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技术部资料地源热泵系统2012年12月目录一、地源热泵系统简介..........................1（一）地源热泵系统原理.............................11、什么是热泵...............................................12、什么是地源热泵...........................................23、地源热泵的基础原理.......................................24、地源热泵的技术特点.......................................3（二）地源热泵技术国内外发展近况...................3（三）地源热泵技术的优势...........................41、地源热泵技术属可再生能源利用技术.........................42、地源热泵属于经济有效的节能技术...........................43、地源热泵环境效益显著.....................................54、地源热泵一机多用，应用范围广.............................55、地源热泵系统维护费用低...................................56、绿色环保，高效节能.......................................5（四）地源热泵的局限性.............................5（五）地源热泵的分类...............................61、水环热泵机组.............................................62、水源热泵机组.............................................63、地源热泵机组.............................................7（六）系统的构成...................................7二、地源热泵系统地埋管设计....................8（一）岩土层结构鉴定与地层导热测试.................81、岩土层结构鉴定的意义.....................................82、地层导热测试的目的.......................................83、测试设备与软件...........................................8（二）确定地埋管埋管形式...........................91、埋管方式.................................................92、水平埋管................................................103、垂直埋管................................................114、室外集分水检查井的设置..................................14（三）地埋管管材与管内流体介质选择................141、管材选择..............................................14（四）确定地埋管长度与打孔数量....................151、地下换热量计算..........................................152、确定孔数................................................153、竖井间距................................................15（五）水力计算....................................161、管径确定................................................162、水力计算................................................16三、末端系统设计.............................18（一）末端设备选型..................................18（二）水系统设计....................................231、水系统分类..............................................232、水系统的分区............................................283、水管管路设计............................................28（三）风系统设计....................................301、风道的布置原则..........................................302、风管材料的选择..........................................313、风管断面形状的选择......................................314、风道设计的原则..........................................315、风道设计的基本任务......................................31四、机房系统设计.............................33（一）主机..........................................33（二）水泵..........................................331、水泵主要形式............................................332、水泵的选择..............................................343、水泵并联运行情况........................................35（三）定压补水......................................351、高位开式膨胀水箱........................................352、气压罐方式..............................................37（四）全自动软化装置................................39（五）水系统的管路及其附件..........................401、空调水管路..............................................402、空调水系统附件..........................................40-1-一、地源热泵系统简介（一）地源热泵系统原理1、什么是热泵热泵技术是全世界近年来倍受关注的一项新型能源技术。所谓热泵，就是一种利用人工技术将低温热能转换为高温热能而达到供热效果的机械装置。像在自然界中，水总由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温，但人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水的由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温传递到高温；其基本原理基于逆卡诺循环，采用电能驱动，从低温热源（如周围环境的自然空气、地下水、河水、海水、污水等）吸取热量，然后转换为较高温热源释放至所需的空间（或其它区域）内，传输到高温热源中的热量不仅大于所消耗的能量，而且大于从低温热源中吸收的能量，在标准工况下，系统消耗一个单位的能量，从低温热源中提取二个单位的能量，合在一起输出三个单位的能量。热泵系统主要由四部份构成，分别是压缩机、散热盘管（俗称冷凝器）、膨胀阀、吸热盘管（俗称蒸发器）。和空调一样，热泵也是利用压缩机驱动管道内的制冷剂循环流动，不断的蒸发冷凝，通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热后，把外界的热量源源不断的聚集到热泵主机上的加热盘管上，再经过高科技的导热材料使储水器中的水温迅速上升。热水经循环管路送入终端用户室内以供洗浴和采暖。原理演示:-2-2、什么是地源热泵地源热泵是利用地下常温土壤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技术。3、地源热泵的基础原理地源热泵原理是：冬季，热泵机组从地源（浅层水体或岩土体）中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。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。（1）地源热泵制热原理地源热泵系统在制冷状态下，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，由循环水路将冷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调末端系统、水源热泵机组系统和室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（风机盘管），以13℃以下的冷风的形式为房供冷。-3-（2）地源热泵制冷原理地源热泵系统在制热状态下，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。由室外地能换热系统吸收地下水或土壤里的热量，通过水源热泵机组系统内冷媒的蒸发，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，以室内采暖空调末端系统向室内供暖。4、地源热泵的技术特点a.环保：使用电力，没有燃烧过程，对周围环境无污染排放；不需使用冷却塔，没有外挂机，不向周围环境排热，没有热岛效应，没有噪音；不抽取地下水，不破坏地下水资源。b.使用寿命长：使用寿命20年以上，是分体式或窗式空调器的2-4倍。c.地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用。d.全电脑控制，性能稳定，可以电话遥控，可以进行温湿度控制。（二）地源热泵技术国内外发展近况热泵的理论起源于十九世纪早期卡诺的著作，他在1824年发表关于卡诺循环的论文，这个理论经过30年后，在1850年初开尔文（L.Kelvin）提出：冷冻装置可以用于加热，之后许多科学家和工程师对热泵进行了大量研究，这种研究持续了80年之久。-4-1912年瑞士的苏黎世已成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，并以此申报专利，这就是早期的水源热泵系统，也是世界上第一套热泵系统。热泵工业在20世纪40年代到50年代早期得到迅速发展，到1943年大型热泵的数量已相当客观。1948年小型热泵的开发工作有了很大的进展，家用热泵和工业建筑用的热泵大批投放市场。热泵工业在20世纪50年代到60年代初（1952-1963）这10年中，又经历着迅速成长的阶段。由于热泵可以把制冷与采暖合用一套装置，而热泵若在电力充足而电能价格又便宜的地区使用时，其运行费用甚低。因此，用户对热泵产生兴趣，使热泵进入了早期发展阶段。20世纪70年代初期，由于“能源危机”的出现，热泵又以其回收低温废热，节约能源的特点，在产品经改进后，重新登上历史舞