地源热泵系统在目前国内的现状如何?
lingxing1
lingxing1 Lv.7
2010年02月09日 11:03:23
来自于热泵工程
只看楼主

就方案和设计这个方面来说,地源热泵给我的印象是很专业的东西,据我所知,一般的设计院都设计不了地源热泵,很多都是专业的厂家设计施工的,相信对于大多数人来说这还是个比较陌生的系统,而且市场的普及率也相对不高,所以请哪位专业人士给大家把系统讲解一下,地源热泵系统在目前国内的现状如何?是否对土壤和环境有特殊的要求?是否环保、节能呢?相对于传统的空调热泵系统有何优缺点?

就方案和设计这个方面来说,地源热泵给我的印象是很专业的东西,据我所知,一般的设计院都设计不了地源热泵,很多都是专业的厂家设计施工的,相信对于大多数人来说这还是个比较陌生的系统,而且市场的普及率也相对不高,所以请哪位专业人士给大家把系统讲解一下,地源热泵系统在目前国内的现状如何?是否对土壤和环境有特殊的要求?是否环保、节能呢?相对于传统的空调热泵系统有何优缺点?
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zylp0816
2010年02月12日 12:15:24
2楼
地源热泵技术很早就有了,在我国出现和被重视的晚。
一. 简介
土壤源热泵利用地热资源,在欧美等国已有超过40年的发展历史,是一种成熟可靠的供暖与制冷技术。由于地热资源的执手可得,天然,可再生,安全,环保等性能,因此地源热泵在世界范围的许多国家都已经得到了非常广泛的使用。
我国幅原辽阔,各地地表浅层土壤温度有所不同。地球是一个庞大的蓄热体,约可吸收47%的太阳能,蕴含着取之不尽,用之不竭的能量。据资料介绍,5m以下的土壤平均温度基本上不随季节变化而改变,且约等于该地区的年空气平均温度。因而,需制热的冬季,地表浅层土壤的温度比室外空气温度高;需制冷的夏季,其温度则比室外空气温度低。土壤源热泵是以浅层土壤作为低品位热源,利用少量的电能,通过热泵机组将这种低品位的可再生能源源源不断地提取,为各类建筑冬季供暖、夏季制冷和日工资常供应生活热水。
二. 工作原理
土壤源热泵的工作原理是:夏季从室内取出余热释放到室外,冬季从室外取热释放到室内。夏季,即制冷工况时,热泵工质在室内侧换热器的蒸发将室内余热取出,在室外侧换热器(土壤换热器)中进行热量交换,将余热放至室外,室内空气得到了冷却(即把室内的热能取出来释放到底于环境温度的土壤中);冬季,即在制热工况时,四通换向阀转换方向,热泵工质在室外侧换热器(土壤换热器)内蒸发而从室外吸取热量,在室内侧换热器中将热量释放给室内空气,实现向室内供热(即把高于环境温度的地能中的热能取出来供给室内采暖)。土壤源热泵用全年温度相对稳定的地表浅层土壤做热源和热汇,利用埋在地表浅层的换热器作为中间换热设备,冬季从大地取热,夏季向其放热。
三. 系统组成
完整的地源热泵空调系统由土壤换热器、土壤源热泵机组和末端系统三部分组成,其中土壤换热器是通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭下埋管中的流动,实现系统与大地之间的传热。
土壤换热器系统:
利用地下浅层土壤中的热量作为冷热源,通过在建筑物的周围或下面埋入PEHD高密度聚乙烯塑料管,塑料管中的热交换介质由循环泵带动进行全封闭循环,在不同的运行工况下与土壤进行热量交换。在制热状态下从土壤中吸收热量,将热量吸收并传输至热泵单元,在制冷状态下把室内的热量导回存储到土壤中。
土壤源热泵机组:
冬季,吸收了土壤中热量的热交换介质进入热泵单元中的蒸发器,循环管路中的制冷剂吸收介质中的热量,经压缩机进行压缩增压,温度上升到35℃-50℃;而后制冷剂进入冷凝器,制冷剂冷凝时放出的热量传递到水中,经过循环管路传输到末端系统。
夏季,系统通过转换开关使其交换过程相反,即末端系统的循环水进入蒸发器传热降温,地下交换系统中的介质进入冷凝器吸收热量,再将热量导回到土壤中以达到制冷的目的。
末端系统:
土壤源热泵系统的末端系统与传统的中央空调的末端系统基本相同。用户可根据需要选择不同的末端系统,包括传统的散热器系统,风机盘管系统,结构与制冷系统,地面散热(地板采暖)系统和风管系统等。
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yanlufeng
2010年02月14日 15:51:09
3楼
目前国内地源热泵应用面积已8000多万平方米,前景一定很好。
现在,存在的问题是;应用地下水的水源热泵项目有一些没有100%回灌,有些地下水污染。必须解决!!!

[ 本帖最后由 yanlufeng 于 2010-2-14 15:53 编辑 ]
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田安东
2010年02月15日 12:22:26
4楼
水源热泵基本知识
(一) 基本概念
水源中央空调系统是一种从地下水资源中提取热量的高效、节能、环保、再生的供热(冷)系统。该系统是成熟的热泵技术、暖通空调技术配套地质勘察成井技术于一体,在相对稳定的水体温度下高效、稳定、经济的运行。水源中央空调系统是由末端(室内空气处理末端等)系统、水源中央空调主机(又称为水源热泵)系统和水源水系统三部分组成。为用户供热时,水源中央空调系统从水源中提取低品位热能,通过电能驱动的水源中央空调主机(热泵)“泵” 送到高温热源,以满足用户供热需求。为用户供冷时,水源中央空调系统将用户室内的余热通过水源中央空调主机(制冷)转移到水源水中,以满足用户制冷需求。
用户(室内末端等)系统由用户侧水管系统、循环水泵、水过滤器、静电水处理仪、各种末端空气处理设备、膨胀定压设备及相关阀门配件等组成。
水源中央空调主机系统由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、各种制冷管道配件和电器控制系统等组成。
水源水系统由取水装置、取水泵、各种水处理设备、水源水管系统和阀门配件等组成。
制冷工况的实现只需通过合理地设计用户系统和水源水系统管道和阀门,切换阀门来实现进蒸发器的水源水改进冷凝器,进冷凝器的用户系统循环水改进入蒸发器,以达到制冷的目的。(反之则为供热工况)
水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的冷暖空调系统。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量),而且是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的均衡。这使得利用储存于其中的似乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说,水源热泵是利用可再生能源的一种有效途径。
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田安东
2010年02月15日 12:24:38
5楼
在上图中,供水井的地下水通过潜水泵进入机组并进行能量提取后回灌入回水井,构成井水循环系统。机组提取地下水中的低位能量并将其聚变为高位能量,然后输送给冷暖水循环系统(用户末端)。整个系统仅消耗电能,无任何污染。由于地下水循环使用.因此也不会造成地层沉降。主机占地面积比传统方式大大减少,可放置在地下室等空间。
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田安东
2010年02月15日 12:25:20
6楼
(三)水源热泵中央空调系统水源应用条件
一般来说,水源条件主要取决于四个因素,即水源水的获取、水量、水温、水质
1 水源水的获取
  地表水、湖水、江河水、城市废水、工业废水等水源的利用政府一般不进行干预。但地下水(打井)需报节水办批准。
  2 水源水量
水源水量能否满足工程要求,取决于以下因素:
1) 建筑冷热负荷大小
2) 空调系统的运行方式
3) 空调系统的设计方案
4) 水源水的温度  

(四)水源热泵机组的特点
环保洁净
 没有燃烧过程,避免了排放任何烟尘及有害物质,社会效益显著。
 自由运用地表水资源,又可成功地控制地面沉降。
 利用城市已有的地热资源的弃水,既解决了热污染问题,又进一步提高能效比
节水省地
 以地表水为源体,向其吸收或放出能量,即不消耗水资源,也不会对其造成污染。
 省去了锅炉房,冷却塔及附属的煤场、渣场所占用的宝贵面积。
节能经济
 能源利润率为传统方式的3~4倍,投入1KW的电能可得到3~4KW以上的制冷或供热的能量。
 初投资是其它中央空调系统的2/3,运行费用可节省1/2~1/3。

灵活安全
 真正做到“一机两用”。利用地下水热泵冬季向建筑物供暖,夏季向建筑物供冷,提高了设备的利用率。
 机组可灵活地安置在任何地方,节约空间。系统末端亦可作多种选择。
 无储煤、储油罐等卫生及安全隐患。
 自动化程度高,无需专业人员操控。
用途广泛
 从严寒地区至热带地区均适用。 在冬季不结冻地区的江、河、湖、水等均可得到有效利用
 可为办公楼、宾馆、医院、饭店、超市、幼儿园、别墅、居民小区等提供中央空调系统,并可同时提供生活热水。
 可为纺织、化工、食品、电子等行业提供工艺冷冻水
运行可靠
 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,更无结霜除霜之虑了。
 机组主要零部件全部采用进口设备,维护简单,主机运行寿命可达15年以上。

(五)水源热泵中央空调的市场前景
1. 本项目是一种利用低位能源(空气、土地、水、太阳能、工业废热等)代替一部分高位能源(煤、石油、电能等)以实现节能目的的高新技术,由于其所具备的高热能转换效率(1:4),无污染,运行成本低,便于物业管理,系统使用寿命长等特点,备受世界能源、环保组织和发达国家推崇,并被市场广泛接受,自八十年代以来,年增长率一直保持在20%以上。如美国,85年只有14000台水源热泵,99年末统计,已安装了400000台。水源热泵系统已占空调总保有量的20%,其中新建筑中占30%,这样将降低温室气体1百万吨,相当于减少50万辆汽车的污染物排放,年节约能源费用达4.2亿美元,美国的水源热泵研究和应用偏重于住宅和商业小型系统(60KW以下),而中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家则偏重于大型机组。据99年统计,水源热泵在新建房屋中的利用率,瑞士为96%,奥地利为38%,丹麦为27%。
2. 在未来的几年中,中国面临着巨大的能源压力。中国经济在保持较高速度增长的同时,必须考虑环保和可持续发展问题。所以要求提高能源利用率,要求能源结构调整。调整能源结构的方向就是从以煤为主转为以燃气、电为主。中
国政府已于一九九七年与美国政府签订热泵技术引进协议;国家建设部1999年提出在10年内建筑节能效率要在现有基础上提高50%;北京市政府已明令在四环以内,撤掉所有燃煤锅炉,在三年内改造1000万平方米建筑取暖方式,使用清洁能源,并在财政上予以扶持。
3.据调查统计,我国住宅空调安装率迅速增长。上海居民住宅空调拥有率已超过60%,北京34%,城镇居民拥有率20%,空调很可能成为冰箱、彩电后普及的又一种家电。这样,对于黄河、长江中下游地区的城市,住宅环境就不再仅仅是采暖问题,而是要满足统一考虑采暖和空调需求的综合性问题。为此,采用具有诸多优势的水源热泵方式将成为这种需求最具竞争力的住宅供热空调方式。
4.自95年以来,经过5年的市场导入和近200个完工项目的示范效应,中国建筑热泵市场已经开始启动,据专家估计,该市场成长期的市场总值每年可实现50-100亿元,成熟期则可望达到500亿-800亿元。
5.目前全国十几个省市有近20家企业在着手开发水源热泵项目,但有产品和示范工程的企业只有7-8家。外国公司在中国的推广才刚刚开始,目前只有一些象征性的示范工程。
本项目在国际上已有30年的历史,技术非常成熟。国内大多数公司均是引进技术和零部件,组装生产,产品稳定性、可靠性需进一步验证。克莱门特产品具有大温差、小流量的特点。同样制冷量需水量少,对现场水量小的工程,节约打井费用,解决水源不足情况。单机利用温差可达16℃,充分利用水的能量,机组自带的整机控制装置,使机组温度稳定性高,绝无其他品牌机组经常烧毁现象。单机制冷量大,在面积大的工程中需要机组数量少,系统更可靠,占地面积小,安装费用、运行费用更少。

特注:水源热泵设备从系统上讲可分为两种:1开式循环(利用水井中的地下水);2闭式循环(在地下打孔安装管路,利用地下水和土壤与管路中的水进行热交换,将热量散发到地下。)以上两种方式投资商闭式稍高一些,但无须水利部门审批。
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lrg502
2010年02月16日 19:43:28
7楼
看来安东是水地源热泵的高手
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ldk963
2010年02月18日 19:34:47
8楼
水源的的老从地下提水回灌能使几年对水质有影响吗以后效果差吗
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jiaolongxishui
2010年02月21日 09:22:57
9楼
水源的的从地下抽水,水回灌
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jiaolongxishui
2010年02月21日 09:24:06
10楼
水回灌难,使地下水位不断下降,影响环境,现限制使用
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田安东
2010年02月24日 13:24:55
11楼
回灌主要是根据当地的地质情况 如果是砾石 回灌就好 如果设计的比较合理的话 回灌基本在70%以上
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