地源熱泵講稿課件

地源熱泵在建筑中的應用演講者：李愛彥二00七年三月地源熱泵講稿課件1發(fā)展背景建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，建筑節(jié)能的要求越來越高減少我國冬季采暖所造成的大氣污染降低供暖空調系統(tǒng)的能耗地源熱泵供暖空調系統(tǒng)吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源冬季從大地吸收熱量，夏季向大地放出熱量由熱泵機組向建筑物供冷供熱和常規(guī)的供熱空調系統(tǒng)相比大約節(jié)能50%利用可再生能源的高效節(jié)能、無污染的既可供暖又可制冷的新型空調系統(tǒng)應用于商業(yè)樓宇、公共建筑、住宅公寓、學校、醫(yī)院等建筑物。發(fā)展背景建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，建筑節(jié)能的要求越來越高2地源熱泵講稿課件3國外的發(fā)展歷史地源熱泵的概念最早出現(xiàn)在1912年瑞士的一份專利文獻中開放式地下水熱泵系統(tǒng)在20世紀30年代被成功應用20世紀50年代歐洲和美國開始了研究地源熱泵（GSHP）的第一次高潮，美國愛迪生電子學院最早研究閉式環(huán)路熱泵系統(tǒng)20世紀70年代，瑞典的研究人員開始應用塑料管在閉式環(huán)路地源熱泵系統(tǒng)上，地源熱泵的推廣應用迅速展開。國外的發(fā)展歷史地源熱泵的概念最早出現(xiàn)在1912年瑞士的一份專4國外的發(fā)展歷史地源熱泵技術在北美和歐洲已非常成熟系統(tǒng)設計和安裝有一整套標準、規(guī)范、計算方法和施工工藝美國地源熱泵系統(tǒng)占整個空調系統(tǒng)的20%到1997年底，美國有超過3萬臺GSHP每年約提供8000–11000GWh的終端能量美國有600多所學校安裝有GSHP美國地源熱泵的銷售數(shù)量以每年20%的速度遞增2000年全美銷售數(shù)量達40萬臺。國外的發(fā)展歷史地源熱泵技術在北美和歐洲已非常成熟5國外的發(fā)展歷史北美對地源熱泵應用偏重于地源熱泵全年冷熱聯(lián)供采用閉式水環(huán)熱泵系統(tǒng)（WLHP）；歐洲國家偏重于冬季供暖采用熱泵站方式集中供熱供冷。我國氣候條件與美國比較相似北美的地源熱泵方式對我國更具借鑒意義。國外的發(fā)展歷史北美對地源熱泵6我國的發(fā)展歷史中國：地源熱泵的研究起始于20世紀80年代最近5年成了國內(nèi)建筑節(jié)能及暖通界熱門的研究課題掀起了一股“地熱空調”的熱潮。研究領域：實驗研究的重點均放在土壤熱泵的地下埋管換熱器上單位管長的放熱量和吸熱量確定；換熱器合理管間距的確定；土壤熱物性參數(shù)的確定等。埋地換熱器的傳熱模型與管間距和大地初始溫度的研究。工程應用方面：山東、河南、北京、遼寧、河北、江蘇、上海等地建成了地源熱泵工程我國的發(fā)展歷史中國：7原理和系統(tǒng)組成--地源熱泵地源熱泵（GSHP）是一個廣義的術語地耦合熱泵系統(tǒng)（ground–coupledheatpumpsystems,GCHPs）,或地下熱交換器地源熱泵系統(tǒng)（groundheatexchanger）；地下水熱泵系統(tǒng)(groundwaterheatpumps,GWHPs),地表水熱泵系統(tǒng)（surface–waterheatpumps,SWHPs）地源熱泵通常還被稱為：地熱熱泵（geothermalheatpumps,GHPs）地能系統(tǒng)（earthenergysystems）地源系統(tǒng)（ground–sourcesystems,GS）等1997年以后，由ASHRAE統(tǒng)一為標準術語-----地源熱泵（ground–sourceheatpump,GSHPs）。原理和系統(tǒng)組成--地源熱泵地源熱泵（GSHP）是一個廣義的8原理和系統(tǒng)組成地源熱泵熱泵系統(tǒng)室外熱源和冷源（如：土壤換熱器、地下水換熱器、地表水換熱器、太陽能集熱器）水環(huán)管路和熱泵機組室內(nèi)末端輸配系統(tǒng)（加壓送風系統(tǒng)或地板盤管、風機盤管）有時還要增加輔助鍋爐和冷卻塔。原理和系統(tǒng)組成地源熱泵熱泵系統(tǒng)9原理和系統(tǒng)組成室內(nèi)原理和系統(tǒng)組成室內(nèi)10地源熱泵講稿課件11地源熱泵講稿課件12地源熱泵講稿課件13

二、地源熱泵空調系統(tǒng)的優(yōu)點

1、高效節(jié)能

地溫常年維持恒定，冬季溫度比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，熱泵機組效率高；可以節(jié)約用戶30～40％的供熱制冷空調的運行費用；2、環(huán)境效益顯著

不需要冷卻塔、鍋爐或其它輔助加熱設備，直接將冷量或熱量排入大地中，對人類的生存環(huán)境不會造成破壞；

3、運行費用低

系統(tǒng)效率高，壓縮機低功耗，耗電較少；

二、地源熱泵空調系統(tǒng)的優(yōu)點1、高效節(jié)能14原理和系統(tǒng)組成原理和系統(tǒng)組成15原理和系統(tǒng)組成原理和系統(tǒng)組成16熱泵系統(tǒng)的的設計要點地源熱泵空調系統(tǒng)的設計基礎資料總平面的水文地質、地表情況地質和水文地質的成分調查報告地表水應用調查報告地下水系統(tǒng)試驗井的調查報告垂直地下熱交換器系統(tǒng)的試驗孔調查報告水平地下熱交換器的試驗坑調查報告監(jiān)視井水的質量熱泵系統(tǒng)的的設計要點地源熱泵空調系統(tǒng)的設計基礎資料17熱泵系統(tǒng)的的設計要點地下水系統(tǒng)設計水井流量要求確定。地下水系統(tǒng)應使用不銹鋼板式熱交換器。地下水系統(tǒng)，較大的建筑物比小的建筑物好熱泵系統(tǒng)的的設計要點地下水系統(tǒng)設計18熱泵系統(tǒng)的的設計要點土壤熱交換器系統(tǒng)設計垂直熱交換器通常用在6層以下的建筑物以滿足所用管道的壓力要求水管需要保溫以防結露目前是常用的管道材料是聚乙烯和聚丁烯管材料。PVC管不推薦用于地下熱交換器埋地部分。熱泵系統(tǒng)的的設計要點土壤熱交換器系統(tǒng)設計19熱泵系統(tǒng)的的設計要點地源熱泵應用時注意事項熱泵用于冬季采暖時，校核末端設備的供熱能力。調查欲利用水源的條件（水量、水溫、水質）。利用地下水或地表水作時，應保證水質符合使用要求。利用地下水作為熱源的熱泵，防止地下水源污染，并應回灌。并應根據(jù)水文地質條件確定適當?shù)牟晒啾取Ｔ陂L江以北，熱泵系統(tǒng)應采取必要的防凍措施。在容積率較低的地區(qū)，可利用土壤作為熱源的熱泵。熱泵系統(tǒng)的的設計要點地源熱泵應用時注意事項20熱泵的技術經(jīng)濟分析地源熱泵的技術特點高效、節(jié)能耗電量為冷水機組加鍋爐系統(tǒng)的30%-60%。環(huán)保、無污染運行費用低維護費用低簡單的控制設備運行靈活，系統(tǒng)可靠性強節(jié)省占地空間較長的使用壽命易于管理應用靈活可提供生活熱水熱泵的技術經(jīng)濟分析地源熱泵的技術特點21熱泵的技術經(jīng)濟分析投資概算地下水式地源熱泵，初投資約為300-400元/m2左右土壤地源熱泵系統(tǒng)，初投資約為400-500元/m2左右運行費用供暖時，比傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)降低25%-50%；制冷時，比傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)降低15%-30%。熱泵的技術經(jīng)濟分析投資概算22地源熱泵系統(tǒng)與傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)的經(jīng)濟效益比較地源熱泵系統(tǒng)比傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)：總投資減少12.5％；年度運行費減少43.6％；占地費減少50％；初投資約為300元/平方米（稅后）工程應用舉例--北京嘉和麗園地源熱泵系統(tǒng)與傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)的經(jīng)濟效益比較地源熱泵系統(tǒng)比傳231．應用地下水地源熱泵的限制條件可靠的水源：水資源量不足場地面積狹小，無處布井取水，水源的保證率，受降雨量和回灌量的影響較大。2．政府的水源使用政策城市用水管理條理。地下水熱泵技術的要求沒有規(guī)定將水源的抽取和排放兩次受費調整地下水熱泵水源使用的政策，促使其健康有序的發(fā)展。存在的問題與思考1．應用地下水地源熱泵的限制條件存在的問題與思考24存在的問題與思考3．水源的探測開采技術和發(fā)展4．地下管井的設計與施工5．地下水的回灌技術地質環(huán)境問題地面沉降海水入侵突發(fā)性巖溶坍塌。6．地下水的水質處理存在的問題與思考3．水源的探測開采技術和發(fā)展25存在的問題與思考6．地下水的水質處理7．地源熱泵系統(tǒng)的整體設計8．忽視設計基礎資料的收集工作9．國產(chǎn)熱泵產(chǎn)品的性能和質量有待提高，水源熱泵系列產(chǎn)品有待開發(fā)正確、嚴格的設計計算，權威機構的檢測水－水熱泵的國家標準產(chǎn)品規(guī)格型號較少存在的問題與思考6．地下水的水質處理26綜合利用可再生能源、走可持續(xù)發(fā)展道路地域廣闊，蘊藏著豐富的地表淺層地能資源和太陽能資源因地制宜采用不同形式的地源熱泵和太陽能熱泵技術促進建筑節(jié)能水平的提高和人民生活水平的改善節(jié)約能源，保護環(huán)境，符合國家資源和環(huán)境戰(zhàn)略發(fā)展前景綜合利用可再生能源、走可持續(xù)發(fā)展道路發(fā)展前景27當前主要工作調查現(xiàn)有工程，發(fā)現(xiàn)問題，總結經(jīng)驗收集水文地質資料，建立基本資料庫總結和完善整個系統(tǒng)設計方法..

建立專業(yè)管井設計和施工隊伍開發(fā)地源熱泵、太陽能\海水源熱泵機組，完善產(chǎn)品系列和規(guī)格開展國家級工程示范，指導工程設計、安裝和運行。當前主要工作調查現(xiàn)有工程，發(fā)現(xiàn)問題，總結經(jīng)驗28

致謝

希望通過這次交流會，共同促進頓罕布什公司地源熱泵技術的發(fā)展。

致謝29演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！30地源熱泵在建筑中的應用演講者：李愛彥二00七年三月地源熱泵講稿課件31發(fā)展背景建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，建筑節(jié)能的要求越來越高減少我國冬季采暖所造成的大氣污染降低供暖空調系統(tǒng)的能耗地源熱泵供暖空調系統(tǒng)吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源冬季從大地吸收熱量，夏季向大地放出熱量由熱泵機組向建筑物供冷供熱和常規(guī)的供熱空調系統(tǒng)相比大約節(jié)能50%利用可再生能源的高效節(jié)能、無污染的既可供暖又可制冷的新型空調系統(tǒng)應用于商業(yè)樓宇、公共建筑、住宅公寓、學校、醫(yī)院等建筑物。發(fā)展背景建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，建筑節(jié)能的要求越來越高32地源熱泵講稿課件33國外的發(fā)展歷史地源熱泵的概念最早出現(xiàn)在1912年瑞士的一份專利文獻中開放式地下水熱泵系統(tǒng)在20世紀30年代被成功應用20世紀50年代歐洲和美國開始了研究地源熱泵（GSHP）的第一次高潮，美國愛迪生電子學院最早研究閉式環(huán)路熱泵系統(tǒng)20世紀70年代，瑞典的研究人員開始應用塑料管在閉式環(huán)路地源熱泵系統(tǒng)上，地源熱泵的推廣應用迅速展開。國外的發(fā)展歷史地源熱泵的概念最早出現(xiàn)在1912年瑞士的一份專34國外的發(fā)展歷史地源熱泵技術在北美和歐洲已非常成熟系統(tǒng)設計和安裝有一整套標準、規(guī)范、計算方法和施工工藝美國地源熱泵系統(tǒng)占整個空調系統(tǒng)的20%到1997年底，美國有超過3萬臺GSHP每年約提供8000–11000GWh的終端能量美國有600多所學校安裝有GSHP美國地源熱泵的銷售數(shù)量以每年20%的速度遞增2000年全美銷售數(shù)量達40萬臺。國外的發(fā)展歷史地源熱泵技術在北美和歐洲已非常成熟35國外的發(fā)展歷史北美對地源熱泵應用偏重于地源熱泵全年冷熱聯(lián)供采用閉式水環(huán)熱泵系統(tǒng)（WLHP）；歐洲國家偏重于冬季供暖采用熱泵站方式集中供熱供冷。我國氣候條件與美國比較相似北美的地源熱泵方式對我國更具借鑒意義。國外的發(fā)展歷史北美對地源熱泵36我國的發(fā)展歷史中國：地源熱泵的研究起始于20世紀80年代最近5年成了國內(nèi)建筑節(jié)能及暖通界熱門的研究課題掀起了一股“地熱空調”的熱潮。研究領域：實驗研究的重點均放在土壤熱泵的地下埋管換熱器上單位管長的放熱量和吸熱量確定；換熱器合理管間距的確定；土壤熱物性參數(shù)的確定等。埋地換熱器的傳熱模型與管間距和大地初始溫度的研究。工程應用方面：山東、河南、北京、遼寧、河北、江蘇、上海等地建成了地源熱泵工程我國的發(fā)展歷史中國：37原理和系統(tǒng)組成--地源熱泵地源熱泵（GSHP）是一個廣義的術語地耦合熱泵系統(tǒng)（ground–coupledheatpumpsystems,GCHPs）,或地下熱交換器地源熱泵系統(tǒng)（groundheatexchanger）；地下水熱泵系統(tǒng)(groundwaterheatpumps,GWHPs),地表水熱泵系統(tǒng)（surface–waterheatpumps,SWHPs）地源熱泵通常還被稱為：地熱熱泵（geothermalheatpumps,GHPs）地能系統(tǒng)（earthenergysystems）地源系統(tǒng)（ground–sourcesystems,GS）等1997年以后，由ASHRAE統(tǒng)一為標準術語-----地源熱泵（ground–sourceheatpump,GSHPs）。原理和系統(tǒng)組成--地源熱泵地源熱泵（GSHP）是一個廣義的38原理和系統(tǒng)組成地源熱泵熱泵系統(tǒng)室外熱源和冷源（如：土壤換熱器、地下水換熱器、地表水換熱器、太陽能集熱器）水環(huán)管路和熱泵機組室內(nèi)末端輸配系統(tǒng)（加壓送風系統(tǒng)或地板盤管、風機盤管）有時還要增加輔助鍋爐和冷卻塔。原理和系統(tǒng)組成地源熱泵熱泵系統(tǒng)39原理和系統(tǒng)組成室內(nèi)原理和系統(tǒng)組成室內(nèi)40地源熱泵講稿課件41地源熱泵講稿課件42地源熱泵講稿課件43

二、地源熱泵空調系統(tǒng)的優(yōu)點

1、高效節(jié)能

地溫常年維持恒定，冬季溫度比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，熱泵機組效率高；可以節(jié)約用戶30～40％的供熱制冷空調的運行費用；2、環(huán)境效益顯著

不需要冷卻塔、鍋爐或其它輔助加熱設備，直接將冷量或熱量排入大地中，對人類的生存環(huán)境不會造成破壞；

3、運行費用低

系統(tǒng)效率高，壓縮機低功耗，耗電較少；

二、地源熱泵空調系統(tǒng)的優(yōu)點1、高效節(jié)能44原理和系統(tǒng)組成原理和系統(tǒng)組成45原理和系統(tǒng)組成原理和系統(tǒng)組成46熱泵系統(tǒng)的的設計要點地源熱泵空調系統(tǒng)的設計基礎資料總平面的水文地質、地表情況地質和水文地質的成分調查報告地表水應用調查報告地下水系統(tǒng)試驗井的調查報告垂直地下熱交換器系統(tǒng)的試驗孔調查報告水平地下熱交換器的試驗坑調查報告監(jiān)視井水的質量熱泵系統(tǒng)的的設計要點地源熱泵空調系統(tǒng)的設計基礎資料47熱泵系統(tǒng)的的設計要點地下水系統(tǒng)設計水井流量要求確定。地下水系統(tǒng)應使用不銹鋼板式熱交換器。地下水系統(tǒng)，較大的建筑物比小的建筑物好熱泵系統(tǒng)的的設計要點地下水系統(tǒng)設計48熱泵系統(tǒng)的的設計要點土壤熱交換器系統(tǒng)設計垂直熱交換器通常用在6層以下的建筑物以滿足所用管道的壓力要求水管需要保溫以防結露目前是常用的管道材料是聚乙烯和聚丁烯管材料。PVC管不推薦用于地下熱交換器埋地部分。熱泵系統(tǒng)的的設計要點土壤熱交換器系統(tǒng)設計49熱泵系統(tǒng)的的設計要點地源熱泵應用時注意事項熱泵用于冬季采暖時，校核末端設備的供熱能力。調查欲利用水源的條件（水量、水溫、水質）。利用地下水或地表水作時，應保證水質符合使用要求。利用地下水作為熱源的熱泵，防止地下水源污染，并應回灌。并應根據(jù)水文地質條件確定適當?shù)牟晒啾?。在長江以北，熱泵系統(tǒng)應采取必要的防凍措施。在容積率較低的地區(qū)，可利用土壤作為熱源的熱泵。熱泵系統(tǒng)的的設計要點地源熱泵應用時注意事項50熱泵的技術經(jīng)濟分析地源熱泵的技術特點高效、節(jié)能耗電量為冷水機組加鍋爐系統(tǒng)的30%-60%。環(huán)保、無污染運行費用低維護費用低簡單的控制設備運行靈活，系統(tǒng)可靠性強節(jié)省占地空間較長的使用壽命易于管理應用靈活可提供生活熱水熱泵的技術經(jīng)濟分析地源熱泵的技術特點51熱泵的技術經(jīng)濟分析投資概算地下水式地源熱泵，初投資約為300-400元/m2左右土壤地源熱泵系統(tǒng)，初投資約為400-500元/m2左右運行費用供暖時，比傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)降低25%-50%；制冷時，比傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)降低15%-30%。熱泵的技術經(jīng)濟分析投資概算52地源熱泵系統(tǒng)與傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)的經(jīng)濟效益比較地源熱泵系統(tǒng)比傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)：總投資減少12.5％；年度運行費減少43.6％；占地費減少50％；初投資約為300元/平方米（稅后）工程應用舉例--北京嘉和麗園地源熱泵系統(tǒng)與傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)的經(jīng)濟效益比較地源熱泵系統(tǒng)比傳531．應用地下水地源熱泵的限制條件可靠的水源：水資源量不足場地面積狹小，無處布井取水，水源的保證率，受降雨量和回灌量的影響較大。2．政府的水源使用政策城市用水管理條理。地下水熱泵技術的要求沒有規(guī)定