地源热泵空调系统设计大学论文.docx

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地源热泵空调系统设计大学论文

摘要

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。

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。

地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。

地源热泵技术以其节能、环保、可再生能源利用的特性在我国得到了迅猛发展，在武汉也得到了大量的工程应用，本文梳理和总结了武汉地区地源热泵技术应用和发展现状，并从多方面剖析了地源热泵发展和工程应用中存在的主要问题，提出了武汉地源热泵应用和发展的对策建议。

关键词：

传统供热、地源热泵、节能、发展

Abstract

Withthedevelopmentofeconomyandthepeoplelivingstandardrise,publicbuildingsandresidentialheatingandairconditioninghasbecomeauniversalrequirement.AsChinesetraditionalheatingcoal-firedboilerisnotonlylowenergyefficiency,butalsowillcauseseriouspollutiontotheatmosphere,thuscoal-firedboilerinbeingphasedoutinsomecities,whilethefuelandgasboileroperationcostisveryhigh.Groundsourceheatpumpisatechnicallyandeconomicallyhasbiggeradvantagesolutionalternativeheatingandairconditioning.

Groundsourceheatpumpistheuseofshallowgroundtoheatandcoolingofthenewenergyutilizationtechnology,isakindofheatpump,heatpumpistheuseofcarnotcycleandreversecarnotcycleprincipleofheattransferandcoolingcapacityoftheequipment.Groundsourceheatpumpcanusuallyreferstothetransferofundergroundheatorcoldquantityinthesoiltowhereitisneeded.Heatpumpisfrequentlyusedasaairconditioningrefrigerationorheating.Groundsourceheatpumphasalsousedtheundergroundsoilenormousaccumulationofheatstoragecapacity,thewintergroundsourceheattransferredtothebuildingfromtheundergroundsoil,summertotransferthecoldundergroundtobuildings,ayeartoformahotandcoldcycle.Canorsimplelayerofgeothermalresourcesoftheearth'ssurfacetemperatureisrelativelystablethroughouttheyear,higherthantheambientairtemperatureinwinter,thesummerthantheambientairtemperatureislow,itisagoodheatsourceofheatandairconditioningcoldsource,thetemperaturecharacteristicmakesthegroundsourceheatpumpis40%higherthantraditionalairconditioningsystemoperationefficiency,thereforetoenergyefficiencyandsaveoperatingcostbyabout40%.Groundsourceheatpumptechnology,withitscharacteristicsofenergysaving,environmentalprotection,renewableenergyhasbeenrapiddevelopmentinourcountry,alsogetanumberofengineeringapplicationinwuhan,thispaperreviewandsummarizethewuhanareagroundsourceheatpumptechnologyapplicationanddevelopmentsituation,therearemanywaysfortheanalysisofthegroundsourceheatpumpandthemainproblemsexistinginthedevelopmentandengineeringapplication,proposedthewuhangroundsourceheatpumpapplicationandthedevelopmentcountermeasuresandSuggestions.

Keywords:

traditionalheating,groundsourceheatpump,theenergyconservationanddevelopment

前言

我国地域辽阔，浅层地能可利用量巨大。

据初步估算，全国287个地级以上城市每年浅层地能资源量相当于95亿吨标准煤，在现有技术条件下，可利用热量相当于每年3.5亿吨标准煤。

如果能有效开发利用，扣除开发利用的电能消耗，每年可节约标准煤2.5亿吨。

地源热泵技术发展得益于以下的各级政策引导、技术应用研究和技术支撑体系的建设。

（一）政策引导

住房和城乡建设部自2006年启动可再生能源建筑应用示范项目以来，已实施了四批共371个示范项目。

为落实国务院节能减排战略部署，加快发展新能源与节能环保新兴产业，推动可再生能源在城市建筑领域大规模应用和引导农村住宅、农村中小学等公共建筑应用清洁、可再生能源，财政部、住建部2009年发布了《可再生能源建筑应用城市示范实施方案》和《加快推进农村地区可再生能源建筑应用的实施方案》。

通过实施中央财政扶持政策积极引导社会资金投入，充分发挥市场机制和地方政府的积极性，以促使各地完善技术标准，推进科技进步，加强能力建设，逐步扩大应用规模，提高应用水平。

到目前为此，共有47个城市获批可再生能源建筑应用示范城市，98个县获批农村地区可再生能源建筑应用示范县。

除此之外，北京、沈阳等很多省、市也相继出台了有关文件和政策支持浅层地能的开发与利用，为配合再可生能源建筑应用示范城市和农村地区可再生能源建筑应用示范县建设，各地都制定了相应的专项发展规划及配套实施政策，在各地编制的“十二五”建设领域和能源发展规划中再生能源建筑应用和地源热泵技术的发展应用都是不可或缺的重要内容。

（二）浅层地温能资源的调查和评价

国土资源部2008年下发《关于大力推进浅层地热能开发利用的通知》，要求各省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门组织完成本行政区域内的浅层地热能调查评价工作。

调查评价的对象为各省（区、市）国土资源厅（局）上报的适宜开发利用浅层地热能的城市（镇），调查评价的范围为城市的城区和远景规划建设区，调查评价内容主要是查明浅层地热能分布特点、赋存条件和地层热物性参数等，估算可利用资源量。

在调查评价的基础上，结合当地经济发展、城市建设、矿产资源规划和土地利用规划，根据当地行政区域可再生能源开发利用中长期目标，编制完成各城市（镇）浅层地热能开发利用专项规划。

并要求专项规划应根据地质环境条件，划定适宜开发区、较适宜开发区和不适宜开发区；依据水文地质条件，圈定适宜不同开发方式（地下水、地埋管）的地段，估算不同适宜区浅层地热能可利用量，估算可能的供暖服务面积，提出合理的开发利用规模，为浅层地热能资源的可持续利用提供科学依据。

同时要求加强浅层地热能开发利用的地质环境监测工作，对开发利用浅层地热能的城市（镇）建立浅层地热能监测网。

北京市在2009完成了《北京平原区浅层地温能资源地质勘查报告》，天津市在2010完成了《天津市浅层地温能资源调查报告》，在此基础上编制了《浅层地温能资源开发利用相关政策研究》和《关于推进天津市浅层地温能开发利用工作的建议》。

沈阳、长沙、杭州等地也已经完成相关工作，2011年，国土资源部在"地质矿产调查评价"中央财政专项中，安排全国29个省会级城市开展浅层地温能资源调查和评价工作。

武汉市浅层地温能资源调查评价工作也已于2011年正式启动。

（三）地源热泵应用技术研究

针对地源热泵工程应用中存在的共性问题和关键技术问题，国家“十一五”科技支撑计划项目“建筑节能关键技术研究与示范”、“长江上游地区地表水水源热泵系统高效应用关键技术研究与示范”开展了相关的研究并取得了系列成果。

各地也结合当地的工程应用实际和需求开展了众多的应用研究，诸如浅层岩土体热物性测试的研究，部分城市建立了不同地层的热物性数据库，进行了不同换热方式下地下传热模型的模拟实验，建立地温长期观测点（包括换热井及周围地层温度、水位、水质等），监测其变化规律，特别是换热井回灌能力和温度恢复情况，测试地下换热系统的实际换热效果，测量地层热流值及热传导系数，地下水源热泵取水与回灌技术等。

重庆市国家“十一五”科技支撑计划项目“长江上游地区地表水水源热泵系统高效应用关键技术研究与示范”，以长江上游地区地表水应用为对象，通过深入研究，开发了适应长江上游地区地表水水源条件的高效水源热泵机组及输配系统，研究和突破了取水—水处理和系统应用保障关键技术，建立健全了长江上游地区地表水水源热泵系统技术标准、规程和图集，并建设了集成化的示范工程，形成了经济、适用、高效的地表水水