地源热泵技术应用简介
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地源热泵技术与应用实例(一)一、地源热泵概述1 、地源热泵系统形式和名称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1997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WS HP、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)2 、地源热泵发展历程最早提出来利用浅层地热能概念(即地源热泵概念)是1912年瑞士Zoelly 工程师,并申请了专利。
直到二战后的1948年,Zoelly的技术才开始被人们重视和关注,开始了大量的理论研究。
但真正开始应用是在70年代能源危机开始之后。
因为能源和环境问题日益严重,人们更重视低温浅层地热能作为能源的地源热泵系统的应用和实践。
国内的热泵研究起步于上世纪50年代。
天津大学的热能所是最早开展热泵方面技术研究的单位。
所以说天津大学在这方面是有传统的,也有很深的底蕴。
并且现在也有兴趣和实力来进一步发展这项领域的工作。
包括天大地热中心的地热尾水热泵方面的推广工作、热能系前些年所作的地下水源热泵方面的探索工程等。
1960年代陆续研制出了热泵式空调机,1965年天大与天津冷气机厂研制成国内第一台水冷式热泵空调机。
地源热泵系统的定义及应用范围1.地源热泵系统的定义地源热泵系统是随着全球性的能源危机和环境问题的出现而逐渐兴起的一门热泵技术。
它是一种通输入少量的高位能(如电),实现从浅层地能(土壤热能、地下水中的低位热能或地表水中的低位热能)向高位热能转移的热泵空调系统;它是一个广义的术语,包括了使用土壤、地下水和地表水作为低位热源(或热汇)的热泵空调系统,即以土壤为热源和热汇的热泵系统称之为土壤耦合热泵系统,也称地下埋管换热器地源热泵系统;以地下水为热源和热汇的热泵系统称之为地下水热泵系统;以地表水为热源和热汇的热泵系统称之为地表水热泵系统。
2、地源热泵的优点地源热泵系统与地表下的环境进行热量交换,其提供冷量和热量的主要优点可以归纳如下:(1)属可再生能源利用技术地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源作为冷热源,进行能量转换的供暖壶空调系统。
地表浅层地热资源可以称之为地能(Earth Energy),是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸太阳能、湖泊中吸太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。
地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射到地球的能量,比人类每年利用能量的500倍还多。
它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。
这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源的一种形式。
(2)属经济有效的节能技术地能或地表浅层地热资源的温度,一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空温低,是很好的热泵热源(冷源)。
这种温度特性,使得地源热泵系统比空气源空调系统运行效率要高40%,节有和节省运行费用40%左右。
另外,地能温度比较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保保证了系统的高效性和经济性。
(3)环境效益显著地源热泵的污染物排放,与空气源热泵相比,相当于减少4。
%以上;与纯电供暖相比,相当于减少70%以上。
如果结合其化节能措施,节能减排会更明显。
虽然也采用制冷剂,但比常规空调装置减少25%的充灌量;属自含式系统,即该装置能在工厂车间内事先整装密封好,因此,制冷剂泄漏机率大为减少。
地源热泵系统在建筑中的应用地源热泵(Ground Source Heat Pump,简称GSHP)系统是一种利用地下热能进行建筑供暖、制冷和热水供应的高效节能的热泵系统。
它通过地下的稳定温度提供热量,并通过制冷循环来提供制冷效果。
地源热泵系统在建筑中的应用已经得到广泛认可,下面将从节能、环保和经济效益三个方面探讨其应用价值。
一、节能效益地源热泵系统是一种高效节能的供暖制冷系统。
其主要优势体现在以下几个方面:首先,地源热泵系统利用地下的稳定温度进行换热,而地下温度相对较为稳定,可以保证系统始终处于一个较高温度差的工作状态。
相比较而言,空气源热泵系统则会受到季节变化和气候波动的影响,效能不稳定。
其次,地源热泵系统采用地下水源或地源热井进行换热,充分利用地下温度,减少了对外界环境温度的依赖,从而提高了系统的效能。
与传统的电能或燃气供暖相比,地源热泵系统在能源利用上更加高效。
再次,地源热泵系统通过制冷循环的方式,在夏季可以实现制冷的效果。
相比较传统的空调系统,地源热泵系统可以大大降低制冷能耗,提高系统的整体效能。
综上所述,地源热泵系统在供暖和制冷方面的节能效益是显著的,可以有效减少能源消耗,降低能源浪费。
二、环保效益地源热泵系统作为一种清洁能源利用方式,具有良好的环保效益。
主要表现在以下几个方面:首先,地源热泵系统减少了对化石能源的使用,降低了二氧化碳等温室气体的排放。
这有利于减少对全球气候变化的负面影响,更好地保护环境。
其次,地源热泵系统本身不会产生废气、废水等污染物,避免了传统燃烧方式产生的大量排放物质对环境的污染。
再次,地源热泵系统的换热过程中,可以回收利用废热,提高能源的利用效率,减少能源的浪费。
这种能源回收利用的方式更符合可持续发展的理念,对环境起到了积极的保护作用。
综上所述,地源热泵系统不仅在能源利用方面有明显的节能效益,同时也对环境保护起到了积极的作用。
三、经济效益地源热泵系统在经济效益方面的表现主要体现在以下几个方面:首先,地源热泵系统在使用过程中可以大幅度降低能源费用。
简述暖通工程中的地源热泵技术的应用摘要:随着国内社会经济水平的不断提升,人们对生活质量也有着更高的要求,暖通工程需求量亦是越来越大。
地源热泵技术属于新型供暖及空调方式,也已被国外暖通工程施工广泛应用,其具有其他供暖及空调方式的优越性,被人们广泛认可和接受。
因此,分析暖通工程中的地源热泵技术应用,对暖通工程安装水平提升有着很大促进意义。
关键词:暖通工程;地源热泵技术;应用目前我们在暖通建设工程施工中,由于地源热泵技术有着良好的经济效益,而且可以有效的减少能源的消耗,从而使得整个暖通设备在实际应用的过程中,其应用效果得到提高。
而且随着科学技术的不断发展,人们为了让地源热泵技术的工作性能得到有效的增强,人们也将许多先进的优化技术和管理方法应用到其中,从而满足现代化建筑暖通工程建设施工的相关要求。
1地源热泵技术的工作原理地源热泵技术就是将地下浅层的地热资源进行合理的利用,通过对地热资源应用从而来调节建筑物内的温度起到良好的空调作用。
地源热泵技术就是将能量从高温热源到低温热源进行一系列的转移,实现了能量的平衡为人们提供良好的生活环境。
当建筑物内的温度高的时候通过地缘热泵技术将能源释放到土壤中去,当建筑物内温度低的时候将能量从建筑物中吸取出来,从而提高建筑物内的温度。
2地源热泵技术的特点及优越性2.1地源热泵技术的特点因为地源热泵技术是一种新兴的技术所以地源热泵技术一定有着自己的特点来满足人们的要求,从而得到人们的广泛应用。
2.1.1地源热泵技术具有节能减排的特点该技术在应用过程中的节能减排主要在热源的转换中得到完美展现。
在该技术的整个应用过程中都不会出现丝毫的能源浪费问题,同其他常规采暖技术相比,其节能特性尤为明显;除此之外,在该技术的应用过程中,只需要对地表浅层的热源加以利用,就可以实现建筑室内温度的有效有效提升,在这一过程中同样不会出现丝毫的能源浪费问题,更不会产生一些有毒有害性气体危害人们健康,同时也不会造成任何环境污染问题。
暖通工程中的地源热泵技术的应用摘要: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, 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; 夏季它向土壤、地下水或者地表水放热, 达到给建筑物降温的目的。
本文介绍了地源热泵技术的工作原理和特点,分析探讨了地源热泵的工程设计应用。
关键词:暖通工程地源热泵技术应用中图分类号:tu96+2文献标识码: a 文章编号:地源热泵技术是一种高效的节能环保型供热、空调技术。
该技术是以地球表面浅层地热资源作为冷热源,利用热泵工作原理,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。
地表浅层地热资源是指地表土壤、地下水河流、湖泊吸收太阳能而蕴藏的低位热能,是一种清洁、可再生的能源。
地源热泵技术作为一种有益于环境保护和可持续发展的冷热源形式,在美、加与欧洲已有几十年的应用历史,应用范围涉及空调、采暖、生活热水供应及一些工业和工程上的冷热源提供,被美国能源部与环保署共同认为是当今世界上最高效,最环保清洁的供暖与空调技术。
1997 年11月,我国科技部和美国能源部签署协议,将地源热泵技术列为了中美能源效率及可再生能源合作项目。
现这一技术已逐步在我国得到了推广应用。
目前,国内许多科研院校、设计单位、生产企业纷纷开展了地源热泵的研究、设计和生产,一些建设工程项目采用了地源热泵空调系统,部分项目已建成投入使用。
随着常规能源资源的日趋减少和人们对节能、环保要求的不断提高,地源热泵技术将在我国的采暖空调等行业有较大的应用和发展。
一、地源热泵技术的工作原理1、地源热泵的分类根据地热源的种类和方式不同,地源热泵可分为以下三类:(1)土壤源热泵土壤源热源(也叫大地耦合式热泵)以大地作为热源,热泵的换热器埋于地下,与大地进行冷热交换。
地源热泵技术的研究与应用地源热泵技术是一种利用地下稳定温度进行能量交换的清洁能源利用技术,随着社会对环境保护和能源节约的重视,地源热泵技术的研究与应用逐渐受到人们的关注。
本文旨在探讨地源热泵技术在建筑空调、供暖和热水等领域的研究与应用情况,分析其在不同气候条件下的性能表现,并探讨未来地源热泵技术的发展方向。
地源热泵技术是一种高效、环保的空调供暖系统,其核心原理是利用地下稳定温度进行能量交换,从而实现建筑物的制热、制冷和热水供应。
地源热泵系统由地源换热器、热泵机组、室内机组和管道系统等组成,通过循环工作实现室内外温差能量的转换和利用。
与传统的空调供暖系统相比,地源热泵技术具有很多优势,如节能、环保、稳定性好等。
在地源热泵技术的研究方面,国内外学者们对地源热泵系统的换热器结构、热泵机组性能、工作循环方式等进行了深入的探讨和研究。
不同的换热器类型,如水源热泵系统、地源换热器系统等,在不同地质条件下有不同的适用性和性能表现。
研究人员通过模拟计算、实地试验等手段,探索优化地源热泵系统的设计参数和运行策略,提高系统的能效比和稳定性。
在地源热泵技术的应用方面,随着建筑能耗问题的日益突出,越来越多的建筑业主和设计者开始选择地源热泵系统作为建筑的供暖和空调系统。
地源热泵系统在别墅、学校、写字楼等建筑类型中得到广泛的应用,为建筑节能减排、提高舒适度等方面带来显著的效果。
特别是在北方气候寒冷地区,地源热泵技术可以更好地满足建筑的取暖需求,减少对传统燃煤取暖的依赖。
除了在建筑供暖空调领域的应用,地源热泵技术还在工业生产、农业温室等领域有着广阔的应用前景。
通过地源热泵系统的高效能量转换,可以为工业生产提供稳定的制冷和制热能源,减少生产成本,提高企业经济效益。
在农业温室中,地源热泵技术可以提供稳定的温度和湿度环境,有利于植物生长,提高农作物的产量和质量。
然而,地源热泵技术在实际应用中仍然存在一些挑战和问题。
首先,地源热泵系统的建设成本相对较高,需要较长的回收周期。
节能建筑地源热泵应用随着社会的进步和人们对环境保护意识的日益增强,节能建筑在未来的发展中将会成为一种趋势。
而地源热泵作为一种既节能又环保的采暖制冷方式,其在节能建筑中的应用越来越受到人们的关注。
一、地源热泵的概念和优点地源热泵(Ground Source Heat Pump,简称GSHP)是一种能从地下地热储能中提取热量或在夏季把热量向地下传递的可再生能源利用技术。
利用地下稳定的温度,将地下的低温能源通过循环系统传递到房间内或是传递到地下,达到制热、制冷、热水供应等多种功能的目的。
与传统的锅炉方式相比,地源热泵有以下几点优点:1. 高效节能:地源热泵是一种以地下利用的恒定温度为热源进行换热的系统,可以将热量从一个对象转移至另一个对象的热功效比例高,能有效地节约耗电。
2. 环保节能:地源热泵可以通过电力驱动,实现对热能的利用,无任意污染排放,降低环境压力。
3. 安全可靠:地源热泵没有开裂爆管和泄漏燃气的危险性,更为安全。
4. 适用面广:地源热泵不仅适用于住宅建筑的供暖和制冷,还可以应用于工业、商业等领域的锅炉换新以及能量回收等。
二、地源热泵在节能建筑中的应用1. 住宅建筑领域在住宅建筑中,地源热泵可以实现供暖和制冷的多重功能。
在冬季,利用地下的恒定温度,将地下的低温能源通过循环系统传递到房间内,提供暖气,而在夏季则相反,将室内的热量通过运行过程排放到地下,实现制冷效果。
2. 商业建筑领域商业建筑往往送风量相对较大,而且需要经过多次调节,从而导致有一定的热回收可能。
因此,在商业建筑领域中应用地源热泵能够实现热回收,降低建筑的用能成本。
3. 工业建筑领域在工业领域,地源热泵不仅可以替代传统的燃气锅炉进行供暖制冷,还可以应用于生产工艺中的化学反应、凝固、晶化等过程中产生的热量回收。
三、地源热泵应用面临的挑战和未来发展趋势1. 地质热环境差异由于地质热环境的差异,导致地源热泵应用面临的挑战也不尽相同。
在地下温度变化不大的地方,其应用效果明显,而在温度变化较大的地方,需要通过很多技术手段,来克服地下温度的影响。
地源热泵技术的应用分析社会经济的发展,推动了人们物质生活的快速发展,人们在生活品质方面的要求也日渐提高,在暖通空调方面的需求也日益提高,并对其安全性和经济性提出了更高的要求。
地源热泵技术是一种最近发展起来的空调供暖方式,具有明显的节能环保特点,在国际上得到了普遍的运用。
1 地源热泵技术概述地源热泵技术就是将地热当成热泵装置的热汇或热源,最终实现建筑物的采暖和制冷。
它主要是以输入少量高品位能源的形式,完成低温热源到高温热源的热量转移。
在冬季和夏季,可以将地热能当成高温热源和低温热源,在寒冷的冬季就可以将地热调出来取暖或用来作为热水供应的主要能源。
而夏季,则通过把室内热量释放到地层中实现热量转移。
此技术具有很多独特的优点:首先,能实现节能减排的作用。
地源热泵技术主要是利用地下浅层地热资源,因此,无需耗费较多的能源就能维持地源热泵空调系统的正常运转,实现节能降耗。
又因为没有使用其他能源,便不会释放温室气体,避免了环境污染的问题。
其次,经济高效。
地埋管地源热泵技术无需进行燃烧操作,所需的能源不多,却能提高空调40%的效率,降低能源消耗和成本花费,实现整个系统的高效运作。
再次,可再生利用。
本技术所使用的是地热资源,而这种能源是对太阳能的一种转变利用,而太阳能则是一种可再生能源,因此,可再生利用。
最后,还有环保长效的特点。
地源热泵技术在使用时没有燃烧,是相当环保的,不会面临废弃物排放等环境污染问题。
2 地源热泵技术在暖通空调中的应用2.1 大地耦合热泵大地耦合热泵主要是将地表浅层土壤作为热量的来源,跟以前的空气热泵技术(ASHP)比较,具有明显优势:地下土壤的温度比较恒定,又因为土壤可以延缓地表空气温度的变化,所以,大地耦合热泵更适合做热泵装置的热源,还能实现系统的高效运行;此技术将土壤当成了热源,以土壤替代了传统空调中的冷却塔,最终有效减少了空气污染和热污染。
但是在使用大地耦合热泵时,必须注意土壤的传热性能较差,传热面积较大,且埋设时需要花费较多的成本,当出现故障时不便开展检修。
地源热泵技术在绿色建筑中的应用研究绿色建筑是指在设计、建造和运行过程中有效利用资源、减少环境对人类危害的建筑。
近年来,随着人们对环保意识的增强,绿色建筑越来越受到重视。
地源热泵技术作为一种清洁、高效、可再生能源利用技术,对于实现绿色建筑的节能减排目标具有重要意义。
一、地源热泵技术的原理及应用范围地源热泵是利用地下土壤或地下水中的储能作为热源或热井,通过热泵系统将低温热量提升至适宜的温度,用于供暖、制冷和热水等。
地源热泵技术的应用范围十分广泛,不仅可以用于家庭、商业建筑的供暖制冷,还可以应用于工业、农业生产中的热水供应等领域。
二、地源热泵技术在绿色建筑中的优势1. 高效节能:地源热泵系统能够利用低温能源实现供暖制冷,比传统的锅炉、空调系统节能高效。
2. 环保清洁:地源热泵技术不会产生废气、废水等有害物质,对环境污染较小。
3. 可再生资源:地下土壤或地下水是可以再生的资源,地源热泵系统利用这些资源实现供暖制冷,更加可持续。
4. 适应性强:地源热泵技术适用于各种建筑类型,无论是低层别墅还是高层商业大厦,都可以采用地源热泵系统。
三、地源热泵技术在绿色建筑中的应用案例1. 北京国家会议中心:该项目采用了地源热泵技术进行供暖制冷,通过地下水循环系统,实现了建筑的节能环保运行。
2. 上海环球金融中心:作为上海的标志性高层建筑,环球金融中心采用地源热泵系统进行空调供暖,有效节约了能源消耗。
3. 广州保利中心:该建筑项目引入地源热泵技术,通过地下热井实现了全年稳定的供暖制冷效果,为建筑提供了节能环保的解决方案。
四、地源热泵技术在绿色建筑中的发展趋势随着人们对环境保护意识的增强,未来绿色建筑中地源热泵技术将得到更广泛的应用。
未来地源热泵技术将更加智能化,通过智能控制系统实现能源的最优利用,提高系统的运行效率。
同时,地源热泵技术也将更加注重与建筑整体设计的结合,实现整体节能效果的最大化。
五、结论地源热泵技术作为绿色建筑中的重要组成部分,具有高效节能、环保清洁、可再生资源利用等优势,将在未来得到更广泛的应用。
地源热泵技术介绍一、啥是地源热泵技术呢?地源热泵技术啊,就像是从大地这个超级大的能量宝库中获取能量的神奇技术。
你想啊,大地就像一个巨大的恒温器,不管是夏天还是冬天,地下一定深度的温度都相对比较稳定。
夏天的时候,地下温度比地面上低,地源热泵就把地下的凉气给吸上来,让咱们的屋子变得凉爽;冬天呢,地下温度又比地面上高,这时候它就把地下的热气抽上来,让屋里暖烘烘的。
它就像一个勤劳的小使者,在大地和我们的房子之间来回穿梭,搬运着冷热能量呢。
二、地源热泵技术的工作原理它主要是利用了地下浅层地热资源进行供热和制冷。
这里面有几个关键的部分。
首先得有个热泵机组,这个就像是整个系统的大脑一样,指挥着热量的转移。
然后呢,还有地下埋管换热器,这个东西是和大地亲密接触的,通过它来实现和地下热能的交换。
比如说在制冷模式下,热泵机组把室内的热量吸收,然后通过地下埋管换热器把热量释放到地下;在制热模式下,过程就反过来啦,从地下吸取热量,再送到室内。
是不是很有趣呢?就像大地和房子在玩一场热量传递的游戏。
三、地源热泵技术的优点1. 超级节能。
因为它利用的是地下的自然热能,不需要像传统的空调那样消耗大量的电能来制冷或者制热。
这样一来,咱们的电费可就省了不少呢。
对于咱们这种想省钱又想舒服的人来说,简直是再好不过了。
2. 环保。
传统的能源消耗会产生很多污染物,但是地源热泵技术就不一样啦。
它几乎不会产生污染物,对环境特别友好。
这就好比我们给地球送了一份绿色的礼物,让地球妈妈能呼吸得更顺畅。
3. 稳定可靠。
还记得前面说大地像个恒温器吗?因为地下温度相对稳定,所以地源热泵系统提供的冷热能量也很稳定。
不像有些空调,一会儿冷一会儿热的,让人特别不舒服。
四、地源热泵技术的缺点1. 初期投资比较大。
要安装地源热泵系统,需要挖地埋管,还要购买热泵机组等设备,这一套下来花费可不少。
对于一些预算有限的家庭或者企业来说,可能有点吃力。
2. 安装条件比较苛刻。
农业生产中的地热能利用和地源热泵技术地球是一个巨大的能源宝库,其中蕴含着丰富的地热能资源。
在农业生产中,地热能的利用和地源热泵技术正日益受到关注和应用。
本文将介绍农业生产中地热能利用的重要性,以及地源热泵技术的原理与应用。
一、地热能在农业生产中的重要性地热能指的是地球内部的热能,也是一种可再生能源。
农业作为人类生活的重要组成部分,对能源的需求量巨大。
地热能作为一种绿色清洁能源,具有以下几个优势:首先,地热能稳定可靠。
地下热源的温度相对稳定,不受气候变化的影响。
这意味着农业生产中利用地热能可以提供稳定的供能,确保农作物的正常生长和发展。
其次,地热能资源广泛。
无论是城市还是农村地区,地下都存在着丰富的热能。
对于农业生产来说,特别是大棚种植,利用地热能可以提供温室的供热和供暖,从而延长蔬菜和花卉的生长季节,增加产量。
此外,地热能利用环保节能。
相比传统的能源供应方式,地热能利用更加环保,减少了对化石燃料等非可再生资源的消耗。
同时,地热能利用过程中产生的二氧化碳排放量也较低,对减缓全球气候变化具有积极的作用。
二、地源热泵技术的原理与应用地源热泵技术是一种利用地热能的高效能源利用技术。
其基本原理是通过地下的稳定温度将低温的热能转化为高温能源,用于供热或制冷。
地源热泵主要由地下换热器、热泵机组和室内换热器等组成。
地下换热器通过埋设在地下的管道,吸收地热能,通过热泵机组的工作,将低温热能提升到可以供应农业生产所需的高温能源。
室内换热器将高温能源传递给温室或其他需要供热的场所。
地源热泵技术在农业生产中有广泛的应用。
首先,地源热泵可以为温室提供稳定的温度和湿度,创造适宜的生长环境,从而增加农作物的产量和质量。
其次,地源热泵可以用于农业废弃物的处理,通过热能的利用,将废弃物转化为有机肥料,实现资源的最大化利用。
三、地热能利用和地源热泵技术面临的挑战与解决方案随着地热能利用和地源热泵技术的不断发展,也面临着一些挑战。
首先,地热能利用需要一定的投资成本,建设地下换热器和热泵机组等设备需要耗费较大的资金。
地源热泵技术手册一、地源热泵技术的原理地源热泵是一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。
其工作原理简单来说,就是在冬季,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。
地源热泵系统主要由地源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成。
机组是整个系统的核心,负责热量的交换和输送。
地热能交换系统则通过地下埋管、地下水或者地表水等方式,与地下的热能进行交换。
建筑物内系统则包括末端的散热和制冷设备,如风机盘管、地暖等。
二、地源热泵系统的分类(一)地下水地源热泵系统通过抽取地下水,在热泵机组中进行热量交换后,再回灌到地下。
这种系统需要有充足的地下水资源,并且要确保回灌不会造成地下水资源的污染和浪费。
(二)地表水地源热泵系统利用江河湖海等地表水的热能,通过换热器与热泵机组进行热量交换。
但受到地表水温、水质以及季节变化等因素的影响较大。
(三)土壤源地源热泵系统也称为地埋管地源热泵系统,是将换热管道埋设在地下土壤中,通过与土壤的热交换来获取或释放能量。
这种系统不受水资源和地表水温的限制,但初投资相对较高。
三、地源热泵技术的优势(一)高效节能地源热泵利用地下热能,其能效比传统空调系统高出 30% 50%,能够大大降低能源消耗和运行成本。
(二)环保无污染运行过程中不排放任何污染物,对环境友好,有助于减少温室气体排放,缓解气候变化。
(三)稳定性好地下温度相对稳定,不受外界气温变化的影响,使得地源热泵系统的运行更加稳定可靠,能够提供持续稳定的冷热量。
(四)使用寿命长由于系统运行稳定,且地下部分的管道和设备受外界环境影响小,所以地源热泵系统的使用寿命通常可达 20 年以上。
(五)一机多用地源热泵系统既能供暖,又能制冷,还可以提供生活热水,实现了一机多用,提高了设备的利用率。
四、地源热泵系统的设计与安装(一)场地勘察在设计安装地源热泵系统之前,需要对场地进行详细的勘察,包括地质结构、土壤类型、地下水位、水文地质条件等,以便确定最适合的地热能交换方式和系统规模。
地源热泵技术研究与应用发展状况地源热泵技术是一种利用地下的恒温热源进行供热、供冷和热水的技术。
它通过地下热能的回收利用,实现能源的高效利用和环境的保护,具有广阔的应用前景。
本文将从地源热泵技术的原理、应用领域和发展状况三个方面进行介绍和分析。
一、地源热泵技术的原理地源热泵技术是利用地下的恒温热源,通过热泵系统进行能量的转换和传递。
其原理主要包括地热能的回收、热泵循环系统和室内供热、供冷系统。
1.地热能的回收:地热能主要通过地下的地热水、岩土层和地下水等形式存在。
利用地下的恒温热源,可以在冬季通过热交换器将地下的热能吸收到热泵系统中,提供供暖;在夏季则将室内的热量通过热泵系统排放到地下,实现室内的制冷。
2.热泵循环系统:热泵循环系统由压缩机、膨胀阀、冷凝器和蒸发器等主要部件组成。
在冬季,热泵通过压缩机将地下的热能提升至室内供热;在夏季,热泵通过蒸发器将室内的热量吸收并通过冷凝器排放到地下,实现室内的制冷。
3.室内供热、供冷系统:室内供热、供冷系统包括供热、供冷设备和管道网络等。
在冬季,通过热泵系统提供的热能,室内供热设备将热能传递给室内空气,实现供暖;在夏季,通过热泵系统提供的制冷能力,室内供冷设备将热量排放到室外,实现室内的制冷。
二、地源热泵技术的应用领域地源热泵技术具有广泛的应用领域,主要包括住宅建筑、商业建筑和工业建筑等。
1.住宅建筑:地源热泵技术在住宅建筑中的应用主要体现在供暖和供热方面。
通过地下的恒温热源,可以为住宅提供稳定的供热和热水,满足人们的生活需求。
2.商业建筑:地源热泵技术在商业建筑中的应用主要体现在供暖、供冷和热水方面。
商业建筑对能源的需求较大,地源热泵技术可以有效利用地下的热能,降低能源消耗,减少对环境的影响。
3.工业建筑:地源热泵技术在工业建筑中的应用主要体现在供暖、供冷和工业生产过程中的热能回收方面。
地源热泵技术可以为工业建筑提供稳定的供热和制冷条件,并通过热能回收实现能源的高效利用。
优选全文完整版(可编辑修改)地源热泵技术简介一、地源热泵描述1、定义地源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性,通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。
2、原理1)地源热泵制冷原理在制冷状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽-液转化的循环。
通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝,由水路循环将冷媒所携带的热量吸收,最终由水路循环转移至地下水或土壤里。
在室内热量不断转移至地下的过程中,通过冷媒/空气热交换器,以13℃以下的冷风的形式为室内供冷。
2)地源热泵制热原理在制热状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,并通过四通阀将冷媒流动方向换向。
由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量,通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发,将水路循环中的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝,由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。
在地下的热量不断转移至室内的过程中,以强制对流、自然对流或辐射的形式向室内供暖。
3、系统分类1)水平式地源热泵通过水平埋置于地表面2~4M以下的闭合换热系统,它与土壤进行冷热交换。
此种系统适合于制冷供暖面积较小的建筑物,如别墅和小型单体楼。
该系统初投资和施工难度相对较小,但占地面积较大。
如图1图12)垂直式地源热泵通过垂直钻孔将闭合换热系统埋置在50M~400M深的岩土体与土壤进行冷热交换。
此种系统适合于制冷供暖面积较大的建筑物,周围有一定的空地,如别墅和写字楼等。
该系统初投资较高,施工难度相对较大,但占地面积较小。
如图2图23)地表水式地源热泵地源热泵机组通过布置在水底的闭合换热系统与江河、湖泊、海水等进行冷热交换。
此种系统适合于中小制冷供暖面积,临近水边的建筑物。
地源热泵技术是一种无污染、可再生的新能源技术。
地源热泵是热泵技术应用的一个新的分支,其节能和优越的环保性能,近年来正在得到广泛的应用,同时受到国家政府的大力支持。
地源热泵技术有效的利用了土壤的良好蓄热及蓄冷特性进行的热力学逆循环的一种工程应用技术。
在夏季供冷时,地源热泵技术利用地下环境温度较低的特点,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽-液转化的循环。
通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝,由循环水路将冷媒中所携带的热量吸收,最终通过室外地能换热系统转移至地下水或土壤里。
在室内热量通过室内采暖空调末端系统、水源热泵机组系统和室外地能换热系统不断转移至地下的过程中,通过冷媒-空气热交换器,以冷风的形式为房供冷。
地源热泵与冷凝器直接与空气环境进行热交换的普通空调器制冷相比,有一定的节能效果。
在冬季供热时,地源热泵系统通过埋藏在地下的管道将储存在地下的热能通过传热介质吸收,作为逆循环中的低温热源,通过输入少量的高位电能使热泵压缩机完成逆循环,并向用户提供高品位的热能。
地源热泵系统在运行工作过程中除驱动热泵的动力外,无需其他热源或动力,而驱动热泵的动力主要是电能。
因此,如不考虑电能的来源和对环境污染,地源热泵技术是城市供热及供冷的一种清洁能源技术,它不需要建立一般城市供热所需的锅炉房,也不存在燃料燃烧而带来的城市环境污染问题,而且可以实现冷热联供。
另外,地源热泵技术在实际应用中,对于一些客观条件受限制而无法采用其他供热、供冷方式的场所(如高速公路收费站、人员设备相对较少的科考站、边防哨所),地源热泵技术的应用则更体现出其特有的优越性。
地源热泵技术是一种利用地下浅层地热资源进行供热、供冷的新型节能技术。
由于其热源温度比较高,全年稳定,不随外界环境温度的变化而变化,所以不管是冬季供暖,还是夏季制冷,地源热泵的能效比都要比其他热源形式的热泵高出许多。
罡!塑、÷惫凰.浅议地源热泵技术的应用孟楠崔随国(南乐县质量技术监督检验测试中心,河南南乐457400)瞒要]地源热泵是以地热作为热泵装置的热源或热汇来对建筑进行采暖或制冷的技术。
本文根据地源热泵技术的原理进行了分类。
详细讲述了大地耦合式热泵具有的优势。
{关键词l地源热泵;技术应用最早提出来利用浅层地热能概念(即地源热泵概念)是1912年瑞士Z oel l y工程师,并申请了专利。
直到二战后的1948年,Zoe l l y(地源热泵)的技术才开始被人们重视和关注,开始了大量的理论研究。
但真正开始应用是在70年代能源危机开始之后。
因为能源和环境问题日益严重,人们更重视低温浅层地热能作为能源的地源热泵系统的应用和实践。
国内的热泵研究起步于上世纪50年代。
天津大学的热能所是最早开展热泵方面技术研究的单位。
所以说天津大学在这方面是有传统的,也有很深的底蕴。
并且现在也有兴趣和实力来进一步发展这项领域的-r t%包括天大地热中心的地熟尾水热泵方面的推广工作、热能系前些年所作的地下水源热泵方面的探索工程等。
1960年代陆续研制出了热泵式空调机,1965年天大与天津冷气机厂研制成国内第一台水冷式热泵空调机。
这可就是现在意义上的地源热泵了。
1980年地矿部门和空调专家又开始研究利用井水进行蓄冷和蓄热,这也是现今叫做地源热泵系统的能源交换系统的前身。
1地源热泵技术的原理地源热泵是以地热作为热泵装置的热源或热汇来对建筑进行采暖或制冷的技术。
地源热泵通过输入5,t的高品位能源(如电能),即可实现低温热源向高温热源的热量转移。
在冬季和夏季,分别将地热能作为高温热源和低温热源,在冬季将地热“取”出来用于采暖或热水供应,在夏季将室内的热量提取后释放到地层中去。
地源热泵最早源于1912年瑞士的—个专利,而其真正意义上的商业应用迄今也不过十多年,但是到2001年止,美国已达到了每年安装40万台地源热泵,可刚氏温室气体排放100万吨,年节约能源折合42亿美元。
地源热泵地源热泵的利用是国土资源部大力推广的一种新型环保、节能技术,具有再生、清洁、安全、高效的特点。
地源热泵系统的利用分地埋管地热源系统、地下水地热源系统和地表水地热源系统。
量转移到建筑物内 , 一个年度形成一个冷热循环 . 是最具有发展前景的一种形式。
但对于该项技术的使用,受限制较多(需要当地土地资源部门对当地土地资源的评估、批准 ,而且其初步的投资较高。
2. 地表水地热源系统,即污水源热源系统。
城市污水来源广泛,汇流面积大,污水原水流量具有小时变化规律明确、日流量相对稳定、随着城市规模的扩大而呈逐年递增的趋势。
利用污水热泵空调系统不仅可以使污水资源化,更是改善我国供暖以煤为主的能源消费结构现状的有效途径。
城市污水有三种形式:原生污水、二级再生水和中水。
原生污水是指未经过任何物理手段处理的污水。
运用原生污水源热泵空调系统相比于二级再生水和中水热泵空调系统的初投资及运行费用低。
城市污水温度变化幅度较小,与环境温度相比,表现为冬暖夏凉,污水温度在冬季通常为13℃ ~17℃,在夏季为 22℃ ~25℃与河水及空气相比较,城市污水在温度在冬季最高、夏季最低,全年波动最小。
污水的温度在城市可以利用的热能中是最多的。
而且在能量消费密度越高的城市中其蕴藏的热量也越大。
虽然污水的热赋存量很大,却不适用于产生动力,仅适用于 50℃一下的低温用户。
由于城市污水具有比较稳定的流量和适宜的温度, 污水源热泵系统能够高效稳定、安全可靠的运行, 可使夏季室温保持在 21℃ ~26℃, 冬季可达 18℃ ~24℃ . 城市污水热源泵,容易安装。
一套设备可以实现夏季供冷、冬季供热,设备利用率高,总投资额为传统空调的 60%。
该技术已在北京、秦皇岛、哈尔滨等地开始运用。
下面是污水热源泵系统原理图:但该项技术对于污水的需求量非常大,受水资源的限制。
3. 地下水热源系统(水源热泵常常被人们赞誉为“绿色空调” 。
水源热泵就是以地下水作为冷热 " 源体 " ,在冬季利用热泵吸收其热量向建筑物供暖,在夏季热泵将吸收到的热量向其排放、实现对建筑物供冷。
地源热泵技术简介
一、地源热泵描述
1、定义
地源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性,通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。
2、原理
1)地源热泵制冷原理
在制冷状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽-液转化的循环。
通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝,由水路循环将冷媒所携带的热量吸收,最终由水路循环转移至地下水或土壤里。
在室内热量不断转移至地下的过程中,通过冷媒/空气热交换器,以13℃以下的冷风的形式为室内供冷。
2)地源热泵制热原理
在制热状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,并通过四通阀将冷媒流动方向换向。
由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量,通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发,将水路循环中的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝,由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。
在地下的热量不断转移
至室内的过程中,以强制对流、自然对流或辐射的形式向室内供暖。
3、系统分类
1)水平式地源热泵
通过水平埋置于地表面2~4M以下的闭合换热系统,它与土壤进行冷热交换。
此种系统适合于制冷供暖面积较小的建筑物,如别墅和小型单体楼。
该系统初投资和施工难度相对较小,但占地面积较大。
如图1
图1
2)垂直式地源热泵
通过垂直钻孔将闭合换热系统埋置在50M~400M深的岩土体与土壤进行冷热交换。
此种系统适合于制冷供暖面积较大的建筑物,周围有一定的空地,如别墅和写字楼等。
该系统初投资较高,施工难度相对较大,但占地面积较小。
如图2
图2
3)地表水式地源热泵
地源热泵机组通过布置在水底的闭合换热系统与江河、湖泊、海水等进行冷热交换。
此种系统适合于中小制冷供暖面积,临近水边的建筑物。
它利用池水或湖水下稳定的温度和显著的散热性,不需钻井挖沟,初投资最小。
但需要建筑物周围有较深、较大的河流或水域。
如图3
图3
4)地下水式地源热泵
地源热泵机组通过机组内闭式循环系统经过换热器与由水泵抽取的深层地下水进行冷热交换。
地下水排回或通过加压式泵注入地下水层中。
此系统适合建筑面积大,周围空地面积有限的大型单体建筑和小型建筑群落。
如图4
图4
二、地源热泵技术应用特点
1、地源热泵技术属于可再生能源利用技术
地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。
地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。
它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。
这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源。
2、地源热泵属经济有效的节能技术
地表浅层地热资源的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,是很好的热泵热源和空调冷源,这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统的运行效率要高40%左右,因此可以节能和节省运行费用40%左右。
另外,地表浅层温度较为恒定的特性,使得热泵机组的运行更加可靠和稳定,也保证了系统的高效性和经济性。
3、地源热泵环境效益显著
地源热泵的污染物排放与空气源热泵相比减少40%以上,与电供暖相比则要减少70%以上。
虽然同样采用制冷剂,但比常规空调装置减少25%左右的充灌量,属于自含式系统,即该装置可在工厂车间内事先整装密封好,因此,制冷剂泄漏的机率大为减少。
该装置的运行没有任何污染,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,且不用远距离输送热量。
4、地源热泵系统可一机多用,应用范围广泛
地源热泵系统可用于供暖、空调,还可供生活热水,一机可多用,一套系统可以替换原来的锅炉和空调两套装置或系统。
地源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的采暖及空调使用。
三、地源热泵空调系统的效益分析(资料来自中国新能源网)
地源热泵系统是一套非常高效且节能的空调系统,让我们用数字说话,分析一下它的节能效益。
首先是节能效益。
折算一次能源,以能源利用总能效进行分析,地下水热泵系统供热总能量最高约为115%,土壤源热泵系统供热总能效约为100%,燃煤集中锅炉供热总能效约为55%左右,燃气集中锅炉供热总能效约为65%左右,热电厂供热总能效约为70%。
根据地域、建筑类型、地源热泵系统方式的不同,地源热泵供暖与传统燃煤锅炉供暖相比节能25%—50%,如对北京市11个不同类型建筑地源热泵项目2003—2004年冬季运行费用调查结果表明,7项工程低于燃煤采暖(18.5元/㎡),所有被调查项目的采暖费均低于燃油、燃气和电锅炉供暖价格;根据地域、建筑类型、地源热泵系统方式的不同,地源热泵供暖与传统燃煤锅炉供暖相比节能20%—50%,地源热泵供冷与传统冷水机组供冷相比节能10%—30%。
其次是环境效益。
地源热泵系统没有氮氧化物、二氧化硫和烟尘的排放,真正做到了无污染;如果全国每年在2000万平方米建筑中推广应用地源热泵空调系统,则可替代70万吨左右标煤,或5.2亿
立方米左右天然气,削减约470吨氮氧化物和约40吨颗粒物的排放。
最后再说经济效益。
地源热泵系统不仅能供暖、制冷而且可以提供生活热水,具有多重功能,主机使用寿命一般在20年左右。
根据现有实际工程测算,如采用地下水式地源热泵系统,冷热源部分的初投资每平方米约150—300元,如采用土壤源地源热泵系统,系统初投资冷热源部分投资每平方米约200—400元,与采用国产冷水机组加锅炉式中央空调系统的初投资大致相同或略高。
采用地源热泵系统制冷时,其运行费用可比传统中央空调降低15%—30%;地源热泵系统的静态投资增量回收期仅为4—10年,且维护成本非常低,无需专人看管,节省了占地空间和人力资源。
除此之外,它的运行费用也相对较低,冬季运行费用低于20元/㎡,夏季低于15元/㎡。
四、各城市关于地源热泵空调技术的相关政策
1、2007年1月,建设部发布《建设事业“十一五”重点推广技术领域》,确定了“十一五”期间九大重点推广技术领域,其中“建筑节能与新能源开发利用技术领域”中重点推广太阳能、浅层地温能、生物能及其他能源利用技术;其中建筑节能改造技术重点推广:供热采暖制冷系统节能改造技术。
2、2007年1月,北京市召开的“2007年北京市发展和改革工作会议”,确定230亿元政府资金重点投向八大领域,其中明确了要“加大能源、水资源开发、资源节约利用、生态环境治理等项目的支持力度”,拟投资22亿元。
3、2007年6月,国务院发布《国务院关于印发节能减排综合性
工作方案的通知》(国发[2007]15号),明确提出要“大力发展可再生能源,抓紧制订出台可再生能源中长期规划,推进风能、太阳能、地热能、水电、沼气、生物质能利用以及可再生能源与建筑一体化的科研、开发和建设,加强资源调查评价。
4、北京市2007年7月1日开始实施的《关于发展热泵系统的指导意见》(京发改(2006)839号):根据市规划委核定的建筑面积从本市固定资产投资中安排一次性补助,补助标准为:地下(表)水源热泵35元/平方米,地源热泵和再生水源热泵50元/平方米。
5、宁波市《宁波市节能与清洁生产专项资金使用管理暂行办法》:符合节能推广目录,单体投资额在100万元以上,达到20%以上节能效果的企业节能项目,按项目实际投资额给予8%的补助;单体企业的当年最大补助额原则控制在80万元以内。
6、天津市:推广应用埋管式地源热泵,应用工程较多;
7、重庆市:每年拨千万元专项资金扶持,利用长江、嘉陵江为水源,5年内将建设30万㎡示范工程;
8、沈阳市:全市已有地源热泵系统应用面积400万㎡以上,市政府以世博园为示范,正积极制定鼓励大面积应用的政策;
9、大连市:全国唯一的水源热泵技术规模化应用示范城市;
10、成都市:已投入1000万元对使用地源热泵的建筑进行补贴;
11、乌鲁木齐市:与重庆大学等合作,推广新型土壤源热泵系统;
12、呼和浩特市:较早开始地源热泵技术区域级应用的研究。
市委领导曾亲自带团赴京考察;
13、南京市:与加拿大等国合作共同推动地源热泵系统应用;
14、武汉市:市领导高度重视地源热泵技术的推广应用,组织成立了工作专班,专门负责武汉市推广应用地源热泵技术的准备工作;
15、滨洲市:将推广地源热泵技术列为城市经济建设“三个亮点”之一,全力推进。
在行政新区建设中率先采用地源热泵系统;
16、湘潭市:率先在市政府大楼采用湖水源地源热泵系统,并以此为试点向全市推广。
17、青岛市:青岛以奥帆基地、青岛发电厂等项目为试点,在全市推广海水源热泵
18、鹤壁市:率先在市政府办公楼节能改造项目中采用地源热泵系统
19、大庆市:研究利用油田采空区,应用地源热泵系统。