为何大家都在选用地源热泵？
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为何大家都在选用地源热泵？
工作原理：　　地源热泵属于中央空调的一种，但地源热泵区别于传统中央空调，地源热泵原理主要是通过与地能进行换热，是一种十分节能环保的中央空调系统。地源热泵已受到了财政部、住房城乡建设部大力支持，许多城市和地区都在积极推广地源热泵。　　地源热泵原理的可能性　　由于地表浅层温度受大气影响小，其温度常年维持在16-18度（以实际地方为准），远高于冬季室外温度，又低于夏季室外气温，所以以地源为冷热源的地源热泵系统，不仅突破了传统空调系统的技术障碍，而且还大大提高了空调的运行效率。　　地源热泵原理图　　地源热泵原理-夏季制冷　　在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过冷媒-空气热交换器，以13℃以下的冷风的形式为房供冷。　　地源热泵原理-冬季制热　　在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以强制对流 、自然对流或辐射的形式向室内供暖。　　地源热泵原理很简单，但实际操作有一定的难度，一般只有技术实力过硬的专业公司才能完成地源热泵项目。在大型建筑或公共建筑领域，地源热泵已经有成熟的技术，也有很多成功的案例，但在家用地源热泵领域还缺乏专业的安装公司。　　选用原则：　　地源热泵选用第一原则：户外打井面积　　地源热泵是通过户外打井与土壤换热，根据国标GB ，上海地区地埋井之间的间距一般为4.5m（间距越大效果越好），300㎡建筑面积需要至少80㎡打井面积，400㎡建筑面积需要至少110㎡打井面积，经验测算打井面积与建筑占地面积约为1：1；以联排别墅为例：如果打井面积过小，将会造成空调使用效果逐年下降，5、6年后系统将无法正常运转。　　地源热泵选用第二原则：安装要求。　　1.地源热泵制冷、热速度相对氟机而言，速度比较慢。(简单的讲因为氟机是一次换热；水机是二次换热,水机的送风温度要比氟机高3～4度)。　　2.管道存在一定的漏水隐患。（因为水管不可能象铜管那样做到40公斤左右的泄露保压测试。）　　3.制冷原理的不一样，造成了地源热泵相对氟机而言，室内机尺寸及噪音较大（送风温度较氟机高，需要加大送风量、选择较大风机才能保证效果），一般噪音要大5～10dB(A),内机高度要高3～5㎝。　　4. 日后维修成本较高（因为安装管道不管是用PPR管还是钢管、铜管连接，都必须定期清洗管道保养，否则，会因系统水流量变小造成使用效果越来越差，耗电量加大）。　　地源热泵选用第三原则：使用习惯　　地源热泵系统的节能性与我们日常的使用习惯、常住人员数有着很大关系。　　如常住人员较多，使用时习惯将大部分内机同时打开，则使用地源热泵系统较节能；如常住人员较少，习惯局部开空调（人在房间开空调，人离开关空调），这样地源热泵反而不如VRV系统节能；因为地源热泵一般都是定频压缩机，无法控制电流，就无法控制耗电，且配置的水泵一般是24小时运转，不论内机开几台都同样耗电；而VRV系统一般都是变频机，能够根据内机的开启多少控制耗电。　　选择地源热泵系统最重要的一个标准就是投资回报率，如果初期投入升本太高，而后期成本回收不理想，那么选择地源热泵系统意义不大。如果地源热泵系统运行效率较高，费用较低，后期投资回报率高，可以选择地源热泵。一般情况下，只要地理位置合适，地源热泵系统可在五年左右实现成本回收。　　设计与设备选型：　　地源热泵系统设计：建筑物冷、热负荷计算　　在地源热泵系统选择、设备选型及进行地源热泵系统设计之前，必须对建筑冷负荷、热负荷进行计算。计算时首先应进行空调分区，然后确定每个分区的冷、热负荷，最后计算整幢建筑的总热负荷和冷负荷。　　1.建筑空调分区　　2.分区设计热负荷与冷负荷计算　　3.建筑物热负荷与冷负荷确定　　地源热泵设备选型：地源热泵系统类型选择　　为了能最好地满足项目的要求，必须合理地选择地源热泵系统类型。在系统类型选择时应考虑一些主要问题。　　1.地埋管地源热泵系统　　2.地下水地源热泵系统　　3.地表水地源热泵系统　　地源热泵设备选型：分区水源热泵机组选择　　一旦确定了地源热泵系统类型，就可以选择每个分区的水源热泵机组。首先根据机组在分区中所要安装的位置，选择合适的机组形式，例如：落地式机组可以安装在外墙窗下；水平式机组可以安装在吊顶内；垂直式机组适合安装在壁橱或机房里等。　　地源热泵系统设计：地埋管地源热泵系统设计　　地源热泵系统设计主要包括两大部分：一是建筑物内的空调系统设计，主要有空气处理方案确定及设备选择，水源热泵机组的选择、室内整个空调系统的风系统和水系统设计；二是室外地能换热系统的设计，即地埋管地源热泵系统中的地埋管换热器、地下水热泵系统中的水井系统以及地表水热泵系统中的地表水换热器的设计，这部分是地源热泵系统有别于其他系统之所在。　　地源热泵设备选型：地埋管换热器管理形式选择　　地埋管换热器的埋管主要有两种形式，即水平埋管和垂直埋管。换热器管路埋置在水平管沟内的地埋管换热器为水平埋管。换热管路埋置在垂直钻孔内的地埋管换热器为垂直埋管。　　地源热泵设备选型：地埋管换热器环路形式选择　　地埋管换热器中流体流动的环路形式有串联和并联两种。在串联系统中，几个井（水平管为管沟）只有一个流动通路；并联方式是一个井（管沟）有一个流动通路，数个井有数个流动通路。　　地源热泵设备选型：地埋管换热器埋管选择　　由于地埋管的使用场所特殊、施工较复杂，所选管材必须符合特定的性能才能保证施工顺利进行、系统才能正常运行，对管材特殊性要求如下：　　1.对管材质量的要求　　2.选择地埋管规格　　3.选择地埋管管径　　4.确定地埋管管子长度　　地源热泵选型和设计是地源热泵系统安装重要一环，从地源热泵主机、风机盘管、埋管的选择到整体方案设计，每一个环节都影响着地源热泵最终使用效果和使用寿命。
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浅析开式地源热泵室外换热系统的设计与应用 概
要 地源热泵系统与常规空调系统最大的不同点就在于其室外散热系统的独特型--不再与空气进行换热而是与土壤进行换热，这也是地源热泵系统设计的重点部分。因此，本系列将在第三期和第四期技术文章中分别介绍开式地源热泵室外系统和闭式地源热泵室外系统的设计与应用。在第三期中将系统阐述开式地源热泵室外换热系统的原理和设计施工方案，并延伸介绍开式原生污水源、再生水源、海水源等开式系统多样化应用形式及特点。最后介绍一些生产制造开式地源热泵系统的典型公司。 1 引言 地源热泵室外换热系统有两大形式：开式系统和闭式系统。而很多人把地下水系统称为水源热泵系统，把地埋管系统称为地源热泵系统，这种叫法是不科学的。依据我国GB50366规范的定义，无论是使用地下水作为系统室外换热方式还是使用地埋管作为室外系统换热方式，均是在与岩土进行换热。所以，我们应该将地下水式系统称之为开式地源热泵系统，地埋管系统称之为闭式地源热泵系统，它们均为地源热泵的一种系统形式。 地源热泵系统发明于欧洲，无论是早期的项目还是近几年的项目，在欧洲地源热泵的应用均以开式地源热泵系统为主，而且在我国应用的欧系地源热泵系统的室外换热形式也是以开式系统为主。之所以会形成这样的局面，是因为欧洲气候湿润，无论是地表水还是地下水都很丰沛，而且由于地下水或地表水是流体，在作为热源或热汇的时候，设计者不用掌握地质水文及岩土热物性的知识就可以设计系统，系统设计相对简单，容易推广。所以，开式系统一直作为主要室外系统形式得到较大发展。20世纪50年代，欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮，但由于当时的能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。直到20世纪70年代初世界上出现了第一次能源危机，它才开始受到重视，许多公司开始了地源热泵的研究、生产和安装。这一时期，欧洲建立了很多地源热泵工程，主要用于冬季供暖。 随着科技的进步，关于能源消耗和环境污染的法律制订越来越严格，地源热泵的发展迎来了它的另一次高潮。欧洲国家以瑞士、瑞典和奥地利等国家为代表，大力推广地源热泵供暖和制冷技术。政府采取了相应的补贴政策和保护政策，使得地源热泵生产和使用范围迅速扩大。上世纪80年代后期，地源热泵技术已经趋于成熟，更多的科学家致力于地下系统的研究，努力提高热吸收和热传导效率，同时越来越重视环境的影响问题。目前地源热泵生产呈现逐年上升趋势，瑞士和瑞典的年递增率超过10%。 在我国在1996年前后引入欧系地源热泵技术以来，其室外系统形式都以开式系统为主。2005年以前以地下水为热源或热汇，近三、四年则建立了一些海水源或污水源的地源热泵系统。从应用面积总量上来看，地下水式系统占绝大多数。 2 开式地源热泵系统原理 开式地热泵系统是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一套装置。
地球表面浅层水源如深度在200米以内的地下水、地表的河流和湖泊海洋中，吸收了太阳进入地球的47%的辐射能量和大地热流向地表传递的能量，并且水源的温度一般都十分稳定。地源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，而冬季，则从水源中提取能量，由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。 3 开式地源热泵系统应用一 3.1 地下水式地源热泵系统
地下水式地源热泵系统是最早开始尝试应用也是推广最为普遍的地源热泵系统形式之一。在确定了建筑物总负荷后，首先要对项目所在地进行地质勘察。根据勘察结果，认真评估地下水资源状况，包括地下水温度、静水位、动水位、单位出水量、单位回灌量、年度出水量、地下径流方向与速度、水质情况等指标。应依据这些指标并结合系统需要进行综合评价，不可勉强使用地下水。如明确可行，应根据建筑物的空调面积估算出水井必须具备的换热能力后，确定抽水井和回灌井的位置和类型、配套设施设备的数量和型号，进行管道水力计算，完成水环路设计，然后再依图进行室外部分的施工。如果资金和项目条件具备，最好采用水量调节或池调节技术，减轻抽水井和回灌井的工作负荷。同时对于抽水井和回灌井，要进行定期围护和洗井。 (1)水井换热能力估算 具体数值请参见表1：
(2)水井选型 根据上一期地源热泵室内设计技术文章所述的建筑物负荷计算方法得出项目总负荷、各分区负荷和机组的工况特性确定项目的总需水量；然后，根据地源热泵工程地质勘查的数据确定取水和回灌的方式、水井的类型、抽水井与回灌井的数量和布置。具体水井选型请参见表2。
(3)中间换热器的选型 当井水矿化度小于350mg/L、含沙量小于1/1000000时，可不设中间换热器，由地源热泵机组直接使用井水换热；当井水矿化度在350-500mg/L之间时，应设置中间换热器；当井水矿化度大于500mg/L时，应设置抗腐蚀型的中间换热器。 (4)沉淀管设计 当井深为16-30米时，沉淀管管长不小于3米；当井深为31-90米时，沉淀管管长不小于5米；当井深大于90米时，沉淀管管长不小于10米。 (5)确定回灌方式 第一种：无压自流回灌 适于含水层渗透性好，井中有回灌水位和静止水位差。 第二种：真空负压回灌 三亿文库包含各类专业文献、高等教育、各类资格考试、行业资料、幼儿教育、小学教育、外语学习资料、专业论文、浅析开式地源热泵室外换热系统的设计与应用35等内容。　
　***项目地源热泵室外埋管系统 设计及施工方案方案概述本方案为***项目多低层区域地源热泵室外埋管换热系统的设计及施工方 案,具体竖直钻孔设置及水平埋管布置详见... 　地源热泵换热系统节能工程_建筑/土木_工程科技_专业资料。14 地源热泵换热系统节能...《室外给水设计 规范》GB50013 及《给水排水管道工程施工质量验收规范》GB50268 ... 　浅谈地源热泵系统设计要点 **省建筑设计研究院 郑安申 摘要 浅显地介绍了常用的...开式系统是利用深水泵将地下水直接供应到每台热泵机组, 经换热后将井水回灌至... 　根据传热介质是否与大气相通,分为开式和闭式系统...在进行地源热泵换热系统工程设计之前,应由具有相应...通常水体温度是根据室外空气温度,通过软件模拟计算... 　浅谈地源热泵技术的应用与设计_建筑/土木_工程科技_专业资料。地源热泵技术的应用...2.2 地源热泵系统组成:室外地能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调末端系统。... 　室外 换热系统有闭式与开式两种系统方式;室内换热系统有地埋管型 地源热泵机组换热和土-水型地源热泵机组换热两种换热方式。 4.1.1 室外系统组成 (1)闭式换热... 　地源热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地能换热系统...则可采用 开式地表水(直接抽取)换热方式,即直接...地层的出水能力和回灌能 力来设计抽水井和回灌井的... 　地源热泵系统设计方案………...16 系统年运行费用分析...② 地表水源热泵――为地表水开式/闭式。 ③ ...2.5.结论: 通过上面分析本工程地源热泵室外换热系统...地源热泵地下埋管换热性能影响因素研究_百度文库
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