地埋管地源熱泵系統(tǒng)課件

1、目目 錄錄系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹一一 地源熱泵系統(tǒng)介紹地源熱泵系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹什么是地源熱泵系統(tǒng)什么是地源熱泵系統(tǒng) 以巖土體、地下水或地表水為低溫熱源，由以巖土體、地下水或地表水為低溫熱源，由水源熱泵機組、地熱能交換系統(tǒng)、建筑物內(nèi)水源熱泵機組、地熱能交換系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)。系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)。 在冬季，把地能中的熱量在冬季，把地能中的熱量“取取”出來，提高溫出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖，夏季把室內(nèi)的熱量取出來，度后，供給室內(nèi)采暖，夏季把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地下去。釋放到地下去。 系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹地熱能地熱能交換系統(tǒng)交換系統(tǒng)室內(nèi)系統(tǒng)室內(nèi)系統(tǒng)水源熱水源熱泵機組泵機組控

2、制系統(tǒng)輸水管網(wǎng)輸水管網(wǎng)( (室內(nèi)外室內(nèi)外) )地源熱泵系統(tǒng)的組成地源熱泵系統(tǒng)的組成系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹地源熱泵系統(tǒng)的分類地源熱泵系統(tǒng)的分類根據(jù)地熱能交換形式的不同，分為根據(jù)地熱能交換形式的不同，分為 地埋管地源熱泵系統(tǒng)地埋管地源熱泵系統(tǒng) 地下水地源熱泵系統(tǒng)地下水地源熱泵系統(tǒng) 地表水地源熱泵系統(tǒng)地表水地源熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹地下水地源熱泵系統(tǒng)地下水地源熱泵系統(tǒng)熱水用戶熱水用戶空調(diào)用戶空調(diào)用戶熱泵機組熱泵機組熱泵機組熱泵機組回回灌灌井井16變變頻頻控控制制供供水水井井9換熱器換熱器水箱水箱 地表水地源熱泵熱泵系統(tǒng)地表水地源熱泵熱泵系統(tǒng) 閉式閉式地表水源熱泵系統(tǒng)地表水源熱泵系統(tǒng) 開式開式系統(tǒng)介紹系統(tǒng)

3、介紹 閉式地表水地源熱泵系統(tǒng)閉式地表水地源熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹循環(huán)泵循環(huán)泵盤管盤管環(huán)路集管環(huán)路集管地地 表表水水 體體機組機組用戶用戶機組機組用戶用戶板換板換系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹水處理水處理 換熱器換熱器 用戶用戶回水口回水口 地表水體地表水體取水口取水口熱泵熱泵熱泵熱泵系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹豎直地埋管地源熱泵系統(tǒng)豎直地埋管地源熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹循環(huán)泵環(huán)環(huán) 路路集集 管管熱熱 泵泵機機 組組用用戶戶垂垂直直地地埋埋管管系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹水平地埋管地源熱泵系統(tǒng)水平地埋管地源熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹 地源熱泵的效率分析地源熱泵的效率分析=h*理理h:熱力完善度熱力完善度,和熱泵的機械效率、工質(zhì)等因素

4、和熱泵的機械效率、工質(zhì)等因素有關(guān)有關(guān),大小和制造廠家的設(shè)計制造水平有關(guān)大小和制造廠家的設(shè)計制造水平有關(guān)制熱時：制熱時：理理=t2/（t2-t1）, t1大小和水源側(cè)換熱大小和水源側(cè)換熱系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)制冷時：制冷時： 理理=t1/（t2-t1）, t2大小和水源側(cè)換熱大小和水源側(cè)換熱系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹 如果只考慮熱泵機組，地下水水源如果只考慮熱泵機組，地下水水源熱泵機組效率最高，地表水和地埋管的熱泵機組效率最高，地表水和地埋管的效率要看熱泵機組水源側(cè)進水溫度。效率要看熱泵機組水源側(cè)進水溫度。 如果綜合考慮熱泵系統(tǒng)，水源熱泵如果綜合考慮熱泵系統(tǒng)，水源熱泵由于水源側(cè)水

5、泵功率的因素，哪個系統(tǒng)由于水源側(cè)水泵功率的因素，哪個系統(tǒng)效率最高，要具體分析效率最高，要具體分析系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹地源熱泵系統(tǒng)與水冷機+鍋爐的比較地源熱泵水冷機+燃氣爐初投資整個系統(tǒng)造價約350400元/m2整個系統(tǒng)造價約在250300元/m2 運行費用夏季系統(tǒng)能效比約在4.55，冬季系統(tǒng)能效比約在3.54左右夏季系統(tǒng)最高能效比約4.0-4.5左右，冬季每標準m3天然氣的發(fā)熱量相當于2.6kw的地源熱泵工作1h；系統(tǒng)拓展性可以和地板采暖系統(tǒng)、生活熱水做成一個系統(tǒng)，實現(xiàn)初投資和運行費用的最有利化可以和地板采暖系統(tǒng)、生活熱水做成一個系統(tǒng) 系統(tǒng)配電由于系統(tǒng)eer比較高，故建筑配電小和地源熱泵配電相當,

6、但需要額外增加天然氣環(huán)保與舒適性室內(nèi)采用水系統(tǒng)，舒適性好；室外機采用水冷，沒有冷熱風(fēng)擾民等問題；室內(nèi)采用水系統(tǒng)，舒適性好；主機采用水冷，存在冷卻塔飄水和噪音擾民,還需要另設(shè)排煙氣管道等問題安裝位置要求不用考慮室外位置問題，主機安裝有利于環(huán)境美觀設(shè)計，但需考慮埋管的空間需要考慮冷卻塔安裝和排煙氣管道，需要專門的室外位置，不利于環(huán)境美觀設(shè)計 售樓熱點地源熱泵系統(tǒng)節(jié)能、環(huán)保，引領(lǐng)家庭空調(diào)的潮流，是售樓的最大買點；為多數(shù)樓盤采用，房產(chǎn)商一般通過增加投資，選用國外品牌使得空調(diào)不輸于其他樓盤； 適合樓盤聯(lián)體、獨體別墅，小面積辦公樓等各類建筑系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹地源熱泵系統(tǒng)與vrv系統(tǒng)+燃氣爐的比較地源熱泵vr

7、v+燃氣爐初投資整個系統(tǒng)造價約350400元/m2整個系統(tǒng)造價約在400450元/m2 運行費用夏季系統(tǒng)能效比約在4.55，冬季系統(tǒng)能效比約在3.54左右,且系統(tǒng)運行穩(wěn)定，不隨室溫變化而變化，比vrv節(jié)能30%；屬于風(fēng)冷熱泵，系統(tǒng)最高能效比約3.0左右，冬季隨著室外氣溫降低而有所降低，系統(tǒng)由于結(jié)霜等出力也逐漸減少；系統(tǒng)拓展性可以和地板采暖系統(tǒng)、生活熱水做成一個系統(tǒng)，實現(xiàn)初投資和運行費用的最有利化不可以和地板采暖系統(tǒng)、生活熱水做成一個系統(tǒng) 系統(tǒng)配電由于系統(tǒng)eer比較高，故建筑配電小，約比風(fēng)冷熱泵少30vrv仍然屬于風(fēng)冷熱泵，優(yōu)勢在于部分負荷運行，就整體配電而言，不具備任何優(yōu)勢，約比地源熱泵大30

8、環(huán)保與舒適性室內(nèi)采用水系統(tǒng)，舒適性最好；氟利昂不進房間，不存在氟利昂泄漏引起的窒息等問題；室外機采用水冷，沒有冷熱風(fēng)擾民等問題；室內(nèi)采用氟系統(tǒng)，舒適性一般；氟利昂進房間，存在氟利昂泄漏引起的窒息等問題；室外機采用風(fēng)冷，存在冷熱風(fēng)擾民等問題；安裝位置主機體積小，不用考慮排氣順暢等問題，主機安裝有利于環(huán)境美觀設(shè)計，但需考慮埋管的空間主機體積大，需要考慮室外機排氣暢通等問題，需要專門的室外機位置，不利于環(huán)境美觀設(shè)計 售樓熱點地源熱泵系統(tǒng)節(jié)能、環(huán)保，引領(lǐng)家庭空調(diào)的潮流，是售樓的最大買點；為多數(shù)樓盤采用，房產(chǎn)商一般通過增加投資，選用國外品牌使得空調(diào)不輸于其他樓盤； 適合樓盤聯(lián)體、獨體別墅，小面積辦公樓等

9、各類建筑二二 清華同方地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)清華同方地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)同方技術(shù)同方技術(shù)同方技術(shù)同方技術(shù)推廣應(yīng)用，規(guī)范管理推廣應(yīng)用，規(guī)范管理 gb/t19409-2003gb/t19409-2003水源熱泵機組水源熱泵機組 gb50366-2005gb50366-2005地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范 同方技術(shù)同方技術(shù)同方技術(shù)同方技術(shù)制熱/制冷量 218/180，327/270，436/360，654/540同方技術(shù)同方技術(shù)同方技術(shù)同方技術(shù)同方技術(shù)同方技術(shù)制熱/制冷量 290/261，478/411，573/501，926/796，957/824，1147/1002，1851/1591

10、同方技術(shù)同方技術(shù) 冷熱水型機組冷熱水型機組hsswr-hsswr-06/08/10/13/16/23/30/45(d/s)06/08/10/13/16/23/30/45(d/s)同方技術(shù)同方技術(shù)臥式冷熱風(fēng)型臥式冷熱風(fēng)型hgswrhgswr 03/04/05/06/08/10/13/15/20/22/25/33/40/48立式冷熱風(fēng)型立式冷熱風(fēng)型hgslrhgslr 05/08/10/17/22/27/33/48/65/90/120/150同方技術(shù)同方技術(shù)清華同方地源熱泵的應(yīng)用模式清華同方地源熱泵的應(yīng)用模式地源熱泵地源熱泵+風(fēng)盤系統(tǒng)風(fēng)盤系統(tǒng) （空調(diào)）（空調(diào)）地源熱泵地源熱泵+風(fēng)盤系統(tǒng)風(fēng)盤系統(tǒng)+地

11、板采暖系統(tǒng)地板采暖系統(tǒng) （空調(diào)）（空調(diào)）地源熱泵地源熱泵+熱水箱（熱水池）熱水箱（熱水池） （熱水）（熱水） 地源熱泵地源熱泵+風(fēng)盤系統(tǒng)風(fēng)盤系統(tǒng)+熱水箱熱水箱 （空調(diào)（空調(diào)+熱水）熱水） 地源熱泵地源熱泵+工藝用水（工業(yè)冷卻或保溫工藝用水（工業(yè)冷卻或保溫 ）同方技術(shù)同方技術(shù)清華同方水源熱泵機組的優(yōu)勢清華同方水源熱泵機組的優(yōu)勢 系統(tǒng)集成技術(shù)，設(shè)計優(yōu)化，合理配置。系統(tǒng)集成技術(shù)，設(shè)計優(yōu)化，合理配置。 自動控制技術(shù)，運行可靠，節(jié)省費用。自動控制技術(shù)，運行可靠，節(jié)省費用。 水處理技術(shù)，為用戶利用各類水源提供幫助水處理技術(shù)，為用戶利用各類水源提供幫助（地表水、地下水、地熱水、工業(yè)廢水、污水、（地表水、地下

12、水、地熱水、工業(yè)廢水、污水、海水等）。海水等）。 售后服務(wù)體系健全，網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國，在線運行售后服務(wù)體系健全，網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國，在線運行管理監(jiān)控，解除用戶后顧之憂管理監(jiān)控，解除用戶后顧之憂。系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計 三三 地埋管地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計地埋管地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計方案設(shè)計階段需要了解的內(nèi)容方案設(shè)計階段需要了解的內(nèi)容1閱讀勘察報告，了解地質(zhì)情況閱讀勘察報告，了解地質(zhì)情況:巖土層結(jié)構(gòu)、巖土巖土層結(jié)構(gòu)、巖土體的熱物性、巖土體初始溫度、凍土層厚度、地下體的熱物性、巖土體初始溫度、凍土層厚度、地下水的情況等水的情況等2了解和估算建筑物的最大冷負荷、最大熱負荷、生了解和估算建筑物的最大冷負荷、最大熱負

13、荷、生活熱水需求量、運行時間等活熱水需求量、運行時間等3根據(jù)以往的經(jīng)驗數(shù)據(jù)對能否采用地埋管地源熱泵進根據(jù)以往的經(jīng)驗數(shù)據(jù)對能否采用地埋管地源熱泵進行可行性分析行可行性分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)散系統(tǒng)散(吸吸)熱量計算：熱量計算： 最大散熱量最大散熱量=最大冷負荷最大冷負荷*（1+1/系統(tǒng)能效比）系統(tǒng)能效比） 最大吸熱量最大吸熱量=最大熱負荷最大熱負荷*（1-1/系統(tǒng)能效比）系統(tǒng)能效比） 累積散熱量累積散熱量=冷負荷冷負荷*運行時間運行時間* （1+1/系統(tǒng)能效比）系統(tǒng)能效比） 累積吸熱量累積吸熱量=熱負荷熱負荷*運行時間運行時間* （1-1/系統(tǒng)能效比）系統(tǒng)能效比） 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計垂直埋管每米孔

14、深換熱量（垂直埋管每米孔深換熱量（w/m） 土層土層 巖土層巖土層 巖石層巖石層單單u型埋管型埋管 30-40 40-50 50-60雙雙u型埋管型埋管 36-48 48-60 60-72(以上數(shù)據(jù)基于節(jié)能運行以上數(shù)據(jù)基于節(jié)能運行)系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計建筑面積與地埋管面積之比建筑面積與地埋管面積之比 土層土層 巖土層巖土層 巖石層巖石層單單u型埋管型埋管 3:1 4:1 5:13:1 4:1 5:1雙雙u型埋管型埋管 4:1 5:1 6:14:1 5:1 6:1 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計冷熱負荷不同散熱和吸熱不平衡：冷熱負荷不同散熱和吸熱不平衡： 加冷卻塔；加冷卻塔； 生活熱水熱回收；生活熱水熱回收； 加

15、輔助加熱系統(tǒng)加輔助加熱系統(tǒng) 太陽能系統(tǒng)太陽能系統(tǒng) 增加埋管量和加大埋管間距；增加埋管量和加大埋管間距；系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計 某別墅，上海佘山，建筑面積約某別墅，上海佘山，建筑面積約540m2，占地面積約，占地面積約2000m2，要求確定，要求確定采用地源熱泵方案是否可行采用地源熱泵方案是否可行系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計現(xiàn)有資料可知：現(xiàn)有資料可知： 孔深：孔深：50m 土壤：粘土為主，含水量較大土壤：粘土為主，含水量較大30% 最大冷負荷：最大冷負荷：62kw 最大熱負荷：最大熱負荷：50kw 生活熱水需求量：生活熱水需求量：3880l系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計討論方案是否可行：討論方案是否可行： 1 埋管面積是否足夠

16、埋管面積是否足夠 2 冷熱不平衡是否嚴重冷熱不平衡是否嚴重 3 初投資是否接受初投資是否接受系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計深化設(shè)計需要解決的問題深化設(shè)計需要解決的問題 一一 確定合適的地埋管回水溫度，計算埋管量確定合適的地埋管回水溫度，計算埋管量 二二 合理確定地埋布管形式，水平環(huán)路聯(lián)結(jié)形式合理確定地埋布管形式，水平環(huán)路聯(lián)結(jié)形式 三三 合理選擇地源側(cè)循環(huán)泵等合理選擇地源側(cè)循環(huán)泵等 四四 合理選擇系統(tǒng)方案合理選擇系統(tǒng)方案系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計 地埋管回水溫度是地埋管換熱器系統(tǒng)設(shè)計的地埋管回水溫度是地埋管換熱器系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，它決定了地源熱泵機組的實際運行效率，關(guān)鍵，它決定了地源熱泵機組的實際運行效率，也影響著地源熱

17、泵系統(tǒng)的投資，同時也決定了地也影響著地源熱泵系統(tǒng)的投資，同時也決定了地源熱泵系統(tǒng)和其他系統(tǒng)相比的節(jié)能性。源熱泵系統(tǒng)和其他系統(tǒng)相比的節(jié)能性。 q=f（r，l，t） t=t-2.5-t土土 由于全國各地的氣候不同，由于全國各地的氣候不同，t的取值也不同的取值也不同（在上海，空調(diào)（在上海，空調(diào)24小時運行時，夏季小時運行時，夏季t高于高于30后，和空氣源熱泵相比，地源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能性后，和空氣源熱泵相比，地源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能性便不再明顯），此外空調(diào)運行時間的不同，便不再明顯），此外空調(diào)運行時間的不同，t的的取值也可以不同取值也可以不同系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計 確定地埋管回水溫度后，根據(jù)地質(zhì)資料，確定地埋管回水

18、溫度后，根據(jù)地質(zhì)資料，估算土壤傳熱系數(shù)，選取管材，利用相關(guān)軟件，估算土壤傳熱系數(shù)，選取管材，利用相關(guān)軟件，計算地埋管數(shù)量，模擬土壤溫度計算地埋管數(shù)量，模擬土壤溫度 上海某別墅：取夏季地源側(cè)回水溫度上海某別墅：取夏季地源側(cè)回水溫度29，取，取土壤傳熱系數(shù)土壤傳熱系數(shù)2.1w/(m2k)，土壤初始溫度取，土壤初始溫度取18 ，利用，利用gld如件計算埋管量，并模擬土壤溫如件計算埋管量，并模擬土壤溫度變化情況度變化情況系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計地埋管布管形式地埋管布管形式 1 總管型總管型 優(yōu)點：可以采用同程管路系統(tǒng)，便于平衡水優(yōu)點：可以采用同程管路系統(tǒng)，便于平衡水流量流量 缺點：不便于日后的檢修缺點：不便于

19、日后的檢修系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計2 分集水器型分集水器型優(yōu)點：便于日后的檢修優(yōu)點：便于日后的檢修缺點：不可以采用同程管路系統(tǒng)，不便于平衡水流量缺點：不可以采用同程管路系統(tǒng)，不便于平衡水流量系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計3 混合型混合型優(yōu)點：便于日后的檢修優(yōu)點：便于日后的檢修, ,便于水流平衡便于水流平衡缺點：成本高缺點：成本高系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計地源側(cè)循環(huán)水泵的流量確定遵循兩個原則：地源側(cè)循環(huán)水泵的流量確定遵循兩個原則： 1 保證地埋管換熱器的進出水（或鹽溶液）保證地埋管換熱器的進出水（或鹽溶液）溫差小于溫差小于5； 2 保證每路垂直埋管的水流處于紊流狀態(tài)；保證每路垂直埋管的水流處于紊流狀態(tài)；系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計 合理選

20、擇系統(tǒng)方案的幾個問題：合理選擇系統(tǒng)方案的幾個問題： 1 地埋管地源熱泵存在吸熱散熱的不平衡問地埋管地源熱泵存在吸熱散熱的不平衡問題，為保證系統(tǒng)長期順利高效運行，需要在方題，為保證系統(tǒng)長期順利高效運行，需要在方案上考慮熱平衡措施：對于南方地區(qū)，可以考案上考慮熱平衡措施：對于南方地區(qū)，可以考慮增加生活熱水或預(yù)留冷卻塔接口等方案；對慮增加生活熱水或預(yù)留冷卻塔接口等方案；對于北方地區(qū)，可以考慮結(jié)合太陽能或預(yù)留熱水于北方地區(qū)，可以考慮結(jié)合太陽能或預(yù)留熱水爐接口等。爐接口等。系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計2全熱回收制取生活熱水全熱回收制取生活熱水 設(shè)備回收：優(yōu)點是成本低，缺點是設(shè)備效率設(shè)備回收：優(yōu)點是成本低，缺點是設(shè)備效率低，運行費用高。低，運行費用高。 系統(tǒng)回收：缺點是成本高，優(yōu)點是設(shè)備效率系統(tǒng)回收：缺點是成本高，優(yōu)點是設(shè)備效率高，運行費用低。高，運行費用低。系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)施工系統(tǒng)施工四四 地埋管地源熱泵的施工注