地埋管地源熱泵系統(tǒng)熱量流向圖示及平衡關(guān)系分析

1、（2）GB地埋管地源熱泵系統(tǒng)的相關(guān)熱量計(jì)算一直是考試的重點(diǎn)、熱點(diǎn)50366-2005地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范第4.3.3的條文說明，有關(guān)于地埋管地源熱泵系統(tǒng)最大釋熱量和最大吸熱量計(jì)算的描述。但主要是針對(duì)地埋管循 環(huán)水系統(tǒng)熱量收支平衡，沒有整個(gè)地源熱泵系統(tǒng)的熱量平衡關(guān)系。因此本文擬 從整體為研究對(duì)象，分夏季和冬季兩種工況，分別對(duì)系統(tǒng)中各種熱量得失進(jìn)行 分析，以循環(huán)介質(zhì)為研究對(duì)象，建立熱量平衡關(guān)系。根據(jù)GB/T19409-2013水（地）源熱泵機(jī)組，對(duì)于地埋管熱泵機(jī)組，EER表示制冷工況的性能系數(shù)，COP 表示制熱工況的性能系數(shù)。1. 夏季工況分析圖1是夏季工況，各種熱量在系統(tǒng)中的流向。箭頭指向流

2、程線，表示系統(tǒng)循 環(huán)介質(zhì)吸熱，箭頭離開流程線，表示系統(tǒng)循環(huán)介質(zhì)放熱。從圖 1可以看出，夏季 熱量主要是從空調(diào)系統(tǒng)流向土壤。對(duì)于土壤而言，屬于蓄熱過程，對(duì)于熱泵系統(tǒng) 而言，屬于放熱過程。蒸發(fā)器Q1冷凝器Q2十壓縮機(jī)W2Q3冷卻水泵釋熱Qd1冷卻水輸送過程散熱Qd2冷凍水泵釋熱Qy2冷凍水輸送過程得熱Qy3空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷Qy1土壤圖1地埋管地源熱泵系統(tǒng)夏季熱量流向示意圖整個(gè)系統(tǒng)分為三個(gè)相互聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)。左邊是冷凍水循環(huán)系統(tǒng)， 主要功能是從空調(diào)系統(tǒng)吸收熱量。右邊是冷卻水循環(huán)系統(tǒng)（地埋管循環(huán)水系統(tǒng)）， 它主要功能把熱泵機(jī)組冷凝器的熱量傳遞給土壤。中間是制冷劑系統(tǒng)，其功能是把低溫冷凍水循環(huán)系統(tǒng)

3、的熱量轉(zhuǎn)移到高溫冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。對(duì)于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，熱量滿足公式（1）的關(guān)系: 式中：Qi 熱泵機(jī)組夏季工況的制冷負(fù)荷。對(duì)于制冷循環(huán)系統(tǒng)，熱量滿足公式（2）和（3）的關(guān)系：（3） 式中：Q 熱泵機(jī)組夏季制冷工況，冷凝器的負(fù)荷。對(duì)于冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，熱量滿足公式（4）的關(guān)系：（4） 式中：Q3 熱泵系統(tǒng)夏季釋熱量或夏季土壤的得熱量。由公式（1）（ 4）聯(lián)立，得（5）熱泵系統(tǒng)夏季釋熱量（夏季土壤的得熱量） =（空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷Qyi +冷凍 水泵釋熱量Qy2 +冷凍水輸送過程得熱量Qy3）+冷卻水泵釋熱量Qdi -冷卻水輸送過程散熱量 Qd2。【真題2011-3-22】某建筑采用土壤源熱泵冷熱水機(jī)組作

4、為空調(diào)冷、熱源。 在夏季向建筑供冷時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)各末端設(shè)備的綜合冷負(fù)荷合計(jì)為1000kW，熱泵制冷工況下的性能系數(shù)為 C0P=5?？照{(diào)冷水循環(huán)泵的軸功率為50kW，空調(diào)冷水 管道系統(tǒng)的冷損失為50 kW。求上述工況條件下，熱泵向土壤的總釋放熱量 Q 接近下列哪一項(xiàng)？A. 1100kW B. 1200 kW C. 1300 kW D. 1320kW【解析】參照?qǐng)D1,本題是求解Q3。分析已知條件，Qy1=1000 kW?？照{(diào)冷 水循環(huán)泵的軸功率，即Qy2=50kW。空調(diào)冷水管道系統(tǒng)的冷損失，即冷凍水輸 送過程得熱，有Qy3=50 kW。對(duì)于夏季工況，題目中的 COP就是公式（5）中 的EER,有EE

5、R=5.0。題目中沒有提到的其余各項(xiàng)熱量，都是0。因此由公式（5），答案為選項(xiàng)D2. 冬季工況分析圖2是冬季工況，熱量在地源熱泵系統(tǒng)中的流向。 可以看出，熱量主要是從 土壤流向用戶側(cè)的空調(diào)系統(tǒng)。對(duì)于土壤而言，屬于放熱過程。對(duì)于熱泵系統(tǒng)而言，屬于取熱過程。從左到右，三個(gè)子系統(tǒng)分別是空調(diào)熱水循環(huán)系統(tǒng)、 制冷劑循環(huán)系 統(tǒng)和地埋管循環(huán)水系統(tǒng)。熱水泵釋熱Qr2地埋管循環(huán)水泵釋熱Qd1Qr1空調(diào)系統(tǒng)熱負(fù)荷冷凝器Q1蒸發(fā)器Q2壓縮機(jī)W1Z-Q3土壤熱水輸送熱損失Qr3地埋管循環(huán)水輸送熱損失Qd2L.圖2地埋管地源熱泵系統(tǒng)冬季熱量流向示意圖對(duì)于空調(diào)熱水循環(huán)系統(tǒng)，熱量平衡滿足方程式（6）:（6） 式中：Qi 熱

6、泵機(jī)組冬季工況的制熱負(fù)荷。對(duì)于制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，熱量平衡滿足公式（7）和（8）的形式：（7）（8） 式中：Q 熱泵機(jī)組冬季工況，蒸發(fā)器的負(fù)荷。對(duì)于地埋管循環(huán)水系統(tǒng)，熱量平衡如公式（9）所示：（9） 式中：Q3 熱泵系統(tǒng)冬季吸熱量或冬季土壤的釋熱量。公式（6） （ 9）聯(lián)立，得（10）熱泵系統(tǒng)冬季吸熱量（土壤冬季的釋熱量） =（空調(diào)系統(tǒng)熱負(fù)荷Qri +熱 水輸送熱損失Qr3 -熱水循環(huán)泵釋熱量Qr2 ）+地埋管循環(huán)水輸送熱損失Qd2 -地埋管循環(huán)水泵釋熱量Qdi?！菊骖}2016-4-6】已知額定工況下，埋地?fù)Q熱器吸收的熱量為5000kW,熱泵機(jī)組制熱性能系數(shù)COP=5.0,地源側(cè)循環(huán)水泵總軸功率1

7、50kW，如不計(jì)地上 管路的熱損失，且全部制熱量經(jīng)冷凝器供出，熱泵機(jī)組制熱量最接近下列哪一 項(xiàng)？A. 6437.5kW B . 6400 kW C. 6250 kW D . 6180kW【解析】由圖2,本題是求解 Qi。已知條件：Q3=5000kW。地源側(cè)循環(huán)水 泵即本文地埋管循環(huán)水泵， Qdi=150 kW。COP=5.0。其余各項(xiàng)交換熱量都為0。由公式（8），公式（9）答案為選項(xiàng)A。張工培訓(xùn)團(tuán)隊(duì)成立于2011年，成立以后，在眾多考友的稱贊與支持下， 又相繼組建了給排水、暖通、電氣、消防、環(huán)保、巖土、結(jié)構(gòu)、公共基礎(chǔ)等全面 且強(qiáng)大的注考教育陣容，并一直專注于注冊(cè)工程師專業(yè)考試培訓(xùn)。張工培訓(xùn)全面

8、的服務(wù)體系：基礎(chǔ)類：公共基礎(chǔ)、給排水專業(yè)基礎(chǔ)、環(huán)保專業(yè)基礎(chǔ)、暖通專業(yè)基礎(chǔ)、電氣 專業(yè)基礎(chǔ)、巖土專業(yè)基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)專業(yè)基礎(chǔ)專業(yè)類：給排水專業(yè)、暖通專業(yè)、電氣專業(yè)（供配電、發(fā)輸電）、巖土專業(yè)、 結(jié)構(gòu)專業(yè)、環(huán)保專業(yè)、消防專業(yè)因?yàn)閷Ｗ?，所以專業(yè)！相信張工培訓(xùn)專業(yè)的力量！愛情的美妙，就在于人的多情和心甘情愿，在甜蜜的熱戀階段，全身心的投入和付出都無怨無悔。男人深情繾綣地對(duì)女人說：我負(fù)責(zé)賺錢養(yǎng)家，你負(fù)責(zé)貌美如花?！蹦菚r(shí)那刻的話語(yǔ)，相信他是真心的，出自于肺腑之言。隨著感情在煙火生活中的磨礪，漸漸淡化或者冷卻，他對(duì)她越來越?jīng)]有之前的殷勤，越來越?jīng)]有之前的心甘情愿。工作的壓力，生活的瑣碎，讓他感覺身邊的女人為何不能

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