1、 1 1.1.绪论绪论 随着国民经济的增长城市建设的发展和人民生活水平的提高及房地产 业的升温,我国空调业己得到空前的发展。 空调己成为季节性能源消耗的大 户,并成为建筑节能的关注问题。大力发展新能源与可再生能源,已成为我 国 21 世纪发展国民经济的刻不容缓的战略目标。 热泵技术是应用低位可再生能源的重要技术措施之一。热泵系统是利 用低温热源进行制热,制冷的新型能源利用方式。 与使用常规能源供热方式 相比,具有许多不可替代的特点。因地制宜的发展地源热泵系统,有利于优 化能源结构,促进多种资源的有效利用,提高能源利用率。 目前常规使用的热泵系统多为空气源,它受环境温度影响很大。 夏季不 利于冷
2、凝器的散热,冬季蒸发器得热难,犹其是冬季融霜难。地源热泵几乎 不受环境气候影响,可以产生良好的节能效益,且不用除霜。 主要内容包括: 地源热泵的形式与基本原理,地源热泵机组,新乡本地工程应用实例,对传 统地源热泵的改进设想等。 2 2 2. .地源热泵简介地源热泵简介 2.12.1 地源热泵的发展地源热泵的发展 地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，是热泵 的一种热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。地 源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方，通常热 泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的。地源热泵还利用了地下土壤巨大 的蓄热蓄冷能力冬季地源把热
3、量从地下土壤中转移到建筑物内夏季再把地 下的冷量转移到建筑物内一个年度形成一个冷热循环。 地源热泵的起源 地源一词是从英文“ground source”翻译而来，汉语的内涵则十分广 泛，应包括所有地下资源的含义。但在空调业内，目前仅指地壳表层（小 于 400 米）范围内的低温热资源，它的热源主要来自太阳能，极少能量来 自地球内部的地热能。 “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。 1946 年美国在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统。 但是这种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛注意，无论是在技 术、理论上都没有太大的发展。 2
4、0 世纪 50 年代，欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮，但由于当 时的能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。直到 20 世纪 70 年代初世界上出现了第一次能源危机，它才开始受到重视，许多公司开始 了地源热泵的研究、生产和安装。这一时期，欧洲建立了很多水平埋管式 土壤源热泵，主要用于冬季供暖。虽然欧洲是世界上发展地源热泵最成熟 的地区，但是它也曾因为热泵专家不懂安装技术，安装工人又不懂热泵原 理等因素，致使地源热泵的发展走了一段弯路。 随着科技的进步，关于能源消耗和环境污染的法律制订越来越严格， 地源热泵的发展迎来了它的另一次高潮。欧洲国家以瑞士、瑞典和奥地利 等国家为代表，大力推广
5、地源热泵供暖和制冷技术。政府采取了相应的补 贴政策和保护政策，使得地源热泵生产和使用范围迅速扩大。上世纪 80 3 年代后期，地源热泵技术已经趋于成熟，更多的科学家致力于地下系统的 研究，努力提高热吸收和热传导效率，同时越来越重视环境的影响问题。 地源热泵生产呈现逐年上升趋势，瑞士和瑞典的年递增率超过 10。美国 的地源热泵生产和推广速度很快，技术产生了飞速的发展，成为世界上地 源热泵生产和使用的头号大国。从地源热泵应用情况来看，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。 2.22.
6、2 地源热泵系统与传统空气源热泵的对比地源热泵系统与传统空气源热泵的对比 市场上现有的户式中央空调的形式可归纳为以下几类： 1、 制冷剂直接蒸发式一拖多系统。 亦即使用一个室外机多个室内机组， 分布在不同的房间内供暖空调。该系统安装方便，各居室温度可自由调节， 管线占用空间小，但制冷剂管路长且复杂，氟利昂用量大，泄漏的危险也 加大了；该系统受气候条件的制约，在-5以下使用时必须安装辅助加热 器；该系统难以解决新风供应与冬季加湿问题；该系统价格相对较高。 2、室外机为空气-水热泵机，制备冷（热）水供应分布在不同房间内 的多台风机盘管。该系统结构紧凑、安装方便，与全空气系统比较占用建 筑空间较少，也易与建筑装修融为一体；风机盘管容易控制，各房间可独 立控制、方便使用，较易实现节能运行，便于节电。但是该系统无新风供 应，风机盘管集水盘内容易滋生细菌，水管入户，存在漏水危险，对施工 要求严格；该系统也受气候条件制约，低于-5时无法正常工作，需安装 辅助加热装置。 3、室外机为空气-空气热泵，制备冷（热）风，通过风管送到每个房 间。其优点是采用全空气系统，没有漏水危险；可引入新
