排放少量的CO2 、CH4 、 H2S 等, 但比火电要少得多。废水中含有硼、砷等 有害 元素.大量采水也对地层稳定有影响. 通过回灌可以减轻。
地热电站尾水的综合利用 地热电站 发电后排出的尾水，温度都在60-70 度左右或更高，还有一定的利用价值。 可以作为生活热水，也可以与冷水混 合后灌溉农田。还可以提取有用的化 学元素。
地热能的来源？？？
1、地热能来源于地球物质中的放 射性元素衰变在衰便过程中不断释 放热能，这些元素有铀 238、铀 235、钍232和钾40等。
2、地热能是地球生成时炽热的火 球留下的。
3、地球上的天然裂变堆
•1972年法国科学家在加蓬发现了天然裂变堆。证 据：当地铀-235的含量竟只占铀的0.29%,远低于 天然油矿中铀-235的丰度，71%,而且矿石周围还 有稳定的裂变产物钕、钐、镉等。
• 这些热能随地球内部的剧烈运动，通过火 山爆发、地震和温泉的形式释放出来。
地壳中地热能的分布从上到下可分 为 3 个 带 ， 变 温 带 (15m) ， 常 温 带 (20m)和增温带。
①变温带受太阳辐射和季节影响大；
②常温带温度几乎保持恒定；
③增温带的温度随深度增加而增加， 地表15km内的增温带温度梯度一 般为15-33℃/km.热能来此于地球 内 部 。 80℃ 地 下 热 水 大 致 在 地 下 2000-2500米左右。
• 除1号机组外其余均采用两级扩容法发电, 汽轮机全部采用凝汽式,冷却水直接取自藏 布曲河。
•羊八井目前共有40多眼地热井,根据地质测 评,其发展潜力为28～32MW。 与羊八井相 近的地热源还有羊易乡地热田和拉多岗地热 田。
地热研究进展
• 干热岩发电 在地壳深处干热岩区人工制 造裂缝系统,然后将地表水注入地下取出 热能进行发电。

位能量，通过热泵机组变为可利用的高位能量 • 这一设施不仅满足冬季供暖，又实现了夏季供冷，并巧妙地将部分热
量加以回收利用，提供生活热水，使主机设备的COP值（能效比）有 较大提高（1∶5.4～1∶6.3） • 目前，在欧美、日韩等发达国家已得到广泛应用，其中瑞士几乎占到 了96%，美国30%，奥地利38%，丹麦27%
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8、超大型触摸屏控制器（升级产品）
通过口令才能修改的关键控制参数
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时间设定界面
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时区控制设定界面（可实现定时开关机）
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8、超大型触摸屏控制器（升级产品）
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产品特点
9、电控电缆（优化设计）
严格遵循国家标准 电控箱主要元器件均采用施耐德、ABB等国际品牌 专门设计机组电缆通道、排查方便、整齐划一 整机更安全、可靠
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四、清华同方核心技术介绍
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同方核心技术介绍
• 1、【热泵】技术
• 清华同方是最早将热泵技术应用于空调领域的国内企业，凭 借着在该领域成熟的技术研发能力，先后开发出空气源热泵 、水源热泵、地源热泵、吸收式热泵四大热泵产品。并针对 不同地域气候条件及资源条件深化产品的技术及种类，获得 百余项专利技术，清华同方已成为热泵中央空调领域的领跑 者。
满液式 蒸发器
能效比更高
节能要求高
热回收量 100%
夏季热水免费，回收量多 热水出水温度45℃
热水需求量大的 项目，例如医院
、学校…
热回收量 10~15%
空调季热水免费，回收量少 但春秋过渡季不能回收 热水出水温度55℃

01
提高系统效率，降低运行成本
智能化控制技术应用
02
实现系统自动化运行，提高用户舒适度
多元化能源利用
03
结合太阳能、风能等可再生能源，提高系统综合能源利用效率
政策法规影响因素分析
国家能源政策
鼓励清洁能源发展，推动地源热 泵技术应用
建筑节能标准
提高建筑能效要求，促进地源热泵 等节能技术发展
环保政策
加强环境保护力度，推动地源热泵 等环保技术应用
应用领域与前景
应用领域
地源热泵系统可应用于住宅、办公楼、学校、医院、酒店等建筑领域，以及工 业、农业等领域。
前景
随着全球对可再生能源和环保的重视，地源热泵技术将具有更加广阔的应用前 景。未来，地源热泵技术将在提高能源利用效率、减少温室气体排放等方面发 挥更加重要的作用。
02
地源热泵系统组成及工作原 理
根据建筑物的冷热负荷需求，综合考虑室内外温度、围护结构、人员活动等因素 ，采用专业软件进行精确计算。
选型方法
根据地源热泵机组的性能参数、适用条件及实际负荷需求，选择合适的机组型号 和配置方案。
系统配置与优化建议
系统配置
包括地源热泵机组、水泵、水管路、 控制系统等组成部分的合理配置，确 保系统高效运行。
准备符合设计要求的管 道、阀门、保温材料等
。
管道连接与敷设要求
管道连接
采用专用接头连接管道，确保连接牢 固、密封良好。
管道保温
采取必要措施，防止管道受到机械损 伤或化学腐蚀。
管道敷设
按照设计要求，在指定位置敷设管道 ，保证管道平直、无扭曲。
管道保护
对管道进行保温处理，减少能量损失 。
设备安装与调试流程

地源热泵系统介绍
地源热泵技术是利用地下的土壤、地表水或地下水温，通过消耗少量的电能，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。地源热泵系统是利用浅层地能进行供热制冷的 新型能源利用技术，其系统特点具有：高效节能、清洁健康、安全可靠、无污染等优 势成为目前国际采暖和制冷市场上最为流行的一种新趋势。
地源热泵系统需要统筹规划、因地制宜、循环渐进，结合工程用能特点和水文地质条 件相结合，合理的推进地源热泵系统技术，才能有利于优化能源结构促进能源互补， 提高能源利用效率。 1997年，我国政府与美国签署了《中美地热利用的合作协议书》，开始合作建立地源 热泵示范工程项目。 2003年底，据《供热制冷》杂志的不完全统计，由于地源热泵系统在全国市场迅速普 及，各个省市都有了地源热泵系统的应用项目，地源热泵设备提供企业近百家。国家 相关机构开始着手建立推广机制和产业规范。
• 系统 系统是由下列部分所组成：模块式地源热泵机组、循环水泵、水管环路、水系统控制 箱和室内温控器等。 地源热泵机组采用标准构件，需要时各部件的修配和更换很方便。因为设计简单，并 不需要高技术的操作工程人员的服务。唯一需要经常保养的是空气过滤网和凝结水盘 的清洁。 系统设计简单，灵活、安装快速。机组己在工厂组装好并自带温度控制装置，现场工 作只是少量低压风管、电气连接装置和不需要保温的水管的连接。管道可采用钢管、 铜管或塑料管。维修方便快捷，机组结构坚固，寿命长久。热泵机组的功率系数(COP) 可达到4以上，即1千瓦电输入，有4千瓦多冷量输出的高效率。
7）一年四季任何时间都可以随时提供空调，可以随意设定室内温度，达到五星级要求。 8）设计简单灵活，安装快速。 • 系统特点 高效节能、清洁健康、安全可靠、节省空间、便于管理、绿色环保、无污染、 低运行 费用等优势成为目前国际采暖和制冷市场上最为流行的一种新趋势。

工作原理
通过地源热泵系统，将地下土壤、地 下水或地表水中的低位热能提取出来 ，通过中央空调系统将热能传递到室 内，实现供暖或制冷的目的。
历史与发展
历史
地源热泵技术起源于19世纪，经过多年的研究和发展，目前已经成为一种成熟 、高效、环保的能源利用方式。
发展
随着全球能源危机和环境问题的日益严重，地源热泵技术得到了更广泛的应用 和推广，各国政府纷纷出台相关政策支持地源热泵的发展。
地区。
初投资较高
相比传统空调系统，地源热泵系统 的初投资较高。
安装难度较大
地源热泵系统的安装需要专业的设 计和施工队伍，安装难度较大。
02 地源热泵系统组成
地下换热系统
地下换热系统是地源热泵的重要组成部分，主要通过地埋管换热器实现地下土壤的 热量交换。
地埋管换热器一般采用高密度聚乙烯管或无缝钢管作为换热材料，通过在地下钻孔 并填充砂石等传热介质，与土壤进行热量交换。
节能效果
地源热泵系统的节能效果显著，尤其是在冬季和夏季等需要大量供暖和 制冷的时候，其节能效果更加明显。
03
人工费用
地源热泵系统的人工费用主要包括设备的维护和检修等，相对于传统的
空调和供暖系统来说，其人工费用较低。
生命周期成本
生命周期成本
地源热泵系统的生命周期成本是指在系统的使用寿命内，所有的初投资成本和运行费用之和。由于地源热泵系统的使 用寿命较长，且维护费用较低，其生命周期成本相对于传统的空调和供暖系统来说较低。
地下换热系统的作用是将土壤中的热量或冷量传递给地埋管内的循环水，为整个地 源热泵系统提供冷热源。
热泵机组
热泵机组是地源热泵系统的核心部分 ，负责将地下换热系统传递来的冷热 量进行吸收、压缩和循环使用。

《地源热泵技术》 PPT课件
• 地源热泵技术简介 • 地源热泵系统组成 • 地源热泵技术优势与特点 • 地源热泵技术应用实例 • 地源热泵技术的前景与展望
目录
01
地源热泵技术简介
技术定义与原理
技术定义
地源热泵是一种利用地球表面浅层地热资源进行供热和制冷的节能环保型技术 。
技术原理
通过地源热泵系统，将地下土壤、地下水或地表水中的低位热能提取出来，通 过系统中的热交换器和压缩机等设备，将热能转化为高位的热能或冷能，实现 供暖或制冷的目的。
地源热泵系统可以为住宅提供 供暖和制冷服务，具有高效、
舒适、环保等优点。
商业建筑
商业建筑如酒店、商场、办公 楼等也可以采用地源热泵系统
，实现节能减排。
工业生产
在某些工业生产过程中，地源 热泵技术可以提供稳定的热源
或冷源，提高生产效率。
农业种植
地源热泵技术可以为农业种植 提供适宜的温度和湿度条件，
促进作物的生长。
运行费用低
长期运行费用低
虽然地源热泵系统的初投资较高，但由于其节能效果显著，长期运行下来，相比 传统空调系统可以节省大量的运行费用。
费用构成合理
地源热泵系统的运行费用主要由维护费用、人工费用、水费、电费等构成，其中 电费占据较大比例，可以通过合理调整系统运行方式来降低电费支出。
维护方便
系统简单
地源热泵系统的组成部件相对简单， 因此在维护方面较为方便。同时，该 系统的自动化程度较高，可以减少人 工干预和操作。
技术发展历程
起源
地源热泵技术起源于19世纪初，但直到20世纪40年代才开始得到 实际应用。
初期发展
20世纪70年代，随着能源危机的出现，地源热泵技术得到了快速 发展。

（ 泵）
地 源 热
GSHP
地下水源热泵系统 （GWHP）
地表水源热泵 （SWHP）
地埋管地源热泵 （GCWP）
埋管式土壤源热泵系统 1.2
2）垂直埋管地源热泵系统：换热器井管路直接接入机房、换 热器井管路汇集到集水器 。
埋管式土壤源热泵系统 1.2
2）垂直埋管－桩基换热器 ：
埋管式土壤源热泵系统 1.2
地埋管地源热泵空调系统
制冷与人工环境系
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前言
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2
介简
一、地源热泵系统简介 二、地埋管地源热泵系统设计 三、地埋管地源热泵土壤热响应测试 四、地埋管换热器设计 五、地下热平衡设计 六、地埋管地源热泵空调系统优化运行控制
其中， Q11 — 夏季向浅层地表排放的热量，kW， Q1 — 夏季设计总冷负荷，kW Q12 — 冬季从浅层地表吸收的热量，kW， Q2 — 冬季设计总热负荷，kW COP1 — 设计工况下水-水热泵机组的制冷系数 COP2 — 设计工况下水-水热泵机组的供热系数
选择室内末端系统 2.4
风机盘管系统，屋顶地板辐射采暖方式，全空气系统等。通常采用风机盘管 系统时，空气分布系统的设计主要考虑以下三个方面： （1）选择安装风管的最佳位置； （2）根据室内的得热量/热损失计算来选择并确定空气分布器和回风格栅的 位置； （3）根据热泵的风量和静压力，布置风管的走向，确定风管的尺寸。
2）垂直埋管－地热智能桥 ：
埋管式土壤源热泵系统 1.2
3）螺旋埋管地源热泵系统 ：长轴水平布置的螺旋埋管、长轴 竖直布置的螺旋埋管、沟渠集水器式螺旋埋管。

·水源充沛，四季分明，温度适中的地区； ·凡是水量，水温，水质能够满足水源热泵制热（制冷）需要的任何水 源都可作为系统水源。
四、水源热泵应用局限：
·水资源缺乏，水质差的地区； ·冬季严寒或四季炎热的地区。
1 水源热泵
五、水源热泵的特点: ·属可再生能源利用技术；（水吸收太阳能，可再生） ·高效节能；（水温冬季比环境温度高，夏低） ·运行稳定可靠；（水体温度稳点） ·环境效益显著；（污染小） ·一机多用，应用范围广。（可供暖、空调，供生活热水）
· 缺点：当湖水水质比较浑浊时，位 于湖底的换热器可能结垢，影响传热效果， 这会引起机组效率和制冷量的变化；如果 湖水换热器处于公共区域，有可能遭到人 为的破坏；如果河水或者湖水比较浅时， 水的温度容易受到大气温度的影响。
当冬季湖水温度较低时，为了防止 机组换热器内循环液冻结，须采用闭式系 统。当湖水温度在5℃以下时，环路内就 必须采用防冻液。
二、热泵的工作原理：
热泵由低温热源(如周围环境的自然空气、地下水、河水、海水、 污水等)吸热能，然后转换为较高温热源释放至所需的空间(或其它区域) 内。这种装即可用作供热采暖设备，又可用作制冷降温设备。
三、热泵的分类：
按与环境换热介质的种类分：水-水式热泵、水-空气式热泵、空
气-水式热泵、空气-空气热泵
1.地源热泵技术属可再生能源利用技术； 2.地源热泵属经济有效的节能技术； 3.地源热泵环境效益显著； 4.地源热泵一机多用，应用范围广； 5.地源热泵空调系统维护费用低。 四、不足：
容易造成“土壤热不平衡”，影响周围生态。
2.1 土壤源热泵
一、概念：
土壤源热泵是利用地 下常温土壤温度相对稳定的 特性，通过深埋于建筑物周 围的管路系统与建筑物内部 完成热交换的装置。冬季从 土壤中取热，向建筑物供暖; 夏季向土壤排热，为建筑物 制冷。