地源热泵中央空调系统在建筑中的应用与安装的

  地源热泵中央空调系统在建筑中的应用与安装的论文摘要:地源热泵中央空调系统是利用地下浅层地热资源进行供热□☆☆、供冷的□□□□□、无污染□☆□☆、可再生的新能源节能技术□□☆☆,本文就其口背景□☆☆、原理☆□☆、优点□☆□☆□、安装等口角度口展开分析与研究☆☆□,从低碳节能□□□☆□、环保□☆☆☆、安全□☆□、便捷等方面□□☆□,对于地源热泵口中央空调系统的特点进行分析☆☆□,从而达到对地源热泵中央空调系统的推广与应用□☆□☆。 关键词:低碳节口能地源热泵中央空调系统 0引言 地源热泵中央空调系统是利用地下浅层地热资源进行供热☆☆□、供冷的□□☆□、无污染☆□□□☆、可再生的新能源节口能技术□☆□,体现了节能☆☆□□☆、环保☆□□、灵活□□□□、舒适口的新型节能中央空调概念□□☆☆。地源热泵☆□□,利用浅层常温土口壤或地下水中的能量作为能源☆□☆□☆,在地下埋管☆☆□☆,吸收热能□□☆☆。由于其热源温口度比较口口高□□☆,全年稳定□□☆□☆,不随外界环境口温度口的变化口口而变化☆☆□,口☆口口☆口所以不管是冬季供暖□☆□□,还是夏季制冷☆☆□,地源热泵口的能效比都要比其他热源形式的热泵高出许多□□□☆。只要有足够的场地埋设管道(地下冷热交换装置)或政府允许抽取地下水的就应该优先考虑选择地口源热泵中央空调□☆☆□。 1地源热泵工作原理 地源热泵(也称地热泵)是有效的利用土壤的良好蓄热及蓄冷特性进行的热力学逆循环即利用地下常温口土壤口和地下水相对稳定的特性☆□□☆☆,通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水☆□□☆□,采用热泵口口口原理□☆☆,通过少量的高位电能输入☆☆□□,实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种工程应用技术技术☆□□。Www.11665.cOm 地源热泵口空调系统主要分为三个部分:室外地能换热系统□☆□□☆、水源热泵机组系统和室内采暖空调末端系统☆☆□。其中水源热泵机组主要有口两种形式:水-水型机组或水-空气型机组☆☆☆。三个系统之间口口靠水或空气换热介质进行热量的传递□□☆□☆,水源热泵与地能之间换热介质为水☆□□,与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气☆☆□□□。 地源热泵工作原理是:在夏季供冷时☆☆□,地源热泵技口术利用地下环境温度较低的特点□☆☆☆,地源热泵机组内的压缩口机对冷媒做功☆□☆□☆,使其进行汽-液转化的循环□□☆☆。通过冷媒/空气热交口换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带口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☆□□,由循环水路将冷口媒中所携带的热量吸收□□☆□,最终通过室外地能换热系统转移至地下水或土壤里☆☆□☆□。在室内热量通过室内采暖空口调末端系统□☆☆☆、水源热泵机组系统和室口外地能换热系统不断转移至地下的过程中□□□☆,通过冷媒-空气热交换器□☆☆□,以冷风的形式为房供冷☆□□。地源热泵与冷凝器直接与空气环境进行热交换的普通空调器制冷相比□☆□,比普通空调节能50%以上☆□☆。在冬季供热口时□□☆,地源热泵系统通过埋藏在地下口的管道将储存在地下的热能通过传热介质吸收□□☆,作为逆循环中的低温热源☆☆□,通过输入少量的高位电能使热泵压缩机完成逆循环☆□□□,并向用户提供高品位的热能☆☆□☆。根据地热交换系统形式的不同☆□☆☆☆,地源热泵系统分为地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统□□☆☆。 2地源热泵优点 口2.1地源热泵技术属可再生能源利用口技术地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源☆☆□□☆,进行能量转换的供暖空调系统☆□☆□。地表浅层地热资源可以称之口为地能(earthenerg口y)☆☆□□,是指地表土壤□☆☆☆、地下水或口河流□□☆□、湖泊口中吸收太阳能☆□□☆☆、地热口能而蕴藏的口低温位热能☆☆☆□☆。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器□□☆□☆,收集了47%的太阳能量□☆□☆,比人类每年利用能量的500倍还多☆☆□□。它不受地域☆□☆□☆、资源等限制□☆☆☆,真正是量大口口面广☆☆□☆□、无处不在☆☆□□☆。这种口储存于地口表浅层近乎无限的可再生能口源☆☆□,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式☆☆☆□□。 2.2地源热泵属经济有效的低碳节能技术地能或地表浅口层地热资源的温度一年四季相对稳定□☆☆□,冬季比环口境空气温度高☆☆☆☆,夏季比环境空气温度低☆□□☆,是很好的热泵热源和空调冷源□□□☆,这种温度特性使得地源热泵口比传口统空调系统运行效率要高40%☆☆☆□,因此要节能和节省运行费用40%左右☆☆□。另外□□☆,地能口温度较口恒定的特性□□☆☆,使得热口泵机组运行更可靠□☆☆□□、稳定□□□□,也保证了系统口的高效性和经济口性□☆☆。据美国环口保署epa估计☆☆□□,设计安装良好的地源热泵□□☆□☆,平均来说可以口节约用户30~40%口的供热制冷空调的运行费用☆☆□☆□。口☆口口☆口 2.3地源热泵环境效益显著地源热泵的污染物排放☆☆□☆,与空气源热泵相比□☆□☆,相当于减少40%以上☆□☆,与电口供暖口相比☆□□,相当于减少70%以上☆□☆☆□,如果结合其它节能措施节能减排会更明显☆□☆☆☆。虽然也采用制冷剂□☆☆□,但比常规空调装置减少25%的充灌量;属自含式系统☆□☆☆☆,即该装置能在工厂车间内事先整装密封好☆□□□,因此☆□□□□,制冷剂泄漏机口率大为减少☆□☆。据测算☆□□,若安装地源口热泵40万台☆□□□☆,和采用“化石能源”比☆□□,相当于降低温室气体排放口100万口吨□□☆□,和50万辆汽车的污染口排放物□☆☆☆☆。同时□□☆□□,热泵空调在每个口房间口都有单口独的能量分配器☆□☆□□,可以自主调节温度☆□☆。

  2.4地源热泵空调系统维护费用低在同等条件下☆□□,采用地源热泵口系统的口建筑物能口够减少维护费用☆☆□□☆。与锅炉(电☆☆□、燃料)供热系统相比□□□☆☆,锅炉供热只能将90%以上的电能或70%~90%的燃料内能为热量□☆☆□☆,供用户使用□☆□,因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能☆□☆,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;由于地源热泵的热源温度全年较为稳定☆☆□☆□,一般为10~25℃□□□,其制冷☆☆□□□、制热系数口可达3.5~4.4□☆□☆□,其运行费用为口普通中央空调的50~60%☆☆☆□☆。地源热泵的机械运动部件口非常少☆□☆☆□,所有的部件不是埋在口地下便是安装在室内□□☆☆,从而避免了室外的恶劣气候□☆□□,其地下部分可保证50年☆□☆□,地上部口分可保证30年☆☆□,因此地口源热泵是免维护空调☆□☆□☆,节省口了口口维护费用☆□□☆☆。 3地口源热泵室外地埋管系统安装 地源热泵室外地埋管一般选用垂直埋管方式□☆☆,也叫口直埋式☆☆□□□。直埋式地源热泵施工时所需场地小☆□□☆,节省建筑空间☆☆□,是一种经济☆□☆□☆、对环境口无害的绿口色能源利用方式☆□☆。它运行时无口噪声☆☆□,可靠☆□☆□、持久□☆☆□☆,供热/制冷效果好☆☆☆☆□,舒适感好□☆☆□□,是一口种值得推广口的口能源利用新技术☆□☆☆□。安装过程如口下: 3.1钻孔直埋式地源热泵需要用钻机进行施工□□☆☆,要求钻机的钻进深度达到150~200m□□☆,钻头的直径根据需要在100~150mm之间☆□☆□。由于钻孔口深口度较浅☆☆☆□,一般采用常规的口正循环钻进方法□☆☆□☆。在我国□☆☆,可以选用普通口的工程勘口察钻机□□☆、岩心钻机☆☆☆□□,如dkⅲ-300型口钻机□☆□□、dpp口100型车装钻机等☆☆□。钻孔施工完成后孔壁必须保持完整□☆□□□。如果施工区地层土口质口比较好☆□☆☆,可以采用裸孔钻口进;如果是砂层□☆☆□,孔壁容易坍塌☆□□☆,则必须下套管☆□☆□。裸孔钻进时□☆□□□,要求泥浆的密度在1125g/cm3左右☆☆□☆□,以保证形成比较稳定的孔壁并逐渐降低泥浆口浓度(加清水);成孔时□□□,要求最后上返泥口浆的密度口1108g/cm3左右□□□☆□,且泥浆中基本不含砂粒☆□☆☆。 3.2u型管的制备口按照事先设计好的接管方式☆□☆☆□,把pvc型管制备好□☆☆,要求尽可能让u型弯接头的熔接作业在室内进行□☆☆,以保证接头熔接的口可靠性□☆□☆☆。在场地内展开u型管☆□☆,以使其口最好地下入孔内□□☆。注入防冻液□☆□□。防冻液可以口增加u型管的整体重力□☆□,使下管更加容易☆□☆□□,并作为传热介质☆□□☆☆。确保防冻液口无泄漏后□□□,在pv口c管的u型接头处捆绑配重□☆☆□□。配重一般选用a8~15mm的钢筋□☆□☆,长度为215m左右□☆☆,根据下入pvc管的根数决定配筋的数量☆☆□□,一般下入3根pvc管口配1根筋□□□,下入5根pvc管口配2根筋☆☆□。 3.3下u型管u型管口的下放口是工程的关键□☆☆□,因为下入u型管的深度决定着采取口热量总量的多少□□☆□□,所以必须保证下入u型管的深度☆☆☆□□。按照热口交换原口理□□□☆,计算下入u型管的深度☆□☆□,是以下管的长度计算□□□☆☆,而不是按垂直距离计算☆☆☆□。下u型管的方法十分简单□□☆☆☆。一般采用人口力下管☆□☆☆☆,一方面人的感觉可以判断u型管的完好与否;另一方面□□☆□,人力也足以使其完全地口下入口孔内☆☆□。在施工口过程中☆□☆☆,由于孔内情况口口复口杂□□☆,下入u型管时可能会遇到很大的阻力(主要来自孔壁对u型管的摩擦阻力)□☆☆☆,可以口采用如下方法进行下管:在pvc管上套上粗麻绳□☆□,辅以口扶正机构☆□☆☆□,通过加力杠杆作口用于粗麻口绳上□□☆,以便下管□□☆。实践证明□☆☆☆,这种口方法口很有口口效□□☆☆□,一般可以增加口下管深度10~20m□□□☆☆。 3.4灌注注口浆是为了填充u型管与钻孔孔壁间的间隙□☆☆,使其具有更好的传热性能☆□□。填充材料的选择决定了传热率的大小□□□,选择口一种热阻口抗比较小的材料□□□□,是提高整个口系统效率的有效途径☆☆□。美国□☆□☆□、加拿大□☆□、日本等国的观点认为□☆☆,最好是把钻孔所取口出的岩土体进行回填☆☆□,但是这在工程上实现起来口比口较困难□☆□□□,所以一般选用特殊物质制成的专门的灌注材料☆□□☆☆。注浆时☆☆□□☆,必须保证注浆的连续性☆☆☆□,否则会降低传热效果□☆☆☆,影响工口程质量☆☆☆□□。 4结束语 在我国□☆☆□,从90年代口起□☆□☆□,就兴起了地热直接利用的高潮□□□,尤其在高纬度寒冷的三北(东北□□☆□、华北☆☆☆、西北)口地口口口区□☆☆,加大了以地热供暖为主的开口发口力度□☆□□☆。这项工作的开展不仅减少了大量有害物质的排放□☆☆,而且口还能取得明显的经济效益□☆☆。除此之外☆☆☆□□,目前北京☆□☆、天津□☆□、西安等地正在利用口热泵技术等口多种形口口式口进行示范工程并逐渐推广□□☆。东南沿口海地区在发展旅游业的同时利用地热进行制冷口和烘干☆☆□□□。需要特别加以指出的是随着热泵技术的发展和采用☆□☆□,中低口温热水口在全国正以强劲势头向规模化□☆□☆、产业化方向健康发展□□☆。 如今能源成为经济发展的“指南针”☆☆□。国际能源专家普遍认为□□☆☆☆,新能源和可再生能源是21世纪将得到快速发展的能源☆□☆。我国地热资源丰富□☆□☆,应该抓口住这一良遇☆☆☆☆□,加速口地热的口开发☆☆□□,为我国可持续发展及环境保护做出积极贡献☆☆☆□。 参考文献: [1]王建奎.浙江沿海海水源应口用技术可行性研究.浙江建筑.2010.1. [口2]张口勇.热泵空调技术及应用.通用技术.2010☆☆□□□,1.

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