浅谈地源热泵的质量控制.doc

1、浅谈地源热泵的质量控制【摘 要】地源热泵技术是一种新型的节能供暖方式，在国内外均已得到了广泛的应用。本文针对现代化的暖通工程中的要求，对地源热泵技术的工作原理和应用模式等进行系统的概述。探讨了地源热泵在建筑节能、环境保护、清洁能源等方面应用的现实意义。 【关键词】地源热泵；建筑节能；环境保护 前言 当前、随着国民经济的发展，人们对环境保护意识的不断增强，以及国家大力提倡和鼓励可再生、可持续能源的开发和利用，对节约能源的要求也越来越高，地源热泵作为一项新型应用技术正在大、中型公共建筑上得到推广和应用。 1、地源热泵概述 1.1 运行机理 地源热泵技术是利用地球表面的浅层巨大能量，在地下埋设管道作

2、为换热器，管道与热泵机组连接形成闭式环路，管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下（供冷工况） ，或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热（供热工况） 。地源热泵是一种利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。通常是指能够转移地表土壤中的热量（或者冷量）到所需要地方的泵类机组。通常，热泵机组都是用来为空调系统提供冷源或者热源的。地源热泵机组则利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷力，冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内，夏季再把地下的冷量转移到建筑物内，一个年度形成一个冷热循环。地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，土壤与空气温差一般为 17 度，冬季土壤温度比环境

3、空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。 1.2 与传统空调比较 地源热泵机组要较传统空调系统节能和节省运行费用 40%-50%左右。通常地源热泵消耗 1KW 的能量，用户可以得到 5KW 以上的热量或 4KW 以上冷量，所以我们将其称为节能型空调系统。地源热泵的污染物排放，与空气源热泵系统相比，减少 40%以上；与电供暖系统相比，减少 70%以上；真正的实现了节能减排，减少了环境污染。另外，地源热泵系统通常安装在室内，不暴露在风雨中，也可避免遭到损坏，系统更加可靠，可延长使用寿命。地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管，它的使用寿命可达 50 年。比普通空调高 35

4、 年使用寿命。它比传统热泵空调系统节省空间，没有冷却塔、锅炉房等设备，省去了锅炉房，冷却塔占用的宝贵面积，产生附加经济效益，改善了建筑物外部环境形象。地源热泵系统的能量来源于地球表面土壤的自然资源。它不向外界排放任何废气、废水、废渣、是一种理想的“绿色空调” 。 符合国家“四节、一环保”政策，被认为是目前可以放心使用的供热、供冷系统。该系统无论严寒地区还是热带地区均可应用。可广阔应用在办公楼、宾馆、学校、医院、饭店、商场、住宅等领域。 2、地源热泵的工作原理 2.1 制冷模式 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。通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管循环所携带

5、的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝，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水、地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过风机盘管，以 13以下的冷风的形式为房间供冷。 2.2、制热模式 在供暖状态下，压缩机对冷媒做功，并通过换向阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地表水、地下水或土壤里的热量，通过冷凝器内冷媒的蒸发，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蒸发器内冷媒的冷凝，由风机盘管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，35以上热风的形式向室内供暖。 3、地源热泵技术在暖通工程中的应用模式 夏

6、季运行制备生活热水时，需打开夏季阀门，关闭冬季阀门，利用热泵机组的冷凝热预加热生活用水，再通过电加热器达到所需温度。冬季运行时，需打开冬季阀门，关闭夏季阀门，使用系统循环水加热制备生活用水。在不需要供暖时，系统可专门用来制备生活用水。 3.1、地源热泵+冰蓄冷模式 夏季运行，机组在晚上不需要供冷时，可以启动蓄冰系统，将冷量储存在蓄冰槽中，白天通过融冰来承担部分冷负荷，从而降低了主机的负荷。夜间机组运行能享受到低谷电价的优惠政策，从而降低了运行成本，也减少了地下换热的负担，相应的地下换热器工程量减少，从而也降低了系统的初投资。同时，它通过制冷提供了附加产品热水，它可以免费为我们提供生活热水，达到

7、节能的目的。 3.2、地源热泵+太阳能 冬季运行时，太阳能集热器可以作为地源热泵系统的辅助热源，减小地下换热器的负担，提高制热运行效率。在不需要供暖或热负荷减小时，太阳能集热器也可用来制备生活用水。夏季运行时，使用单一地源热泵系统供冷，通过打开夏季阀门，关闭冬季阀门实现，此时太阳能集热器可以用来制备生活热水。在过渡季节，热泵系统停止使用，太阳能集热器全部用来制备生活热水。 4、地源热泵的优势分析 4.1、高效节能 与锅炉（电、燃料）供热系统相比，土-气/水型地源热泵系统的转换效率最高可达 4.7。而锅炉供热只能将 90%以上的电能或 7090%的燃料内能转换为热量供用户使用，因此它要比电锅炉加

8、热节省 2/3 以上的电能，比燃料锅炉节省 1/2 以上的能量，运行费用为各种采暖设备的 30-70%。由于土壤的温度全年稳定在 1020之间，其制冷、制热系数可达 3.54.7，与传统的空气源热泵相比，要高出 40%以上，其运行费用仅为普通中央空调的 5060%。夏季高温差的散热和冬季低温差的取热，使得土-气型地源热泵系统换热效率很高。因此在产生同样热量或冷量时，只需小功率的压缩机就可实现，从而达到节能的目的，其耗电量仅为普通中央空调与锅炉系统的 40%60%。 4.2、节省建筑空间控制设备简单 土-气/水型地源热泵系统采用将地源热泵机组分散安装于各处所（居室、会所、办公室等）的方式，中央控

9、制仅需选择水路控制，除去了一般中央空调集中控制所有参量的复杂环节，从而降低控制成本。在各分散安装单元（居室、会所、办公室）可根据用户要求设不同的体积很小的终端控制器，实现从最简单（起停、供暖、制冷三档）到复杂的可编程智能控制方式。 4.3、系统可靠性强 每台机组可独立供冷或供热，个别机组故障不会影响整个系统的运行。机组的运行工况稳定，几乎不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之忧。 结束语 地源热泵技术是一种新型的暖通技术，虽然会受到期初投资较大、建筑周围要有足够的空旷场地埋设地埋管等条件限制，还不能在建筑很密集的城市中心地区应用。但是在远离城市中心的新区、开发区和一些中小城市、新建城市还是有广阔的市场。现阶段的地源热泵技术是我国的绿色能源技术的重要组成部分，随着现在能源的短缺以及绿色能源开发的要求不断的提高。地源热泵技术必将会受到更加广泛的应用。从国民经济的可持续发展来看，具有举足轻重的现实意义和深远的历史意义。