地源热泵原理.docx

地源热泵原理.docx

《地源热泵原理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地源热泵原理.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

地源热泵原理

地源热泵原理

　　一、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房供冷。

　　地源热泵制冷原理

　　二、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。

　　地源热泵-地源热泵的发展趋势

　　随着经济的发展和人们生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空调已经成为普遍的要求。

作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低，而且还会给大气造成严重的污染，因此在一些城市中燃煤锅炉在被逐步淘汰，而燃油、燃气锅炉则运行费用很高。

地源热泵就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。

在美国地源热泵空调系统占整个空调系统的40%，是美国政府极力推广的节能、环保技术。

1998年美国能源部颁布法规，要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用地埋管土壤换热器地源热泵空调系统。

为了表示支持这种技术，美国总统布什在他的得克萨斯州的别墅中也安装了这种地源热泵空调系统。

现在，在中北欧的瑞士、瑞典、奥地利、丹麦等国家，地源热泵（土壤换热器）技术利用处于领先地位，地埋管土壤换热器热泵得到广泛的应用。

　　地源热泵的由来

　　"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。

　　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。

　　20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地源热泵，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，但是它也曾因为地源热泵专家不懂安装技术，安装工人又不懂地源热泵原理等因素，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。

　　据1999年统计，在家庭应用的供暖设备中，地源热泵所占的比例：

瑞士96﹪、奥地利38﹪、丹麦27﹪，在我国由于能源价格的特殊性以及人们节能、环保的认识程度等原因以及其它一些因素的影响，地源热泵空调技术应用和发展比较缓慢，人们对之尚不十分了解，推广较困难，然而随着人们生活水平的提高，人均能耗的增长，一次性矿物能源的日益衰竭以及环境的日趋恶化，地源热泵技术已越来越引起人们的重视。

在目前节能和环保的潮流下，该技术以其特有的节能性和稳定性受到行业的瞩目，国内许多院校、科研所作了大量的应用研究。

　　国家建设部在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中专门作了推荐。

为办好本届奥运会，北京市主管部门和科研部门全力合作，相继进行了一些先进技术研究，国内外专家提出以地源热泵为代表的清洁能源符合“绿色奥运、科技奥运”的宗旨，应当在奥运工程建设中推广、使用，会议形成倡议书递交北京市政府和奥运会组委会，受到有关方面的高度重视，后详细研究及考核，将地源热泵中央空调作为2008年北京奥运会指定选用的中央空调型式。

早在很多年前，在国家政府所属的建筑中就有使用地源热泵的，最有代表性的就是毛主席纪念堂。

北京市于2007年7月1日，由发改委及其他八部委联合发布了《关于印发关于发展热泵系统的指导意见的通知》（京发改〔2006〕839号），《指导意见》中，明确提出了，在建筑中使用地源热泵空调系统，每平米补助50元；水源热泵补助35元。

　　从去年开始，国家分别将三个城市做为地源热泵试点城市，分别是北京、天津、沈阳。

大力发展地源热泵。

现在在这三个城市，甚至全国，地源热泵已经如火如荼。

现在国家努力引导发展地源热泵，现在国家的一些政府部门的建筑，学校，医院等，都进行了地源热泵改造，而且现在正是奥运会的关键时刻，很多项目也都使用地源热泵，如奥运会的部分场馆，奥运森林公园等等都使用地源热泵；不光国家的项目，现在很多的私人企业办公场所，别墅等区域都在寻找做地源热泵的厂家、经销商。

我们在寻找项目的同时他们也在寻找我们。

　　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，是地源热泵的一种,地源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.通常地源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.

以470m2别墅空调计算负荷总计71kw。

l夏季（制冷季）比较：

如使用地源热泵系统，制冷季系统总能效比约4.5，即系统总电量＝71÷4.5＝15.8kw；

如使用风冷热泵系统，制冷季系统总能效比约2.5，即系统总电量＝71÷2.5＝28.4kw；

以上海地区制冷季以120天算，每天空调系统工作10小时，每度电0.61元人民币，空调系统平均负载70％计，则：

如使用地源热泵系统，制冷季总电费＝15.8kw×10小时×120天×0.61元/kw小时×70％＝8096.00元；

如使用风冷热泵系统，制冷季总电费＝28.4kw×10小时×120天×0.61元/kw小时×70％＝14552.00元；

地源热泵运行费用分析

来源：

安徽暖通网发布时间：

2007年6月23日浏览次数:

816

1）建筑物各负荷比例的天数

负荷百分数

夏季运行天数

冬季运行天数

0-25%

50

25

25-50%

30

35

50-75%

25

35

75-100%

15

25

（2）计算条件：

①运行天数为夏季120天，冬季为120天

②空调平均运行时间为12小时

③白天和夜晚平均电价按0.45元/Kw·h计算

④负荷平均加权百分数为70%

⑤负荷曲线按照以上分析

⑥采用辅助电加热按20天计算

（3）运行费用分析

     全年运行费用：

    变频空调机共计1台，YFWR-10DB型，N=2.86KW。

FP－8＃两台，N＝75W

    夏季：

（25%×50＋50%×30＋75%×25＋100%×15）×12×0.7

×0.45×3.01=696.9元

    冬季：

（25%×25＋50%×35＋75%×35＋100%×25）×12×0.7

×0.45×5.2=907.2元

        辅助电加热耗电量及费用：

         4Kw×20×12×0.45=432元

即：

夏季年制冷运行费用696.9元，冬季年制冷运行费用1339.2 元。

     夏季每平方米空调面积供冷费用为7.65元，空调面积供暖费用为14.7元。

德州亚太集团有限公司

二○○四年二月二十七日

一、中央空调的运行费用计算

说明：

1、电价按0.5元/M2

2、夏季制冷90天，每天8小时；冬季制热90天，每天8小时。

辅助电加热投入：

7天

3、空调水泵耗电7.5KW。

     4、风机盘管的运行功率不计。

项        目

计算过程

计算结果

夏

季

风冷热泵机组耗电

负荷率100%天数

10天

10*8小时*21.9KW*4台*100%

7008

负荷率75%天数

15天

15*8小时*21.9KW*4台*75%

7884

负荷率50%天数

20天

20*8小时*21.9KW*4台*50%

3504

负荷率25%天数

45天

45*8小时*21.9KW*4台*25%

3504

合计耗电量

7008+7884+3504+3504

21900

空调水泵耗电

7．5*8*90

5400

夏季总耗电电量

21900+5400

27300

夏季总运行费用

27300*0.5

13650

平均每平方米夏季运行费用

13650元÷2220平米

6.15元/平米

冬季

风冷热泵机组耗电

机组的最大负荷率

264KW/272KW

80%

负荷率100%天数

10

10*8小时*18KW*4台*100%

5760

负荷率75%天数

15

15*8小时*18KW*4台*75%

6480

负荷率50%天数

20

20*8小时*18KW*4台*50%

5760

负荷率25%天数

45

45*8小时*18KW*4台*25%

5760

辅助电加热

7

7*8小时*80

4480

合计耗电量

（5760+6480+5760+5760）*80%+4480

23488

空调水泵耗电

7.5*8*90

5400

冬季总耗电电量

23488+5400

28888

冬季总运行费用

28888*0.5

14444

平均每平方米冬季运行费用

14444元÷2220平米

6.5元/平米

全年

总耗电量

27300+28888

56188

总运行费用

56188KWH*0.5元/KWH

28094

平均每平方米运行费用

28094元/2220平米

12.64元/平米

地源热泵运行费用分析

说明：

1、电价按0.52元/KWH。

2、夏季制冷90天，每天8小时；冬季制热90天，每天8小时。

3、空调水泵耗电104KW。

4、末端设备运行功率不计。

计算项目

计算过程

计算结果

夏

季

地源热泵机组最大功率644.4KW

负荷率100%天数

10

10*8*644.4*100%

51552

负荷率75%天数

15

15*8*644.4*75%

57996

负荷率50%天数

20

20*8*644.4*50%

51552

负荷率