地源熱泵介紹-課件

地源熱泵技術及其應用技術交流1地源熱泵技術及其應用技術交流1概要1．地埋管地源熱泵的原理和適用條件2．地埋管地源熱泵系統(tǒng)的技術集成3．地源熱泵新技術開發(fā)4.地源熱泵系統(tǒng)設計要點2概要1．地埋管地源熱泵的原理和適用條件2精品資料3精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結一節(jié)課的重點的難點，你是否會認為老師的教學方法需要改進？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學問無顏見爹娘……”“太陽當空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”44什么是熱泵？

能應用冷凝器排出的熱量進行供熱的制冷系統(tǒng)。熱泵和制冷機的工作原理是完全相同的。

熱泵與建筑空調5什么是熱泵？能應用冷凝器排出的熱量進行供熱的制冷系統(tǒng)熱泵種類與應用熱泵技術空氣源熱泵地源熱泵地下水源熱泵地表水源熱泵（包括污水/海水源）地埋管地源熱泵6熱泵種類與應用熱泵技術空氣源熱泵地源熱泵地下水源熱泵地表水源空氣源熱泵還是

地源熱泵？空氣源熱泵受環(huán)境溫度的影響，效率較低除霜問題空氣源熱泵初投資較低空氣源不受現(xiàn)場施工條件影響7空氣源熱泵還是地源熱泵？空氣源熱泵受環(huán)境溫度的影響，地下水源熱泵

還是

地埋管地源熱泵？地下水熱泵效率較高，初投資較省，但受地下水資源限制地源熱泵不利用地下水，適應性更廣8地下水源熱泵還是

地埋管地源熱泵？地下水不同型式的地源熱泵9不同型式的地源熱泵9節(jié)能：性能系數(shù)較高，節(jié)省運行費用25～50％；環(huán)保：廢除鍋爐房，不向室外排熱，不用地下水；可持續(xù)發(fā)展：熱量冬取夏蓄，利用可再生能源；冷暖兼用：均衡用電負荷，節(jié)省建筑空間；美觀：無室外機，不影響建筑外觀

地源熱泵空調系統(tǒng)的突出優(yōu)點10節(jié)能：性能系數(shù)較高，節(jié)省運行費用25～50％；地源熱地源熱泵空調系統(tǒng)的限制條件初投資較高（地埋管換熱器）需要有一定的土地設置地埋管換熱器關于冷熱負荷平衡的考慮11地源熱泵空調系統(tǒng)的限制條件初投資較高（地埋管換熱器）11地源熱泵與地面（輻射）供暖優(yōu)點：地面供暖要求供水溫度低，熱泵效率高系統(tǒng)造價低缺點：不太適合用于供冷引起系統(tǒng)全年冷熱負荷不平衡的問題12地源熱泵與地面（輻射）供暖優(yōu)點：12集中或分散的地源熱泵系統(tǒng)中央空調系統(tǒng)：

集中的機房/地埋管換熱器/熱泵機組，分散的空調末端。水環(huán)系統(tǒng)：

集中的地埋管換熱器,分散的熱泵機組。

造價較高，用戶獨立控制，有利于計量和行為節(jié)能。13集中或分散的地源熱泵系統(tǒng)中央空調系統(tǒng)：13地埋管地源熱泵系統(tǒng)的技術集成

地埋管換熱器的傳熱理論及設計軟件 巖土熱物性測試技術 地埋管換熱器的施工技術 高性能鉆孔回填材料 地源熱泵復合系統(tǒng)的設計和運行控制“能量樁”技術：樁基螺旋埋管地熱換熱器14地埋管地源熱泵系統(tǒng)的技術集成地埋管換熱器的傳熱理論及設a單U型埋管b雙U型埋管圖1豎直U型埋管地熱換熱器示意圖15a單U型埋管b雙U型埋管圖1豎直U型埋管地熱換熱器示意

地熱換熱器的傳熱模型

1鉆孔外的傳熱模型線熱源模型有限長線熱源模型2鉆孔內的傳熱模型一維模型，二維模型準三維模型3有地下水滲流的傳熱模型4疊加原理空間的疊加：多個鉆孔間的相互作用時間的疊加：變負荷和間斷工作16

地熱換熱器的傳熱模型

1鉆孔外的傳熱模型162、鉆孔內的熱阻：橫截面圖串聯(lián)： 1-2-3-4 1-3-2-4 1-2-4-3并聯(lián)：1-2，3-41-3，2-4172、鉆孔內的熱阻：橫截面圖串聯(lián)： 17無限大介質中

線熱源的溫度場

a無滲流 b有滲流18無限大介質中

線熱源的溫度場 18有地下水滲流時

地熱換熱器中的溫度場19有地下水滲流時

地熱換熱器中的溫度場19深層巖土熱物性測試技術.巖土熱物性測試儀20深層巖土熱物性測試技術.巖土熱物性測試儀20地埋管換熱器施工技術與設備21地埋管換熱器施工技術與設備21與建筑樁基礎結合的地源熱泵系統(tǒng)帶樁基螺旋管地熱換熱器的地源熱泵系統(tǒng)示意圖節(jié)省地埋管換熱器的鉆孔費用節(jié)省地埋管換熱器的占地面積22與建筑樁基礎結合的地源熱泵系統(tǒng)帶樁基螺旋管地熱換熱器的地源熱上海中心采用樁基埋管地源熱泵技術23上海中心采用樁基埋管地源熱泵技術23“能量樁”埋管方式(a)單U型(b)并聯(lián)雙U型(c)串聯(lián)W型(d)螺旋型24“能量樁”埋管方式24螺旋埋管換熱器的溫度響應（線圈模型）

25螺旋埋管換熱器的溫度響應（線圈模型）25螺旋埋管樁基的力學試驗26螺旋埋管樁基的力學試驗26螺旋埋管能量樁的工程應用樁基螺旋埋管地熱換熱器設計計算軟件能量樁地源熱泵系統(tǒng)示范工程27螺旋埋管能量樁的工程應用樁基螺旋埋管地熱換熱器設計計算軟件2螺旋管在鋼筋籠內的安裝28螺旋管在鋼筋籠內的安裝28澆灌混凝土后帶螺旋管的樁基29澆灌混凝土后帶螺旋管的樁基29地源熱泵復合系統(tǒng)

地源熱泵復合系統(tǒng)是在常規(guī)的地源熱泵系統(tǒng)以外增加輔助的散熱（冷卻塔）/加熱（太陽能-地源熱泵復合系統(tǒng)）裝置解決全年冷熱負荷不平衡的問題解決設置地埋管換熱器土地不足降低系統(tǒng)的初投資30地源熱泵復合系統(tǒng)地源熱泵復合系統(tǒng)是在常規(guī)的地源熱泵系統(tǒng)地源熱泵復合系統(tǒng)（冷卻塔）

的設計和運行控制1.熱泵機組2.環(huán)路水溫控制器3.熱交換器4.溫控閥5.鍋爐6.鍋爐7.循環(huán)水泵8.地埋管換熱器9.冷卻塔10.噴淋泵11.冷卻塔通風機地埋管水環(huán)熱泵復合系統(tǒng)組成圖31地源熱泵復合系統(tǒng)（冷卻塔）

的設計和運行控制31地源熱泵與太陽能結合

的復合新能源系統(tǒng)季節(jié)性蓄熱技術解決地源熱泵系統(tǒng)全年冷熱負荷不平衡問題解決利用太陽能供熱和空調的問題32地源熱泵與太陽能結合

的復合新能源系統(tǒng)季節(jié)性蓄熱技術32季節(jié)性蓄熱技術蓄熱水箱（池）地下滯水層蓄熱地埋管換熱器（地下巖土蓄熱）其他技術（相變材料、化學能蓄熱）33季節(jié)性蓄熱技術蓄熱水箱（池）33蓄熱水池與地下滯水層蓄熱

a水池b含水層34蓄熱水池與地下滯水層蓄熱

a水池太陽能與地源熱泵結合的

季節(jié)性蓄熱系統(tǒng)35太陽能與地源熱泵結合的

季節(jié)性蓄熱系統(tǒng)35利用工業(yè)余/廢熱的熱泵技術利用工業(yè)廢熱的熱泵和季節(jié)性蓄熱系統(tǒng)利用熱電廠的余熱的季節(jié)性蓄熱利用熱泵技術擴大現(xiàn)有熱網(wǎng)的供熱能力36利用工業(yè)余/廢熱的熱泵技術利用工業(yè)廢熱的熱泵和季節(jié)性蓄熱系統(tǒng)地埋管地源熱泵系統(tǒng)的設計要點

1.對地埋管換熱器全年冷熱負荷的不平衡應給于足夠的重視。2.與傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)不同，設計地埋管地源熱泵系統(tǒng)是不僅需要建筑供熱和供冷的峰值負荷，還需要系統(tǒng)全年累積的供熱和供冷總量。因此，利用設計軟件對系統(tǒng)進行全年冷熱負荷的動態(tài)模擬是必需的。由逐時的負荷可以得到逐日或逐月的累積負荷，供設計用。37地埋管地源熱泵系統(tǒng)的設計要點1.對地埋管換熱器全年冷熱負地埋管地源熱泵系統(tǒng)的設計要點

3.根據(jù)建筑的峰值負荷或地埋管換熱器承擔的峰值負荷，確定熱泵主機的額定負荷，有選定的熱泵主機也就確定了地埋管換熱器的總流量。總流量除以設計鉆孔數(shù)就確定了每個鉆孔的設計流量。選擇U型管形式和的直徑，得到國內額定流速。校核這一流速，應在0.4--0.6m/s之間為宜。注意這個流速不是在設計時預先選定的。4.在長江流域，以至于華北的寒冷地區(qū)，我們的經(jīng)驗是盡量不用防凍液。采用防凍液會降低機組在冬夏工況下的效率，同時也帶來腐蝕、對環(huán)境的影響等復雜的問題。38地埋管地源熱泵系統(tǒng)的設計要點3.根據(jù)建筑的峰值負荷或地埋地埋管地源熱泵系統(tǒng)的設計要點

5.地埋管換熱器鉆孔間距越大對提高換熱效率和減輕冷（熱）累積的影響越有利。但在我國應用地埋管地源熱泵系統(tǒng)的最大限制條件常常是埋設地埋管換熱器的用地有限。因此，在我國通常選擇鉆孔間距為4-5m，較國外的標準小。6.適宜的鉆孔深度通常為60-150m。較深的鉆孔可以減少用地，但常常受制于地質條件對鉆孔成本的影響。39地埋管地源熱泵系統(tǒng)的設計要點5.地埋管換熱器鉆孔間距越大地源熱泵供熱空調系統(tǒng)應用實例40地源熱泵供熱空調系統(tǒng)40濟南西區(qū)建設指揮部辦公樓地源熱泵機房41濟南西