地源热泵系统的应用与环保节能特性.pdfVIP

煤矿现代化 2016年第2期 总第131期 地源热泵系统的应用与环保节能特性 王中海 (兖矿集团邹城华建设计研究院，山东 邹城 273500) 摘 要 介绍了地源热泵系统的原理，阐述 了其环保节能的特点，并对设计中可能出现的问题简要的 分析并提出了相应的解决措施。通过对热泵的主要形式、技术特征、适用范围的介绍，特别是在埋管方 式和深度等方面，进一步对系统进行了探讨和分析。地源热泵是一种高效、节能、环保的空调方式。 关键词 地源热泵；空调系统工作原理；环保节能；热平衡 中图分类号：TU83 文献标志码 ：A 文章编号：1009—0797(2016)02—0069—03 地源热泵系统指的是一种能够利用地壳表层地 介绍。若根据埋管方式不同，还可以分为水平埋管、 热资源的(即通常深度小于400m)，既能供热又能制 垂直埋管两种形式，分别见图2、图3。水平埋管：施 冷的空调系统，是节能又环保的设备。可利用的地热 工技术相对垂直埋管来说简单 ，但是埋管所 占用的 资源有以下三种，包括土壤 、地表水、地下水。 《暖通 场地较大，容易受到外界气候的影响，冬夏两季联用 空调术语标准》l】](GB50155—92)第 6．4．43条 ：热泵 ， 的效果不尽人意，比较适合单季使用。垂直埋管：就 是能实现蒸发器与冷凝器功能转换的制冷机。因此， 是在地壳中垂直钻孔，前期钻孑L费用高，但是后期维 从某种意义上来说，热泵在实质上就是制冷机。 修费用低，占地面积小 ，换热能力较强，基本不受外 界的影响，适合冬夏冷暖联供系统，也是近些年主要 1 地源热泵系统的工作原理 采用的系统形式。 地源热泵系统主要 由以下几部分组成 ；地源热 泵机组 ，循环泵，地下埋管，风机盘管末端设备，供回 水管路，温控阀等阀门配件组成。内陆地区的实际应 用中，经常采用的是一土壤作为地能资源的地源热 泵系统，因此我们以土壤作为地能资源形式进行地 源热泵系统的工作原理介绍。通常，水从高处流向低 处，热量从高温流向低温 ，而水泵却可以实现逆向， 图2 地源热泵水平埋管 达到将水从低处输送到高处的目的，同理，热泵就是 实现了热量的逆向。地源热泵系统通过输入少量的 高品位能源(如电能)，冬季实现大地低温位热能的提 高，给建筑物供热，并利用大地进行蓄存冷量并为夏 季备用；夏季将建筑内的热量释放给大地并进行蓄 存，实现建筑的降温，同时为冬季储备使用，工作原理 见图1。实质上，地源热泵是利用大地实现动态能量 图3 地源热泵垂直埋管 的平衡系统，因为它充分挖掘了大地的蓄能作用。 2 地源热泵系统的特点 地源热泵系统供热时不需要燃烧矿物燃料，无 污染，制冷时，不需要设置冷却塔，避免噪音，不滋生 霉菌。按文献闭，燃烧矿物燃料可产生 1500℃～1800c(= 的高品位热能，但是一般来说，建筑只需要 2O℃ 一 25 低品位热能，因此直接燃烧矿物燃料就会造成 1一地下换热器；2一循环泵；3一冷凝器；4一压缩机； 大量的热能损失；如果地源热泵取用温度 15℃，室内 5一换向阀；6一节流阀；7一蒸发器；8一风机盘管 环境温度为25qC，理论上逆卡诺循环工作的热泵的 图 1