地源热泵技术与工程应用专题小结

——徐  伟 李永安

 

    地源热泵包括地埋管地源热泵、地下水地源热泵、地表水地源热泵。我国的地源热泵经过了学习借鉴国外经验、建立数学模型进行理论分析、在实验室进行实验研究等过程。随着国家标准《地源热泵系统工程技术规范》( GB 50366-2005 )的颁布实施,地源热泵在建筑物空调、采暖、热水供应等方面得到了迅速的推广和应用。

    120 人参加了本专题交流会,在专题会上,进行了下列报告:富尔达公司高翀《地源热泵技术的开发与应用》;际高公司陈风君《沈阳玫瑰园土壤源热泵系统设计》;中国建筑科学研究院袁东立《朗诗国际街区地源热泵系统介绍》;中南建筑设计院张银安《宁波市国税局办公楼地埋管地源热泵空调工程》;劳特斯空调公司伍宏卫《水环热泵系统运行能耗及控制优化》。

在专题会上,经过交流、讨论,形成了如下共识。

1、地源热泵的应用范围在我国得到了进一步拓展。应用地源热泵可以有效地将海水、河水、湖水、洗浴废水、城市污水、工业废水(发电、化工、空压机等废热)、油田回注水、地热尾水在德低品位能源利用起来,制取夏季空调用冷冻水、冬季供热用热水、一年四季用卫生热水。在为人们的工作、生活创造舒适环境的同时,节约能源,保护环境,显示了广阔的应用前景。

2、在设计地埋管地源热泵系统时,要比较夏季空调所需要的冷量与冬季供暖所需要的热量。如果夏季空调向土壤排放的热量远大于冬季供暖所提取的热量,热泵系统长期运行的结果,必然导致土壤温度越来越高,所能取得冷量逐渐减少。如果冬季供暖从土壤提取的热量远大于夏季空调排放的热量,土壤温度会越来越低,所取得的热量逐渐减少。这两种情况都会使热泵处于不经济的运行状态。因此,为实现长期利用土壤热源的目的,使土壤每年的取热和放热总量基本达到平衡,应采用地源热泵分析软件对地源热泵系统全年的动态特性进行详细分析。在技术经济合理时,可以采用辅助热源或冷源与地源热泵并用的调峰方式。为了保持地源热泵地下换热器的水力平衡,宜将地下换热器管道设计成同程系统。

3、在地埋管地源热泵系统中,地下换热器是关键,也是该系统的难点,同时,也是该项技术研究的核心和应用基础。由于各地的土壤条件相差很大,在地埋管地源热泵系统中,应先做当地土壤的热响应实验。热响应实验就是通过输入确定的热负荷,测定循环流体的温度变化,获得可靠的土壤热物性参数,为地热换热器的设计提供可靠的依据。

4、在地埋管地源热泵系统施工中,可与土建施工结合进行,有效利用地基桩孔,形成地源热泵系统的循环回路。不足部分,再另行打孔,减少地埋管地源热泵系统的打孔量,降低初投资。地埋管地源热泵可与辐射吊顶相结合,在气象条件、土壤条件适宜的情况下,无需开启制冷机,直接让水或水溶液在辐射吊顶的冷却盘管内与地埋管换热器中循环流动,夏季供水温度18℃ ,回水温度20℃ ;冬季供水温度 28℃ ,回水温度 26℃ ,这样,即可消除房间的冷负荷,节能效果相当显著。

    应根据当地的地质条件、建筑功能、建筑面积,经技术经济分析后,决定是否采用地源热泵。不能一哄而上,盲目跟风,造成不必要的经济损失。

    降低地埋管地源热泵系统的初投资,保证系统的可靠运行是今后研究的重点和努力的方向。
 
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