《零碳建筑技術(shù)概論》 課件 第5章 地?zé)崮荛_發(fā)利用技術(shù)

零碳建筑技術(shù)第五章地?zé)崮荛_發(fā)利用技術(shù)時間：2022.08CONTENTS目錄5.1水源熱泵供暖（制冷）系統(tǒng)5.2土壤源熱泵供暖（制冷）系統(tǒng)5.3地?zé)崴┡到y(tǒng)5.4深井地埋管換熱器供暖系統(tǒng)PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

3地?zé)崮苜Y源概述地?zé)崮芫哂袃α看?、分布廣、清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠等特點。我國北方地區(qū)地?zé)豳Y源豐富，可因地制宜作為集中或分散熱（冷）源。國土資源部2015年調(diào)查評價結(jié)果，全國336個地級以上城市淺層地?zé)崮苣昕砷_采資源量折合7億tce；全國水熱型地?zé)豳Y源量折合1.25萬億tce，年可開采資源量折合19億tce。在“十三五”時期，將新增地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e11億m2；到2020年，地?zé)峁┡ㄖ评洌┟娣e累計達到16億m2。4熱源：來自地球深部蓋層：新生界熱儲：孔隙型+基巖巖溶裂隙型地?zé)崮苜Y源分類5溫度分級溫度（t）界限（℃）主要用途高溫t≥150發(fā)電、烘干中溫90≤t＜150工業(yè)利用、烘干、發(fā)電、制冷低溫

熱水60≤t＜90采暖、工藝流程溫?zé)崴?0≤t＜60醫(yī)療、洗浴、溫室溫水25≤t＜40農(nóng)業(yè)灌溉、養(yǎng)殖、土壤加工成因類型熱儲溫度代表性地執(zhí)田現(xiàn)（近）代火山型高溫臺灣大屯、云南騰沖熱海巖漿型高溫西藏羊八井、羊易斷裂型中溫廣東鄧屋、東山湖、福建福州、漳州、湖南灰湯斷陷盆地型中低溫京、津、冀、魯西、昆明、西安、臨汾、運城凹陷盆地型中低溫四川、貴州等省分布的地?zé)崽锏責(zé)崮芄┡厔?國家層面：2017發(fā)改委《關(guān)于加快淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用促進北方采暖地區(qū)燃煤減量替代的通知》；2018生態(tài)環(huán)境部《2018-2019年藍天保衛(wèi)戰(zhàn)重點區(qū)域強化督查方案》。社會個人層面：人們對清潔取暖的追求與日俱增，特別是在長江流域夏熱冬冷地區(qū)，過去沒有冬季供暖的福利，如今提出冬季供暖的需求。預(yù)計2050年中國建筑面積將達到500億m2。目前的地?zé)崮馨l(fā)展遠遠不能滿足我國市場需求，預(yù)計到2025年，地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e比2020年增加50%，到2035年，地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e力爭比2025年翻一番?！笆奈濉逼陂g，地?zé)崮芾^續(xù)助力北方地區(qū)冬季清潔取暖，將為實現(xiàn)碳達峰、碳中和提供保障。015.1水源熱泵供暖（制冷）系統(tǒng)7一、水源熱泵系統(tǒng)工作原理水源熱泵機組主要包括壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流閥。在冬季熱泵供暖時，是以水為熱源把水中的熱量取出來，提高溫度后，用作室內(nèi)供暖。在夏季熱泵制冷時，是以水為冷源把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到水中去。8二、水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計步驟由高強度塑料管組成的在地表/地下循環(huán)的封閉環(huán)路，循環(huán)介質(zhì)為水或防凍液。冬季從水源中吸收熱量，夏季向水源釋放熱量，其循環(huán)由低功率的循環(huán)泵來實現(xiàn)。在熱泵機組內(nèi)部的制冷循環(huán)，與空氣源熱泵相比，只是將空氣－制冷劑換熱器換成水－制冷劑換熱器，其它結(jié)構(gòu)基本相同。室內(nèi)環(huán)路在建筑物內(nèi)和熱泵機組之間傳遞熱量，傳遞熱量的介質(zhì)有空氣、水或制冷劑等，因而相應(yīng)的熱泵機組分別應(yīng)為水-空氣熱泵機組、水-水熱泵機組或水-制冷劑熱泵機組。將水從生活熱水箱送到冷凝器去進行循環(huán)的封閉加熱環(huán)路，是一個可供選擇的環(huán)路。夏季，該循環(huán)利用冷凝器排放的熱量，不消耗額外的能量而得到熱水供應(yīng)；在冬季或過渡季，其耗能也大大低于電熱水器。水源換熱環(huán)路制冷劑環(huán)路室內(nèi)環(huán)路生活熱水環(huán)路9二、水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計步驟供熱循環(huán)和制冷循環(huán)可通過熱泵機組的四通換向閥，使制冷劑的流向改變而實現(xiàn)冷熱工況的轉(zhuǎn)換，即內(nèi)部轉(zhuǎn)換。也可通過互換冷卻水和冷凍水的熱泵進出口而實現(xiàn)，即外部轉(zhuǎn)換。10二、水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計步驟01在選擇和設(shè)計地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)之前，如何充分了解和掌握地下水可采用的價值和質(zhì)量等水文資料以作為科學(xué)決策的依據(jù)和設(shè)計的原始資料。

02確定地下水換熱系統(tǒng)的形式與組成。03地下水量的確定，熱源井的設(shè)計與施工。11水源熱泵機組的選擇。04三、水源熱泵系統(tǒng)特點01環(huán)保：水源熱泵利用的是地能，省去了鍋爐系統(tǒng)，沒有燃燒過程，不排放廢氣等污染物，又不會剩余廢棄物質(zhì)（如煤渣等）；也省去了冷卻塔系統(tǒng)，避免了冷卻塔的噪音及霉菌污染，使環(huán)境更加潔凈優(yōu)美。

02省地：一方面省去了鍋爐房及與之配套的煤場和渣場，節(jié)約了大量的土地資源；另一方面水源熱泵機組機身體積小。03節(jié)能：以地能（地下水）為主要能源，通過先進的設(shè)備將地下取之不盡但不可直接利用的低位能量開發(fā)利用，成為可利用的高位能，完全符合節(jié)能要求。12節(jié)資：通過一套系統(tǒng)來實現(xiàn)制冷和采暖，并提供生活熱水，大量節(jié)省前期投資，無論冬季還是夏季，運行費用只有傳統(tǒng)供冷供暖方式的1/2～2/3。04四、水源熱泵系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢01屬于可再生能源利用技術(shù)：水源熱泵系統(tǒng)采用提取淺層地下水制冷制熱，地下水作為循環(huán)用水進行熱量交換，然后回灌，屬于可再生能源利用的技術(shù)。

02高效節(jié)能：水源熱泵系統(tǒng)利用淺層地下水，水溫冬季為11℃～14℃，水溫比環(huán)境溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。能效系數(shù)COP值(供熱量與輸入功率的比值)可達4以上。03低碳環(huán)保設(shè)備：隨著人們節(jié)能環(huán)保意識的提高，逐漸認(rèn)識到利用傳統(tǒng)的鍋爐房燒煤來取暖，不僅污染環(huán)境而且后期運行維護費用相對也高。而水源熱泵系統(tǒng)污染明顯減少，運行良好的水源熱泵的電力消耗，夏季與空調(diào)相比，可減少40%以上；冬季與大供熱相比，可減少25%以上。13四、水源熱泵系統(tǒng)存在問題

14025.2土壤源熱泵供暖（制冷）系統(tǒng)15一、土壤源熱泵系統(tǒng)工作原理與分類地源熱泵技術(shù)一般是指利用普遍存在于地下巖土層中可再生的淺層地?zé)崮芑虻乇頍崮埽囟确秶?~21℃），即巖土體、地下水或地表水（包括江河湖海水）中蘊含的低品位熱能，實現(xiàn)商業(yè)、公用以及住宅建筑冬季采暖、夏季空調(diào)以及全年熱水供應(yīng)的節(jié)能新技術(shù)。在抽取地下水水源熱泵，

由于技術(shù)限制，全部回灌不易做到，監(jiān)督實施也比較困難，容易造成地下水污染。

在國外目前大面積推廣使用的是埋管式地源熱泵技術(shù)，是充分利用淺層地?zé)岬淖罴鸭夹g(shù)途徑。16一、土壤源熱泵系統(tǒng)工作原理與分類17二、土壤源熱泵系統(tǒng)設(shè)計步驟01地源熱泵地埋管換熱器設(shè)計。

02工程勘察。03地理管熱負荷及系統(tǒng)形式。18埋管間距與布置方式。0405

地埋管長度與埋深。18地埋管壓力損失計算。0607管材承壓能力計算。三、土壤源熱泵系統(tǒng)特點01經(jīng)濟高效：地源熱泵技術(shù)并不需要進行燃燒，因此對能源的消耗較為低，同時相比傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)在工作效率上提升了40%多，從而節(jié)省了能源和運作成本，同時此技術(shù)的機組有很好的穩(wěn)定性與可靠性，因此整體系統(tǒng)具備高效性和經(jīng)濟性。

02節(jié)能高效：在一定深度以下的土壤全年溫度波動較小，溫度一年四季相對穩(wěn)定，夏季比環(huán)境空氣溫度低，冬季比環(huán)境空氣溫度高，是很好的空調(diào)冷熱源。這種溫度特性使土壤源熱泵系統(tǒng)比傳統(tǒng)空調(diào)運行效率高40-60%，更加有利于節(jié)能。03蓄能性能：

土壤具有良好的蓄熱性能，冬季利用夏季蓄存的熱量制熱，同時向地下蓄存冷量，夏季則利用冬季蓄存的冷量制冷，同時向地下蓄存熱量，這樣可以實現(xiàn)冬夏冷熱聯(lián)供。地埋管盤管不需除霜，減少了結(jié)霜和除霜帶來的能耗損失。

1904利用高效、占地面積小、穩(wěn)定性強035.3地?zé)崴┡到y(tǒng)20一、水熱型地?zé)崮芴匦?1熱儲巖性為灰?guī)r。成井深度：1900～2200m。單井出水量84m3/h，溫度為58～78℃左右。熱儲巖性為灰質(zhì)白云巖。成井深度：1900～2700m。單井出水量120m3/h，溫度為70～93℃。熱儲巖性為白云巖。成井深度：1700～3500m。單井出水量100-150m3/h，溫度為75～117℃。熱儲巖性為砂巖。成井深度：850-1500m。單井出水量40～100m3/h，溫度為48～55℃。熱儲巖性為砂礫巖。成井深度：1200-2400m。單井出水量70-120m3/h，溫度為50-81℃左右。熱儲巖性為砂巖。成井深度：2300～2500m。單井出水量30～50m3/h，溫度為68～83℃。東營組明化鎮(zhèn)組館陶組奧陶系寒武系霧迷山組孔隙型儲層巖溶裂隙型儲層?xùn)|營組一、水熱型地?zé)崮芴匦詵|營組東營組水熱型地?zé)豳Y源特征分布面積廣（8700km2)垂向多層疊加(6個熱儲層）水質(zhì)較好（1-5g/l）溫度分布均勻(40-117℃)熱儲埋深不大（4000m以內(nèi)）世界地?zé)峥粗袊袊責(zé)峥刺旖蛑袊鴾厝恰┙蛐鲁侵袊鴾厝恰獔F泊新城中國溫泉之鄉(xiāng)—東麗湖溫泉度假旅游區(qū)天津—中國首批溫泉之都一、水熱型地?zé)崮芴匦砸?、水熱型地?zé)崮芴匦缘責(zé)嶂苯永孟丛∞r(nóng)業(yè)應(yīng)用水產(chǎn)養(yǎng)殖礦泉水生產(chǎn)溫泉理療供熱二、地?zé)崴┡到y(tǒng)工作原理25開采井productionwelldesanderheatexchangerheatpumpreinjectionwell換熱器除砂器回灌井換熱器風(fēng)機盤管供暖fancoilheating地板采暖floorheating換熱器散熱器供暖radiatorheating換熱器熱泵98℃65℃80℃60℃50℃55℃45℃38℃10℃15℃6℃45℃45℃35℃三、地?zé)崴┡到y(tǒng)應(yīng)用26地?zé)峁嵴驹O(shè)備實景圖045.4深井地埋管換熱器供暖系統(tǒng)27閉式深井換熱器系統(tǒng)是一種新型的中深層地?zé)崮芾眉夹g(shù)。循環(huán)介質(zhì)通過在套管式地埋管換熱器內(nèi)循環(huán)的過程完成與周圍巖土(石)層熱量的交換，然后攜帶熱量的循環(huán)介質(zhì)進入熱泵機組中進行熱量交換。相對于抽—灌式地?zé)峋到y(tǒng)，閉式系統(tǒng)對地質(zhì)條件要求的限制比較少，可以靈活應(yīng)用于多種地質(zhì)條件，應(yīng)用范圍廣泛，28一、深井地埋管換熱器供暖系統(tǒng)工