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地源热泵技术概述及案例展示
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下载文档:地源热泵技术概述及案例展示.DOC概述地源热泵空调系统及其在武汉地区的利用
核心提示：摘要：地源热泵是一项新兴的节能环保、可再生能源利用技巧,本文追忆了地源热泵空调系统在国内外的进展和利用情形,推荐了地源热泵&
摘要：地源热泵是一项新兴的节能环保、可再生能源利用技巧,本文追忆了地源热泵空调系统在国内外的进展和利用情形,推荐了地源热泵空调系统在湖北武汉地区的工程利用实例,并就地源热泵空调系统设计和切实工程利用中应当心的问题举行了阐述和摸索。
关键词：地源热泵 节能 工程利用
　　1 地源热泵利用轮廓
　　地源热泵（GSHPS）是一个广义的术语，它包括了利用土壤、地下水和地表水作为热源和热汇的系统，即地下耦合热泵系统（ground-coupled heat pump systems, GCHPS），也叫地下热沟通器地源热泵系统（ground heat exchanger）;地下水热泵系统groundwater heat pumps, GWHPS）;地表水热泵系统（surface water heat pumps, SWHPS）。
　　1.1 国外进展情形
　　地源热泵系统由于批准的是可再生的地热能，因而被称之为：一项以节能和环保为个性的21世纪的技巧。这项起始于1912年的技巧（瑞士提出的一个专利，该技巧的利用始于英、美两国），美国从1946年开始对GSHP系统举行了十二个重要项目标琢磨，如地下盘管的构造形式、构造参数、管材对热泵功能的波及等。并在俄勒冈州的波特兰市中心区安装了美国第一台地源热泵系统。
　　尤其是近十年来地源热泵在欧美工业繁密国度获得了迅速的进展，已成为一项成熟的利用技巧。到2000年底，美国有超过40万台地源热泵系统在家庭、学校和商业建造中利用，每年约供给Gwh的终端能量。
　　地源热源在工程上的利用重要为地下耦合热泵系统（GCHPS）和地下水热泵系统（GWHPS）、地表水热泵系统（SWHPS）。
　　1.2 国内进展利用情形
　　1.2.1能源花费现状
　　到2040年，我国顺次能源的总花费量将达38.6亿吨规范煤，是目前能源花费量的3倍。而到本世纪末，国内每年最多可供给的顺次能源出产量为32亿吨规范煤。因而，我国尔后较常年的能源花费年均增长率应扼制在2.5%左右，直到2040年能源花费告终零增长目标。
　　我国已探明的能源大局储量，煤炭储量约占世界储量的11%，原油占2.4%，天然气仅占1.2%，我国人口约占世界人口的20%，人均能源具有量不到世界平衡程度的一半。我国是煤炭大国，但世界七大煤炭大国中其他六国的的储量比都在200年以上，只有我国的储量不足百年。石油的储量比为四十年，并且中国石油、天然气的平衡丰度值也仅为世界平衡程度的57%和45%。
　　面对如此冷酷的能源事态，国度总的能源政策还是节能和新能源开发、再生能源利用并重，因而，地源热泵技巧的普及利用在我国具有极大的切实含义和宽阔的进展前景。
　　1.2.2地源热泵利用情形
　　地源热泵空调系统的设计，重要包括两大局部：一是建造物内的水环路空调系统的设计；二是地源热泵空调系统的地下局部的设计，即地下耦合热泵系统的地下热沟通器、地表水热泵系统的地表水热沟通器、地下水热泵系统的水井系统的设计。
　　地下耦合热泵系统最早利用在89年10月投放运行的上海闵行开发区办公楼（4305m2，冷负荷4532KW，热负荷231KW），其技巧和装备均由美国供给，利用情形良好。135个深35米的垂直竖管井,埋管为聚丁烯管。国内的大专院校均举行了相干的垂直或程度埋地管的试探琢磨和小型的工程利用,并发生了地埋管的传热模型。各地的地质条件不同，土壤的温度和热物性参数都不一样，因而，地下耦合热泵的利用还有待进一步的实验检讨和实验数据的聚集。
　　地表水热泵系统：地表水温度受天气的波及较大,与空气源热泵相仿,武汉东湖等浅水性湖泊夏季水温高于湿球温度，无利用价值，冬季水温略高于气温，可用作热源水。实测数据阐明宁波奉化江水7M深31.2℃，珠江基层31.8℃，江水热污染很厉害，利用价值不大。可利用长江水作为地表水热泵系统的热源，但冬季江水水位很低，从取水的经济性及防洪角度琢磨，切实利用还是极难的。
　　地下水热泵系统：归纳上述情形能够看到，现在在我国来说，技巧上比拟成熟、利用可行性较大、厉行的工程项目较多的还是地下水热泵系统。现在国内出产水源热泵机组的厂家也已到达二、三十家。因为国内还未曾公布水源热泵机组的出产技巧规范，国内厂家出产的产功德量差异较大，从有些厂家的产品样本来看，技巧参数不全面、不准确。因为许多出产厂家未曾实测手段，批准水源热泵机组所必需的许多数据不能供给，甚至不肃清某些技巧能力差的厂家大约就未曾弄打听水源热泵机组和惯例冷水机组的技巧差异，直接就拿惯例冷水机组来作为水源热泵机组推销到市场。现在就笔者所接触到的厂家来看，只有一家国外公司能够供给专用电脑软件选型数据，能够依据设计工况抉择科学和可信的机组搭配和各种功能数据。
　　2 地源热泵在武汉地区的利用
　　2.1 地下水源热泵工程实例
　　2.1.1地下水源热泵在湖北工程利用最早的一家是位于荆州沙市的法雷奥汽车空调有限公司，批准的是西亚特LWPKW）螺杆水一水热泵机组2台，LGP350一台（110KW），总制冷量是1200Kw，供给一个车间（5000m2）和办公局部（900m2）, 因取水量的局限取水井为一口50m3/h的井，制冷时另加一台冷却塔举行赔偿。制热时因车间本身装备散热量较大，一口井取水全面能够中意供暖必需。夏季井水18.5℃，冬季17.8℃。2000年9月开始运行。
　　2.1.2位于汉口循礼门的天与地音乐城，建造面积5000m2,批准的是意大利克莱门特活塞式水源热泵机组WRHH1202两台，总制冷量是720Kw，总制热量是750Kw（其中供暖450Kw，利用热回收系统供生存热水300Kw）。打两口井，一抽一灌，回灌在90%左右，井深47m，冬季出水20.5℃，取水量60m3/h。冬季运行机组升温很快，2小时不到机组供水温度即可到达45℃以上。2002年6月开始运行。
　　2.1.3武汉凌云科技群体归纳厂房，总建造面积11000m2, 其中4000m2办公，7000m2出产厂房。拨取法国西亚特螺杆式水源热泵机组LWP2500二台，总制冷量1440Kw，制热量1900Kw，打井4口，每台机组2口，一抽一灌。2002年10月开始运行。
　　2.1.4汉口香港路香榭里花园4万米2，总制冷量3200Kw，总制热量2500Kw。设计拨取克莱门特螺杆水源热泵机组BE/SRHH2702三台，制冷时冷冻水7/12℃，地下水18/32℃；制热时供暖水40/50℃，地下水18/8℃。打井由武汉地质工程勘察院担负，每口井取水量80m3/h, 先打试探井，一抽一灌，获得实验数据，举行翔实精细的计算和水文地质分析。设计三口取水井，五口回灌井，每口井回灌60%，分析计算感受三口井同时抽水，五口井同时回灌时，场地南侧地水水位有不到1m的降落，其它部位降落均小于0 .5m；南侧的地面沉降有1cm，其它部位地面沉降小于0.5cm；大局部场地的不平衡沉降小于0.2&，不致于对地质构成不良性的波及和波及建造物的正常利用。2002年11月开始运行。
　　2.1.5汉口东西湖武汉航达公司厂房归纳楼，建造面积18000米2，批准克莱门特螺杆水源热泵机组BE/SRHH2702两台，设计六口取水井，六口回灌井，每口井取水量20m3/h。2003年9月开始运行。
　　2.1.6汉口百步亭花园小区归纳楼，建造面积21000米2，批准西亚特螺杆式水冷冷水机组LWP2800一台, 螺杆式水源热泵机组LWP1400两台，涡旋式水源热泵机组LGP100一台,冰球搭配105 m3。本工程是由冰蓄冷系统和水源热泵系统合而为一的尤其的空调系统,具有削峰填谷和节能环保的双重含义。2004年11月开始运行。
　　2.1.7湖北大学图书馆，建造面积42000米2，批准克莱门特螺杆水源热泵机组BE/SRHH3602三台，总制冷量3850KW,总供热量3100KW。设计三口取水井，六口回灌井，每口井取水量120m3/h。依据场地条件尽量拉大取水井的间距,在局部负荷事态下,尽可能用足地摘要：地源热泵是一项新兴的节能环保、可再生能源利用技巧,本文追忆了地源热泵空调系统在国内外的进展和利用情形,推荐了地源热泵空调系统在湖北武汉地区的工程利用实例,并就地源热泵空调系统设计和切实工程利用中应当心的问题举行了阐述和摸索。
关键词：地源热泵 节能 工程利用
　　1 地源热泵利用轮廓
　　地源热泵（GSHPS）是一个广义的术语，它包括了利用土壤、地下水和地表水作为热源和热汇的系统，即地下耦合热泵系统（ground-coupled heat pump systems, GCHPS），也叫地下热沟通器地源热泵系统（ground heat exchanger）;地下水热泵系统groundwater heat pumps, GWHPS）;地表水热泵系统（surface water heat pumps, SWHPS）。
　　1.1 国外进展情形
　　地源热泵系统由于批准的是可再生的地热能，因而被称之为：一项以节能和环保为个性的21世纪的技巧。这项起始于1912年的技巧（瑞士提出的一个专利，该技巧的利用始于英、美两国），美国从1946年开始对GSHP系统举行了十二个重要项目标琢磨，如地下盘管的构造形式、构造参数、管材对热泵功能的波及等。并在俄勒冈州的波特兰市中心区安装了美国第一台地源热泵系统。
　　尤其是近十年来地源热泵在欧美工业繁密国度获得了迅速的进展，已成为一项成熟的利用技巧。到2000年底，美国有超过40万台地源热泵系统在家庭、学校和商业建造中利用，每年约供给Gwh的终端能量。
　　地源热源在工程上的利用重要为地下耦合热泵系统（GCHPS）和地下水热泵系统（GWHPS）、地表水热泵系统（SWHPS）。
　　1.2 国内进展利用情形
下水温差,收缩用水量。2004年11月开始运行。
　　2.1.8汉口福星惠誉办公归纳楼，建造面积10000米2 。批准西亚特公司螺杆式水源热泵机组LWP1800两台。总制冷量1090KW,总供热量850KW。设计两口取水井，四口回灌井，每口井取水量80m3/h。2003年11月开始运行。
　　2.1.9湖北警官学院图书馆?￠体育馆，建造面积20000米2 。批准克莱门特螺杆水源热泵机组BE/SRHH2702两台，总制冷量2300KW,总供热量1600KW。设计两口取水井，四口回灌井，每口井取水量80m3/h。
　　湖北警官学院学生食堂，建造面积12000米2 。批准克莱门特螺杆水源热泵机组BE/SRHH2702两台，总制冷量2300KW,总供热量1600KW。设计两口取水井，四口回灌井，每口井取水量80m3/h。2004年7月开始运行。
　　2.2 地下耦合热泵工程实例
　　2.2.1省公安厅驾校办公大楼，建造面积5000米2，批准克莱门特螺杆地源热泵机组WRHH0802两台，总制冷量520KW,总供热量370KW。利用室外场地举行垂直埋管,共打孔220个,间距4X4M,孔内共埋设U型PE换热管10000米,孔深30米。2002年11月开始运行。
　　2.2.2清江花园小区共同两栋小高层住宅，总建造面积38000米2，批准克莱门特螺杆地源热泵机组WRHH0802两台，总制冷量1560KW,总供热量1000KW。利用小区中心花园下地下车库底端举行垂直埋管,共打孔220个,间距4X3.5M,孔内共埋设U型PE换热管28000米,孔深在65-70米之间,其中以回填材料填实。2004年6月开始运行。
　　3 地源热泵设计中应偏重的几个问题
　　3.1水源和取水批准
　　利用水源热泵的前提是定然有可供批准的富余的地下水源，汉口情形较好，地下水呈面状散布，径流缓慢，补给富余；武昌、汉阳即将依据翔事实况掌握，地下水散布图可找威望的水文技巧行政部门打听咨询。
　　有了水源尔后，定然向水行政主管部门（水务局水资源管教处）申报，申报时定然有威望部门的地下水挖掘和回灌设计报告，获得批复后还定然缴交水资源利用费（生存用0.02元/米3，工业用0.03元/米3）。申报时还定然附上第三方确认，尤其是取水井接近城市重大基础装备和关键工程时。
　　3.2取水和回灌
　　从上面香榭里花园的水文地质分析和计算收获能够看出，只取水不举行管用回灌或回灌不慎构成地下水污染的都是极不尽义务的行动，都会构成这项利国利民的好事以人人谈之色变的恶名而夭折。并且这种不尽义务的行动构成的磨损是无法挽救的，天津唐沽地下水过量挖掘，导致海水渗透进去，对生态构成严重摧毁；西安由于地下水过量挖掘，导致大雁塔倾斜近1M，并且构成十三条纵、横向裂缝，长达50公里，钟楼下陷135mm。华北地区构成4万平方公里的华北大漏斗。
　　武汉地区的地下水挖掘和回灌都是极为利于的，46米左右，不回灌没合原因。
　　3.3水源热泵机组能效比问题
　　目前有许多厂家出于商业竞争的必需，竭力夸大水源热泵节能、省钱收获，盲目长进所谓机组的能效比（有的机组COP值到达5.3甚至到6），切实上热泵机组活塞机COP在3.8~4.2左右，螺杆机在4.0~4.6左右，水源热泵机最多在此基础上长进10%，充其量到5。而且单纯宣扬机组的COP值有多高也未曾任何的切实含义，该当是谈全副水源热泵系统的能效比，美国制冷学会（ARI）评比&地下水源热泵&批准的即便水源热泵系统的能效比，制冷工况时，地下水源热泵系统的能效比（EER）=冷负荷/井泵功率 环路功率 水源热泵功率；制热工况时，地下水源热泵系统的功能系数（COP）=热负荷/井泵功率 环路功率 水源热泵功率。在设计水源热泵系统时，应尽量加大地下水的利用温差，收缩地下水的利用量，在较小的地下水用量和最佳的水源热泵机组工况的优化组合下能力到达最高的水源热泵系统的利用能效比。
　　3.4地表水水源热泵机组的换热问题
　　热泵与地表水的换热可批准开式循环或闭路循环两种不同的形式。开式循环是用水泵抽取地表水在热泵的换热器中换热后再排入水体。但在水质较差时换热器中易发生污垢，减退换热收获，严重时甚至波及系统的正常运行。因而地表水热泵系统寻常批准闭路循环，即把多组塑料盘管沉入水体中，热泵的循环液穿越盘管与水体换热，能够避免因水质不良引起的污垢和侵蚀问题。由于地表水温度受天气的波及较大，与空气源热泵相仿，当环境温度越低时热泵的供热量越小，而且热泵的功能系数也会减退。定然的地表水体能够担负的冷热负荷与其面积、深度和温度等多种因数有关，必需依据翔事实况举行计算。这种热泵的换热对水体中生态环境有无波及现在还未见到确定结论，必需时应预先加以琢磨。深水湖在夏季会发生温度的分层，湖底坚持较低的温度；冬季湖面结冰后会局限湖水温度的降落。从现在的切实工程情形来看，慷慨构成的浅水性湖泊受外界天气或热污染波及较大，人工深水湖(水库)是能够提供给热泵利用的较好的地表水体资源。
　　3.5地下耦合热泵机组的换热问题
　　地下耦合热泵系统换热器为一个由地下埋管构成的地热换热器 (geothermal heat exchanger, 或ground heat exchanger)。地热换热抬举要有程度埋管和竖直埋管两种设置形式。程度埋管形式是在地面开1~2米深的沟，每个沟中埋设2、4或6根塑料管。竖直埋管的形式是在地层中钻直径为0.1~0.15 m的钻孔或利用管桩，在钻孔或管桩中设置1组（2根）或2组（4根）U型管并用灌井材料填实。钻孔的深度等闲为40~200m。现场可用的地表面积是抉择地热换热器形式的定夺性因素，因而等闲批准勤俭土地面积的竖直埋管地热换热器。地热换热器所需埋管的总长度必需依据埋管的形式、地下岩土的热物性、地下的温度和冷热负荷的情形作翔实的计算能力确定。设置地热换热器的重要开支是钻孔的开支，准确设计地热换热器埋管的长度对于保证系统的功能和经济性极其重要。在有条件时能够联合建造桩基形式利用桩孔举行埋管设置，可省去许多的钻孔开支，施工也极为得体迅捷。
　　4 告终语
　　地源热泵空调系统在我国是一项新的技巧，它是一项跨专业、跨学科的归纳能源利用技巧，必需穿越相干专业技巧人员的通力配合，做好勘察、设计、施工、调试等各项工作能力使系统到达要求的节能、环保功能。近几年在举国各地曾经有许多工程投放利用，该当积极对切实运行经验举行归纳，以其使地源热泵这项利国利民的可再生能源利用技巧获得康健有序的进展。
　　参看文献
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　　4. 郁松涛，王付立，张子平.武汉清江花园空调设计[A]. 见：高层建造空调设计实例.北京：机械工业出版社，2005
　　5. 徐伟等译，地源热泵工程技巧指南[M] .北京：中国建造工业出版社，2001
　　6. 刁乃仁，方肇洪.地源热泵--建造节能新技巧[J] .建造热能通风空调，) ：18-23
& / Com STEM All Rights Reserved地源热泵系统施工技术概述--《工程建设与设计》2004年04期
地源热泵系统施工技术概述
【摘要】：介绍了竖直埋管地热换热器施工技术,特别是对地热换热器的钻孔、下管和回填的技术要点和设备等进行了详细的阐述。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TU833【正文快照】：
不同形式地源热泵系统采用的施工技术也不相同,本文主要对目前采用最多的地热换热器埋管系统施工技术加以详述。一、换热器埋管技术闭式地源热泵系统将换热器管埋于地下,埋管形式有水平埋管和竖直埋管两种。水平埋管通常浅层埋设,开挖技术要求不高,初投资低于竖直埋管,但其占
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地源热泵室内部分设计及相关设备选择简要概述概述
　　以作为冷热源的系统，其工作特性和经济性，不但取决于低位热源的温度，用户侧负荷变化也对其有重要影响。热泵供热工况下，用户侧所需供水温度，直接影响热泵机组的冷凝温度，供水温度一般在40℃以上，则冷凝温度一般在45℃以上。在低温热源温度不变即蒸发温度不变的前提下，冷凝温度升高会导致压缩机耗功增大以及系统能效比的降低。因此，从系统节能的角度出发，考虑到热泵机组在高效区运行，出水温度选择在满足用户需要的温度范围中的较低值，相应的室内末端部分的设备选择和管路设计也要考虑水温的因素，做相应调整。
　　目前，大多数地源热泵用机组的高效出水温度为45℃，室内部分的设计和设备选择应配合冷、热源的温度变化，在设计和选型的过程中，做相应的附加或修正。
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联系电话：027-/传真 ：027- 邮箱：地址： 武汉市洪山区中国地质大学校内（武汉）地源热泵概述
是一种利用浅层地热资源（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设备。
地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低温位热能向高温位热能转移。地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，即.cn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。通常地源热泵消耗1kWh的能量，用户可以得到4kWh以上的热量或冷量。 地源热泵由来 　　 &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。 北欧国家主要偏重于冬季采暖，而美国则注重冬夏联供。由于美国的气候条件与中国很相似，因此研究美国的地源热泵应用情况，对我国地源热泵的发展有着借鉴意义。 　　 目前，地源热泵已成功利用地下水、江河湖水、水库水、海水、城市中水、工业尾水、坑道水等各类水资源以及土壤源作为水源热泵的冷热源。 　　
地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调末端系统。 其中地源热泵机主要有两种形式：水&水式或水&空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，地源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。
（1）地源热泵技术属可再生能源利用技术。由于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。地表浅层地热资源可以称之为地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、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一种形式。 　　
（2）地源热泵属经济有效的节能技术。其地源热泵的COP值达到了4以上，也就是说消耗1KWh的能量，用户可得到4KWh以上的热量或冷量。 　　　
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