地源热泵系统设计与施工课件.ppt

华南理工大学 地源热泵系统设计与施工相关问题 地源热泵诞生于20世纪80年代中期。 据美国10年来的统计资料，地源热泵的运行费用（采暖）比耗电空调节约22%～25%，比燃油、燃煤锅炉运行费用节约40%～60%。 系统平均寿命预计15～18年，开式循环系统30年，闭式循环系统寿命预计50年。 1. 前言 地源热泵技术是一项值得大面积推广的建筑供能技术。其利用浅层和深层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作为冬季热源和夏季冷源，然后由热泵机组向建筑物供冷、供热，是一种利用可再生能源的新型中央空调系统。 根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。对于抽取地下水的水源热泵系统，由于技术限制，全部回灌不易做到，而且容易造成地下水污染。 在国外大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术，欧美国家普遍应用于别墅中。这一技术在欧美国家已被充分证明是成熟可行的技术。在我国，建设部和一些省市的建筑节能政策中明确提出要推广使用地源热泵。地源热泵技术是充分利用浅层地热的最佳途径。 2 地源热泵系统简介 2.1 地源热泵系统概念 以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。 据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。 根据循环水是否为密闭系统，又可分为闭环和开环系统。 2.4.1 地埋管换热系统 传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换的地热能交换系统，又称土壤热交换系统。 1.地埋管换热器 用于传热介质与岩土体之间的换热，由埋于地下的密闭循环管组成的换热器，又称土壤热交换器。根据管路埋置方式不同，分为水平地埋管换热器和竖直地埋管换热器。 （1）水平地埋管换热器 换热管路埋置在水平管沟内的地埋管换热器，又称水平土壤热交换器。 （2）竖直地埋管换热器 换热管路埋置在竖直钻孔内的地埋管换热器，又称竖直土壤热交换器。 2. 地下水换热系统 与地下水进行热交换的地热能交换系统，分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。 （1）直接地下水换热系统 由抽水井取出的地下水，经处理后直接流经水源热泵机组热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。 （2）间接地下水换热系统 由抽水井取出的地下水经中间换热器热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。 3.地表水换热系统 与地表水进行热交换的地热能交换系统，分开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。 （1）开式地表水换热系统 地表水在循环泵的驱动下，经处理直接流经水源热泵机组或通过中间换热器进行热交换的系统。 （2）闭式地表水换热系统 将封闭的换热盘管按照特定的排列方法放入具有一定深度的地表水体中，传热介质通过换热管管壁与地表水进行热交换的系统。 3.工程勘察 1.地源热泵系统方案设计前，应进行工程场地状况调查，并应对浅层地热能资源进行勘察。 （此为强制性条文，本标准共2个强制性条文） 2.对已具备水文地质资料或附近有水井的地区，应通过调查获取水文地质资料。 3. 工程勘察应由具有勘察资质的专业队伍承担。工程勘察完成后，应编写工程勘察报告，并对资源可利用情况提出建议。 4. 工程场地状况调查应包括下列内容： （1）场地规划面积、形状及坡度；（是否满足打井或埋管面积和位置要求） （2）场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积及分布； （3）场地内树木植被、池塘、排水沟及架空输电线、电信电缆的分布； （4）场地内已有的、计划修建的地下管线和地下构筑物的分布及其埋深； （5）场地内已有水井的位置。 3.2 地埋管换热系统勘察 地埋管地源热泵系统方案设计前，应对工程场区内岩土体地质条件进行勘察。 地埋管换热系统勘察应包括下列内容： （1）岩土层的结构； （2）岩土体热物性； （3）岩土体温度； （4）地下水静水位、水温、水质及分布； （5）地下水径流方向、速度； （6）冻土层厚度。 3.3 地下水换热系统勘察 地下水地源热泵系统方案设计前，应根据地源热泵系统对水量、水温和水质的要求，对工程场区的水文地质条件进行勘察。 1.地下水换热系统勘察应包括下列内容： （1）地下水类型； （2）含水层岩性、分布、埋深及厚度； （3）含水层的富水性和渗透性； （4）地下水径流方向、速度和水力坡度