摘要
随着经济的发展和人们生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空调已经成为普遍的要求。作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低，而且还会给大气造成严重的污染，因此在一些城市中燃煤锅炉在被逐步淘汰，而燃油、燃气锅炉则运行费用很高。地源热泵就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。
地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，是热泵的一种，热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方。通常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的。地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，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，冬季比环境空气温度高，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比传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。地源热泵技术以其节能、环保、可再生能源利用的特性在我国得到了迅猛发展，在武汉也得到了大量的工程应用，本文梳理和总结了武汉地区地源热泵技术应用和发展现状，并从多方面剖析了地源热泵发展和工程应用中存在的主要问题，提出了武汉地源热泵应用和发展的对策建议。
关键词：传统供热、地源热泵、节能、发展
Abstract
With the development of economy and the people living standard rise, public buildings and residential heating and air conditioning has become a universal requirement. As Chinese traditional heating coal-fired boiler is not only low energy efficiency, but also will cause serious pollution to the atmosphere, thus coal-fired boiler in being phased out in some cities, while the fuel and gas boiler operation cost is very high. Ground source heat pump is a technically and economically has bigger advantage solution alternative heating and air conditioning.
Ground source heat pump is the use of shallow ground to heat and cooling of the new energy utilization technology, is a kind of heat pump, heat pump is the use of carnot cycle and reverse carnot cycle principle of heat transfer and cooling capacity of the equipment. Ground source heat pump can usually refers to the transfer of underground heat or cold quantity in the soil to where it is needed. Heat pump is frequently used as a air conditioning refrigeration or heating. Ground source heat pump has also used the underground soil enormous accumulation of heat storage capacity, the winter ground source heat transferred to the building from the underground soil, summer to transfer the cold underground to buildings, a year to form a hot and cold cycle. Can or simple layer of geothermal resources of the earth's surface temperature is relatively stable throughout the year, higher than the ambient air temperature in winter, the summer than the ambient air temperature is low, it is a good heat source of heat and air conditioning cold source, the temperature characteristic makes the ground source heat pump is 40% higher than traditional air conditioning system operation efficiency, therefore to energy efficiency and save operating cost by about 40%. Ground source heat pump technology, with its characteristics of energy saving, environmental protection, renewable energy has been rapid development in our country, also get a number of engineering application in wuhan, this paper review and summarize the wuhan area ground source heat pump technology application and development situation, there are many ways for the analysis of the
ground source heat pump and the main problems existing in the development and engineering application, proposed the wuhan ground source heat pump application and the development countermeasures and Suggestions.
Key words: traditional heating, ground source heat pump, the energy conservation and development
目录
摘要 .......................................................................................I Abstract ................................................................................I I 前言 .. (1)
第一章地源热泵简介 (1)
1.1地源热泵的定义 (1)
1.2地源热泵的特点 (1)
1.3 地源热泵的优点 (4)
1.4 地源热泵的发展趋势 (5)
1.5 地源热泵在武汉 (5)
第二章空调系统设计依据 (1)
2.1 室外气象参数 (1)
2.2 室内设计参数确定 (1)
2.3 设计范围 (1)
2.4 设计原则 (2)
第三章负荷计算 (1)
3.1 冷负荷计算 (1)
(1)
(1)
(2)
(2)
(2)
(2)
(3)
3.2 人体散湿负荷 (3)
3.3 生活热水热负荷 (3)
3.4工程负荷详细表 (4)
3.5最大负荷表 (5)
第四章末端设备选型 (6)
第五章空调水系统水力计算 (7)
5.1 空调水系统的设计 (7)
5.1.1设计原则 (7)
5.1.2 空调供回水管的水力计算 (7)
5.2 空调水系统的水力计算 (7)
5.3 空调立管的水力计算 (8)
5.3.1 计算依据 (8)
5.3.2 计算公式 (8)
5.3.3 计算结果（回水管同程系统） (8)
5.4 冷凝水管道设计 (8)
5.4.1 设计原则 (8)
5.4.2 管径确定 (9)
5.5 水系统安装要求 (9)
第六章空调风系统设计 (11)
6.1 风系统设计的一般原则 (11)
6.2 新风机组的确定 (11)
6.3 风口 (11)
6.4 风管设计及计算 (12)
6.4.1 风管设计规范 (12)
6.4.2 风道管径的确定 (12)
第七章地源热泵机组选择计算 (13)
7.1 地源热泵机组选型计算 (14)
7.2空调循环水泵设计计算 (14)
7.2.1 水泵流量的确定 (14)
7.2.2 水泵扬程的确定 (14)
第八章地下埋管的设计与计算 (16)
8.1 冬夏季地下换热量的确定 (16)
8.2 确定地下换热器的埋管形式 (16)
8.3 确定管路连接方式 (16)
8.4 地下换热器埋管管材及管径的确定 (16)
8.4.1 埋管管材的确定 (16)
8.4.2 确定管径 (17)
8.5 竖井埋管管长的确定 (17)
8.6竖井数目及间距的确定 (17)
8.6.1竖井数目的确定 (17)
8.6.2 竖井间距的确定 (17)
8.7 地下换热器系统的水利计算 (18)
8.8地下换热器循环水泵的选型 (18)
8.8.1 循环水泵的确定 (18)
8.8.2 水泵配管布置 (19)
8.9 阀门安装 (19)
第九章地板辐射设计 (20)
9.1 低温热水地板辐射简介 (20)
9.2 低温热水地板辐射采暖的特点 (20)
9.3 低温热水地板辐射采暖管材及布置形式 (20)
9.4 低温热水地板辐射设计 (21)
9.4.1 供暖热负荷计算 (21)
9.4.2 埋管面积计算 (21)
9.5 低温地板辐射采暖的调试与运行 (22)
第十章地源热泵技术性分析 (23)
10.1 地源热泵系统介绍及其优点 (23)
10.2 与风冷空调的比较 (24)
10.3 与变频空调的比 (25)
结论 (28)
参考文献 (30)
致谢 (31)
前言
我国地域辽阔，浅层地能可利用量巨大。据初步估算，全国287个地级以上城市每年浅层地能资源量相当于95亿吨标准煤，在现有技术条件下，可利用热量相当于每年3.5亿吨标准煤。如果能有效开发利用，扣除开发利用的电能消耗，每年可节约标准煤2.5亿吨。
地源热泵技术发展得益于以下的各级政策引导、技术应用研究和技术支撑体系的建设。
（一）政策引导
住房和城乡建设部自2006年启动可再生能源建筑应用示范项目以来，已实施了四批共371个示范项目。为落实国务院节能减排战略部署，加快发展新能源与节能环保新兴产业，推动可再生能源在城市建筑领域大规模应用和引导农村住宅、农村中小学等公共建筑应用清洁、可再生能源，财政部、住建部2009年发布了《可再生能源建筑应用城市示范实施方案》和《加快推进农村地区可再生能源建筑应用的实施方案》。通过实施中央财政扶持政策积极引导社会资金投入，充分发挥市场机制和地方政府的积极性，以促使各地完善技术标准，推进科技进步，加强能力建设，逐步扩大应用规模，提高应用水平。
到目前为此，共有47个城市获批可再生能源建筑应用示范城市，98个县获批农村地区可再生能源建筑应用示范县。
除此之外，北京、沈阳等很多省、市也相继出台了有关文件和政策支持浅层地能的开发与利用，为配合再可生能源建筑应用示范城市和农村地区可再生能源建筑应用示范县建设，各地都制定了相应的专项发展规划及配套实施政策，在各地编制的“十二五”建设领域和能源发展规划中再生能源建筑应用和地源热泵技术的发展应用都是不可或缺的重要内容。
（二）浅层地温能资源的调查和评价
国土资源部2008年下发《关于大力推进浅层地热能开发利用的通知》，要求各省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门组织完成本行政区域内的浅层地热能调查评价工作。调查评价的对象为各省（区、市）国土资源厅（局）上报的适宜开发利用浅层地热能的城市（镇），调查评价的范围为城市的城区和远景规划建设区，调查评价内容主要是查明浅层地热能分布特点、赋存条件和地层热物性参数等，估算可利用资源量。在调查评价的基础上，结合当地经济发展、城市建设、矿产资源规划和土地利用规划，根据当地行政区域可再生能源开发利用中长期目标，编制完成各城市（镇）浅层地热能开发利用专项规划。并要求专项规划应根据地质环境条件，划定适宜开发区、较适宜开发区和不适宜开发区；依据水
文地质条件，圈定适宜不同开发方式（地下水、地埋管）的地段，估算不同适宜区浅层地热能可利用量，估算可能的供暖服务面积，提出合理的开发利用规模，为浅层地热能资源的可持续利用提供科学依据。同时要求加强浅层地热能开发利用的地质环境监测工作，对开发利用浅层地热能的城市（镇）建立浅层地热能监测网。
北京市在2009完成了《北京平原区浅层地温能资源地质勘查报告》，天津市在2010完成了《天津市浅层地温能资源调查报告》，在此基础上编制了《浅层地温能资源开发利用相关政策研究》和《关于推进天津市浅层地温能开发利用工作的建议》。沈阳、长沙、杭州等地也已经完成相关工作，2011年，国土资源部在"地质矿产调查评价"中央财政专项中，安排全国29个省会级城市开展浅层地温能资源调查和评价工作。武汉市浅层地温能资源调查评价工作也已于2011年正式启动。
（三）地源热泵应用技术研究
针对地源热泵工程应用中存在的共性问题和关键技术问题，国家“十一五”科技支撑计划项目“建筑节能关键技术研究与示范”、“长江上游地区地表水水源热泵系统高效应用关键技术研究与示范”开展了相关的研究并取得了系列成果。
各地也结合当地的工程应用实际和需求开展了众多的应用研究，诸如浅层岩土体热物性测试的研究，部分城市建立了不同地层的热物性数据库，进行了不同换热方式下地下传热模型的模拟实验，建立地温长期观测点（包括换热井及周围地层温度、水位、水质等），监测其变化规律，特别是换热井回灌能力和温度恢复情况，测试地下换热系统的实际换热效果，测量地层热流值及热传导系数，地下水源热泵取水与回灌技术等。
重庆市国家“十一五”科技支撑计划项目“长江上游地区地表水水源热泵系统高效应用关键技术研究与示范”，以长江上游地区地表水应用为对象，通过深入研究，开发了适应长江上游地区地表水水源条件的高效水源热泵机组及输配系统，研究和突破了取水—水处理和系统应用保障关键技术，建立健全了长江上游地区地表水水源热泵系统技术标准、规程和图集，并建设了集成化的示范工程，形成了经济、适用、高效的地表水水源热泵系统技术模式、工程模式和管理模式，初步建立了在长江流域开展地表水水源热泵推广应用的科技支撑体系。
（四）地源热泵应用技术体系建设
按照财政部、住房和城乡建设部《可再生能源建筑应用城市示范实施方案》的要求各地均加强了可再生能源建筑应用技术体系和技术支撑能力的建设，均制定了相应的可再生能源建筑应用发展规划、管理办法、配套措施以及规范工程项
目实施的设计及施工质量验收标准。
国家标准《地源热泵系统工程技术规范》适时进行了修编，各地结合当地气候条件和水文地质状况都编制了适应当地需要的技术规范或技术实施细则，如重庆市编制完成了《地表水水源热泵系统设计标准》、《地表水水源热泵系统施工质量验收标准》、《地表水水源热泵系统适应性评估标准》、《地表水源热泵系统运行管理技术规程》。
国家“十二五”节能减排综合性工作方案提出了深入贯彻落实科学发展观，坚持降低能源消耗强度、减少主要污染物排放总量、合理控制能源消费总量相结合，形成加快转变经济发展方式的倒逼机制的总体要求，加大调整能源结构的力度，“因地制宜大力发展风能、太阳能、生物质能、地热能等可再生能源。到2015年，非化石能源占一次能源消费总量比重达到11.4%”。据悉，地热能特别是浅层地温能开发已经纳入到国家“十二五”能源发展规划，未来五年，计划完成地源热泵供暖面积达3.5亿平方米。各地编制的“十二五”新能源发展或可再生能源建筑应用规划均将地源热泵作为重要的发展内容，可以肯定的是我国“十二五”期间浅层地能开发利用将会掀起新一轮高潮。
第一章地源热泵简介
1.1地源热泵的定义
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。其节能性能更优于风冷冷水热泵。
地源热泵机组的运行靠少量的电力来驱动，它的工作原理是通过向机房系统内的热泵机组输入一定电能驱动压缩机做功，使机组中的介质反复发生蒸发吸热和冷凝放热的物理相变过程，从而将地源系统中的能量提取和传导到用户系统，实现空间上的热量交换和传递转移。
在冬季，把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于采暖；在夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，并且常年能保证地下温度的均衡地源热泵供暖空调系统主要分三部分：
1）、室外地能换热系统（地源）
2）、水源热泵机组（机房）
3）、室内采暖空调末端系统（用户）
根据地源热泵空调系统的取热(冷)源方式不同可以分土壤源热泵和水源热泵两种形式：
土壤源热泵是以土壤、岩石等为热(冷)源的空调系统。在此系统中，地下换热器通常采用承压力性能高、耐腐蚀的PE管，在工程安装时人为的向管内注入自来水，水在管内循环，通过管壁把大地的热量与房间热量相互交换。这种形式的地源热泵系统具有使用寿命长，不受水源限制的优点。
一个地源热泵项目选用应用形式时应从水源、建筑占地面积、初投资、使用寿命、机组效率等几方面仔细比较，选出最适合自身建筑的空调系统。
地源热泵技术的最大优点主要有以下七点：环保、节能、运行费用低、维护费用少、一机多用、操控安全、空气品质高。
1.2地源热泵的特点
（1）地源热泵技术属可再生能源利用技术。由于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为地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。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，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
（2）地源热泵属经济有效的节能技术。其地源热泵的COP值达到了4以上，也就是说消耗1KWh的能量，用户可得到4KWh以上的热量或冷量。
（3）地源热泵环境效益显著。其装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。
（4）地源热泵一机多用，应用范围广。地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统；可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。然而实现地源热泵主机系统的这一机多用，则需要一整套系统解决方案，其有动力输配系统-----节能空调机房，室内末端输送设备采用地暖分集水器，水力平衡分配器，生活热水采用多功能水箱。由此可体现出地源热泵主机的一机多用也代表着暖通系统的整个运行体系。
（5）地源热泵空调系统维护费用低。地源热泵的机械运动部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安装在室内，从而避免了室外的恶劣气候，机组紧凑、节省空间；自动控制程度高，可无人值守。
由以上的特点可以看出，地源热泵的技术以后可得到广泛的应用。
然而，地源热泵要实现制冷制热，则需要给它提供动力来输送制冷制热管道中的循环水，传统机房可提供动力，但施工起来比较复杂，难度高，周期长，采购的材料种类多，需库存，漏水隐患大等等问题，针对此，市场上开发了一款新型的动力输配系统设备-----节能空调机房。此机房系统是将传统机房中的所有部件进行集成模块化，实行一体化安装的模式。不仅在施工难度上大大降低了，而且无需库存，漏水隐患大大降低了，还能与主机进行无限联动等等，由此可以看出，节能空调机房实为一款为暖通行业提供一整套的解决方案.
地源热泵主机可将空调、地暖、生活热水三合为一。也就是地源热泵的一机多用，为暖通系统提供整套方案，由此可采用市场上出现的节能空调机房，水力平衡分配器，储能热水水箱，这几款设备能有效的解决以上问题，首先节能空调机房与地源热泵主机配套，为其提供输送循环水的动力，而其室内末端使用水力平衡分配器，它能将末端的水力系统达到平衡，使其室内的每个房间同时达到平衡，而且它无中间环节点，大大减少漏水隐患。生活热水可以采用储能热水水箱实现全年全天候使用，而且带热回收的地源热泵主机或者通过节能空调机房给它提供热源。可以得出，节能空调机房，水力平衡分配器，储能热水水箱这一套设备为暖通空调和供热采暖提供了完美的解决方案，与此同时它也实现了将地源热泵主机系统，地暖、空调、生活热水能实现一体化安装。
地源热泵主机与节能空调机房的完美配合给整个暖通系统的供热采暖提供
整套的解决方案!节能空调机房和地源热泵配套使用，其节能空调机房可为整个空调系统提供动力，它的内部主要构造有两个泵，一个为水源侧的泵，一个用户侧的泵。其水源侧的泵是给地源热泵的地埋侧输送循环水，而用户侧的泵就是为室内末端设备输送循环水，从而达到制冷制热的目的。在室内末端输送时，采用水力平衡分配器大大减少漏水隐患，末端冷热效果均衡。在地源热泵使用的同时，还可以回收制冷工作过程放出的热量，用来制取生活用水。在这一整套系统中，地源热泵主机与节能空调机房、水力平衡分配器，多功能水箱有机地结合在一起，为暖通空调和供热采暖提供一整套解决方案。
总而言之，节能空调机房、水力平衡分配器、多功能水箱与地源热泵的结合为整个暖通系统增加亮点，同时在安装上便捷了很多，施工时间、采购周期都大大缩短了，人工成本也将低了等等。由此可见节能空调机房与地源热泵的配合是未来暖通行业必然的发展趋势。
水源/地源热泵有开式和闭式两种。
开式系统：是直接利用水源进行热量传递的热泵系统。该系统需配备防砂堵，防结垢、水质净化等装置。
闭式系统：
是在深埋于地下的封闭塑料管内，注入防冻液，通过换热器与水或土壤交换能量的封闭系统。闭式系统不受地下水位、水质等因素影响。
1、垂直埋管--深层土壤
垂直埋管可获取地下深层土壤的热量。垂直埋管通常安装在地下50-150米深处，一组或多组管与热泵机组相连，封闭的塑料管内的防冻液将热能传送给热泵，然后由热泵转化为建筑物所需的暖气和热水。垂直埋管是地源热泵系统的主要方式，得到各个国家的政府部门大力支持。
2、水平埋管--大地表层在地下2米深处水平放置塑料管，塑料管内注满防冻的液体，并与热泵相连。水平埋管占地面积大，土方开挖量大，而且地下换热器受地表气候变化的影响。
3、地表水
江、河、湖、海的水以及深井水统称地表水。地源热泵可以从地表水中提取热量或冷量，达到制热或制冷的目的。利用地表水的热泵系统造价低，运行效率高，但受地理位置（如江河湖海）和国家政策（如取深井水）的限制。
地源热泵是一种利用土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统，地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。地表土壤和水体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）；它又是一
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平衡，地源热泵技术的成功使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为现实。
地源热泵机组利用土壤或水体温度冬季为12-22℃，温度比环境空气温度高，热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高；土壤或水体温度夏季为18-32℃，温度比环境空气温度低，制冷系统冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率大大提高，可以节约30--40%的供热制冷空调的运行费用，1KW 的电能可以得到4KW以上的热量或5KW以上冷量。
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，比燃料锅炉节省约二分之一的能量；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、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60%。因此，近十几年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。
1.3 地源热泵的优点
高效：地下土壤温度一年四季基本恒定在16℃左右，略高于该地区平均温度1到2度，使得热泵无论在制冷或制热工况中均处于高效率点。
节能、省费用：冬季运行时，COP约为4.2，即投入1kw电能，可得到4kw 的热能，夏季运行时，COP可达5.3，投入1kw电能，可得到5kw的冷量，能源利用效率为电采暖方式的3-4倍；并且热交换器不需要除霜，减少了结霜和除霜的用电能耗。地源热泵空调系统的高效节能特点，决定了它的低运行费用。同比传统中央空调节能50%-75%以上，让您永无能源涨价危机与隐忧。
零维护费用：地埋管部分一旦运行使用，基本不需要任何维修费用的投入。既减少了人力资源，又节约了大量的资金。
绿色环保：地热资源垂手可得，地源热泵系统通过密闭水循环与土壤进行能源交换，不破坏地层结构，不利用地下水资源、低噪音，又不排放废气和废弃物，对空气不造成热污染，具备零污染的良好环保品质。（供热时没有燃烧过程，避免了排烟污染，供冷时省了冷却塔，避免了噪音及霉菌污染。）
性能可靠：主机及系统匹配科学、合理，并选用世界名牌产品，高强度、高密度的聚氯乙烯管材均为进口原料生产，地耦运用新型的PE管，安全无毒，无腐蚀，柔韧性好、断裂伸长率高，采用热熔和电熔系统密封性能好、不泄漏，提供了安全运行的可靠性。
寿命长：地埋管采用北欧化工原料，加工工艺及设备有很高的技术要求，其寿命为50-70年，主机寿命为20-25年，属于一次性投资终身受益型项目。
一机多用：地源热泵系统可供暖，制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。
可再生：土壤有较好的蓄热性能，冬季通过热泵将大地浅层的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用，保证大地热量的平衡。
灵活控制、便于运行管理：自动化程度高，无需专业人员值守、操控，根据需要灵活控制，开关由己，冷暖自知，可以实现机组独立计费，分户分房间控制，方便业主对整个系统的管理。
1.4 地源热泵的发展趋势
地源热泵是一种利用地球表面浅层水源(地下水、海水、河水和湖水等)或地下土壤热源的低品位热源，通过热泵、制冷循环，制取冷量供夏天空调使用、制取热量供冬天取暖使用。
前瞻网认为，地源热泵制热要比常规的电制热或燃油、燃气制热经济，通常制取相同的热量，地源热泵的耗电量只有电热耗电量的1/4到1/5。因此，地源热泵市场广阔。
《2013-2017年中国地源热泵行业发展可行性分析报告》预测，“十二五”期间，中国预计将完成地源热泵供暖(制冷)面积3.5亿平方米左右，届时整个地热能开发利用的市场规模总计将超过700亿元。
能源局等4部委发布促进地热能开发利用指导意见〔2013〕48 号：
到2015年，基本查清全国地热能资源情况和分布特点，建立国家地热能资源数据和信息服务体系。全国地热供暖面积达到5 亿平方米，地热发电装机容量达到10万千瓦，地热能年利用量达到2000万吨标准煤，形成地热能资源评价、开发利用技术、关键设备制造、产业服务等比较完整的产业体系。
到2020年，地热能开发利用量达到5000万吨标准煤，形成完善的地热能开发利用技术和产业体系。
1.5 地源热泵在武汉
武汉自2000年开始该技术的工程应用，至今已在武汉火车站、武昌火车站、武汉杂技厅、武汉美术馆、中南剧场、湖北大学图书馆、湖北省图书馆新馆、武汉市委办公楼、省国土资源厅大楼等近百栋建筑应用，建筑应用面积近350万平方米。
为充分调动建设单位及开发商应用地源热泵技术的积极性，湖北省及武汉市建设行政主管部门及时将国家精神、政府决策、示范要求等工作内容通过各种途
径向社会传播，并积极组织示范项目申报、关键技术研究、技术宣贯和培训。《湖北省实施〈中华人民共和国节约能源法〉办法》、《湖北省民用建筑节能条例》均要求推进可再生能源建筑应用，并制定了有关地源热泵应用的相关激励政策。武汉清江花园小区列为2003年建设部科技示范工程；武汉泰跃·金河小区列为2006年全国十大建筑节能工程；武汉市百步亭新港苑小区、军事经济学院图书馆、广州军区中南花园招待所、湖北第二师范学院图书馆等项目列为财政部、建设部可再生能源建筑应用示范项目；武汉理工大科技园研发中心、湖北省出入境检验检疫局综合实验楼列为“十一五”国家科技支撑计划“可再生能源与建筑集成技术应用示范工程项目”。
2005～2007年，武汉市发改委、建委、法制办、规划、科技、水务、环保局、市建筑设计院、市勘测院等部门和单位，成立了工作专班，开展了地源热泵技术应用的相关基础性工作研究。提出了推广应用地源热泵技术应遵循“积极审慎，因地制宜，科学利用，依法依规，严格监管，稳步推进”的原则。并根据不同热泵技术特点，提出了发展方针“优先发展废热和污水源热泵，积极发展地埋管地源热泵，适度发展地下（表）水源热泵”。
在相关基础性工作研究的基础上，提出了《武汉市关于应用热泵技术的指导意见》（初稿）、《武汉市应用热泵技术供热供冷发展规划》、《武汉市地源资源评价报告》、《水果湖地区应用地源热泵的可行性研究》等报告。颁布实施了《武汉市地下水管理办法》、《武汉市地源热泵系统工程技术实施细则》等规范性文件。
2009年武汉成为全国首批可再生能源建筑应用示范城市，并获得了国家财政的专项资金支持，武汉市财政局、城建委出台了《武汉市可再生能源建筑应用专项补助资金管理办法》，并先后组织了三批可再生能源建筑应用示范项目申报。
为保证地源热泵技术推广应用工作科学规范、健康有序地开展，华中科技大学、中国地质大学（武汉）、武汉科技大学和武汉市建筑设计院等科研设计单位在地源热泵技术研发和设计应用经验的基础上，深入开展了地源热泵相关技术领域的综合研究和工程应用示范。在市建设行政主管部门的支持下成立了武汉土木建筑学会地源热泵专业委员会，搭建了地源热泵技术各专业、各学科交流和合作的平台，以加强技术协作和组织联合攻关，提高地源热泵技术的综合应用水平，并及时为工程建设项目应用地源热泵技术提供理论指导和技术支持。
从武汉地源热泵使用项目的实际运行情况来看，各系统总体运行稳定，节能环保效益显著，积累了宝贵的工程应用经验，赢得了较好的社会影响。为准确具体掌握地源热泵空调系统在武汉的应用现状和存在的问题，为武汉推广应用地源热泵系统提供技术支持，武汉市城建委科技专项《武汉地区地源热泵推广应用技术研究》对武汉已建地源热泵空调系统工程进行了全面的调研和典型工程测试，
水源热泵热水机组 设 计 方 案 方案目录 方案概述................................ 第一章水源热泵中央空调介绍........................ 第二章水源热泵中央空调相关政策依据................ 第三章方案设计.................................... 第四章工程概算.................................... 第五章水源热泵系统技术特点........................ 第六章公司简介.................................... 第七章工程清单目录................................
方案概述 本方案采用水源热泵中央空调新技术，水源热泵中央空调是二十世纪七十年代以来欧美发达国家大力推广的空调新技术。它是利用地下浅层水中低品位能源制冷和制热，空调运行成本比传统电制冷空调节约50%以上。 第一章水源热泵中央空调介绍 一、水源热泵现状及政策依据 水源热泵最早源于1912年瑞士的一项发明专利，二十世纪七十年代能源危机以后，这一节能、环保的空调技术受到西方国家的重视。水源热泵技术在美国、加拿大和北欧国家和地区已得到广泛地应用。瑞士的普及率达到50%以上，美国推广速度以每年20%的速度递增。 1995年中美签署了《中华人民共和国国家科学委员会和美利坚合众国能源部效率和再生能源技术的发展与利用领域合作协议书》，并与1997年又签署了该合作协议书的附件六——《中华人民共和国国家科学技术委员会与美利坚合众国能源部地能开发利用的合作协议》。其中，两国政府将地源热泵空调技术列为能源效率和再生能源的合作项目。建设部2000年第76号令也将地热、可再生能源以及空调节能技术列入建设部推广项目。2004年9月14日国家发改委高技术处颁发了《关于组织实施“节能和新能源关键技术”的通知》，将地热、热泵列为重点开发内容。2005年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十届会议通过了《中华人民共和国可再生能源法》鼓励大力推广应用太阳能、地热能、水能等可再生能源。 与此同时，适合推广水源热泵的北京市、山东、河南、辽宁、河北等地政府对推广水源热泵空调制定了优惠政策。这一举措极大的促进了我国地源热泵技术的发展。 北京市第一个地温空调工程——蓟门饭店（两会代表驻地）已运行七年。运行成本低于原燃煤锅炉和单冷机组，比改造前每年可节约数十万运行费用。 二、水源热泵工作原理 水源热泵技术利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊）中低品位热能资源，通过逆卡诺循环实现低品位热能向高品位热能转移的一种技术。它以水为工作介质将地下土壤中的低品位热能提取出来，经高效的热泵机组，利用少量的高品位电能，将水中的低品位能量输送到空调场所，完成热交换的地下水又重新回灌到地下去。井水是在金属管路中闭路循环的，水不与大气接触，不消耗水，也不污染水，只提取水中的热能。地温空调
暖通空调设计中地源热泵的运用刘冬青 发表时间：2018-07-26T10:31:26.413Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第7期作者：刘冬青[导读] 在建筑行业飞速发展的带动下，暖通空调设计成为建筑设计的重要组成部分，直接影响着室内环境的舒适度 刘冬青 天润热电设计院有限公司山东济南 250000 摘要：在建筑行业飞速发展的带动下，暖通空调设计成为建筑设计的重要组成部分，直接影响着室内环境的舒适度。对此，相关设计人员应该充分重视起来，顺应节能减排的号召，在暖通空调设计中应用地源热泵系统，在保证系统功能正常发挥的基础上，尽量减少对于环境的污染和影响，推动我国建筑行业的健康发展。本文探讨了暖通空调设计中地源热泵的应用。关键词：暖通空调设计；地源热泵；应用在建筑行业不断发展的过程中，暖通空调设计也在不断创新、不断发展，在未来，地缘热泵技术是暖通空调设计发展的必然趋势之一，这种技术在暖通空调设计中的运用不仅可以保证室内环境的温度、湿度以及舒适程度，为人们提供更高品质的居住环境，同时可以实现节能减排的目标，减少对环境的污染。 1 地源热泵在暖通空调设计中的应用优势 1.1 系统稳定性好 北方地区温度较低，使用暖通空调的频率比较高，由于低温天气的影响，暴露在建筑外部的保温系统很容易损伤，但是地源热泵却是深埋在地下的，因此受到低温天气的影响较小，系统的稳定性和耐久性也比较强，同时，深埋在地下的地源热泵也不会影响建筑的美观性。 1.2 节能环保 地源热泵的热能主要依靠大地，通过热交换来调节建筑的内部温度，将这种技术应用到暖通空调设计中一方面可以大大减少废水、废气的排放，减少对环境的破坏，一方面可以降低资源消耗，响应国家节能减排的号召。 1.3 能源的利用率高 大地具有储存热能和冷能的功能，与其他环境介质相比，大地的温度变化是比较小的，因此在夏季，大地可以将热能存储在大地中供冬季使用，在冬季时，又可以将冷能量存储在大地中供夏季使用。地源热泵充分利用了大地的这个功能，通过与大地进行热交换来调节室内温度，这样的方式不仅可以减少环境污染，还能够提高能源的利用率。 2 暖通空调设计中地源热泵的应用 2.1 大地耦合热泵 它的热源、热汇是以地表浅层土壤为主，对比传统空气热泵具有如下优点：①与地表水与空气而言，土壤深入地下时，全年的温度波动相对较小，土壤影响地表的空气、温度，具有衰减、延迟作用。所以，多数条件下，热源、热汇宜作为热泵装置，确保系统高效率、稳定运行；②土壤作为热泵的热汇、热源，可取代传统空调的锅炉、冷却塔，减少空气污染，降低环境热污染；③同空气热泵比较，大地耦合热泵无除霜问题，无需风机回收土壤热量，可降低系统噪声等级；④土壤自身属于蓄冷体和蓄热体，所以，大地耦合热泵能结合太阳能集热装置，利用土壤放热功能、蓄热共鞥，获取最佳制冷效果、供热效果；⑤土壤传热性能较差，需提供较大传热面积，所需占地面积过大；⑥埋设地下管道时，其成本较高，运行故障检修难度较大；⑦当土壤干燥，降低其导热性能，在夏季时，向外排热难度大，呈不可逆运行状态。 2.2 地表水热泵 地表水热泵系统和地下水热泵技术的原理大致相同，区别之处是，地表水热泵系统是由地表水面下方的塑料管道构成的，塑料管道通过多重并联的形式，把地表水运行过程当中产生的热量通过热交换器进行交换，这样地表水热泵系统就可以在一定情况下代替土壤热能源交换系统。 2.3 地下水热泵 地下水热泵技术是地源热泵技术的重点研究对象。地下水热泵技术之所以能够被广泛应用，其原因有以下几点：第一，地下水热泵技术具有占地的面积小，并且布局严谨的特点。地下水热泵技术对于水井的占地面积要求不是很高，因此，抽取上来的地下水和地下水的回灌不会受到水井所占面积大小的影响。另外，较为严谨的水井系统布局也促进了地下水在抽取和回灌上的效率。第二，地下水热泵技术具有运行成本低的特点。地下水热泵系统所需单位容量的成本非常低，整个暖通空调系统的运行只需要有一口流量很高的井就能实现运行。第三，地下水热泵技术具有系统维护成本低和对环境影响小的特点。地下水热泵循环系统的设计当中合理有效的地下水热泵循环系统设计不仅能够提高系统的运行效率和稳定系统的运行而且还可以忽略对地下水热泵系统的日常维护，从而节约大量的维护成本，与此同时，在地下水的回灌下，地层的含水量基本不会发生变动，这就保证了地下水热泵循环系统在运行当中不会对环境造成破坏。 2.4 污水源热泵 污水源热泵，主要是从工业污水、城市污水中提取低品位热源热量，将其转化为高品质能源，直接向住宅用户提供热、冷负荷的热泵系统。使用污水源热泵，是指利用水质稳定、温度变化小的特点，以污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空洞装置。它具有如下优点：①污水源热泵是利用污水处理厂出水量大，水质稳定，常年温度在13～25℃等特点，以污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空调装置。污水源热泵具有热量输出稳定、COP 值高、换热效果好、机组结构紧凑等优点，是实现污水资源化的有效途径。②污水源热泵比燃煤锅炉环保，污染物的排放比空气源热泵减少40%以上，比电供热减少70%以上。它节省能源，比电锅炉加热节省2/3 以上的电能，比燃煤锅炉节省1/2 以上的燃料。由于污水源热泵的热源温度全年较为稳定，其制冷、制热系数比传统的空气源热泵高出40%左右，其运行费用仅为普通中央空调的50～60%。同时，它也存在一定缺陷，污垢还常常使流道表面的粗糙程度增加，引起摩擦系数和局部阻力系数的增加，这必然要引起整个换热器的流动阻力压降增大，故泵消耗的功率增加。所以在污水源热泵系统中换热器的设计、使用中，如何防垢、抑垢、除垢是非常重要的。 3 地源热泵应用的注意事项
第1章 浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种，它的特点是两端管板只有一端与外壳固定死，另一端可相对壳体滑移，称为浮头。浮头式换热器由于管束的膨胀不受壳体的约束，因此不会因管束之间的差胀而产生温差热应力，另外浮头式换热器的优点还在于拆卸方便，易清洗，在化工工业中应用非常广泛。本文对浮头式换热器进行了整体的设计，按照设计要求，在结构的选取上，即壳侧两程，管侧四程。首先，通过换热计算确定换热面积与管子的根数初步选定结构,然后按照设计的要求以及一系列国际标准进行结构设计，设计的前半部分是工艺计算部分，主要设根据设计传热系数、压强校核、壳程压降、管程压降的计算；设计的后半部分则是关于结构和强度的设计。主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件（如壳体、折流板、管箱固定管板、分程隔板、拉杆、进出口管、浮头箱、浮头、支座、法兰、补强圈）的设计。 换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备。随着现代新工艺、新技术、新材料的不断开发和能源问题的日趋严重，世界各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合利用摆到十分重要的位置。换热器因而面临着新的挑战。换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统运行的经济性和可靠性起着重要的作用，有时甚至是决定性的作用。目前在发达的工业国家热回收率已达96%。换热设备在现代装置中约占设备总重30%左右，其中管壳式换热器仍然占绝对的优势，约70%。其余30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管热泵和蓄热器等设备。其中板式、螺旋板式、板翅式以及各类高效传热元件的发展十分迅速。在继续提高设备热效率的同时，促进换热设备的结构紧凑性，产品系列化、标准化和专业化，并朝大型化的方向发展。浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种。换热管束包括换热管、管板、折流板、支持板、拉杆、定距管等。换热管可为普通光管，也可为带翅片的翅片管，翅片管有单金属整体轧制翅片管、双金属轧制翅片管、绕片式翅片管、叠片式翅片管等，材料有碳钢、低合金钢、不锈钢、铜材、铝材、钛材等。壳体一般为圆筒形，也可为方形。管箱有椭圆封头管箱、球形封头管箱和平盖管箱等。随着我国工业化和城镇化进程的加快，以及全球发展中国家经济的增长，国内市场和出口市场对换热器的需求量将会保持增长，客观上为我国换热器产业的快速发展提供了广阔的市场空间。从市场需求来看，在国家大力投资的刺激下，我国国民经济仍将保持较快发展。石油化工、能源电力、环境保护等行业仍然保持稳定增长，大型乙烯项目、大规模的核电站建设、大
毕业设计（论文）开题报告 1 课题的目的及意义 20世纪70年代，世界能源结构已经经历了三次大转变，即从木柴转向煤炭由煤炭转向石油和天然气"继而又从以油、气为主的能源系统转向以可再生能源为基础的持久能源系统! 据资料，目前全世界已经探明的煤炭、石油、天然气、油页岩等石化燃料资源的总量，大约只够人类使用100年。 目前在我国的能源构成中煤占70%以上，石油及天然气占25%，但能源利用率仅在30%以下。针对我国的能源紧缺、能源利用率低、能源浪费严重的现状，建设部于1996年下发《建筑节能技术政策》，明确今后我国建筑节能的任务是在保证使用功能、建筑质量和室内环境符合小康目标的前提下，采取各种有效的节能技术与管理措施降低新建房屋单位建筑面积能耗。同时对既有的建筑物进行有计划的节能改造，达到提高居住热舒适性、节约能源和改善环境的目的。 环境保护工作是摆在我们面前刻不容缓的一项重要工作! 据资料估计全世界每年燃烧后排放到大气中的二氧化硫20万t,二氧化碳排放增长率达1.55ppm.资料表明：大气中二氧化碳每增长一倍就会使低层大气层年平均温度升1.5-3C。在我国，每年仅建筑用能采暖燃煤就要排放二氧化碳达1.9t,排放二氧化硫达300t,排放烟尘300t左右。 随着改革开放不断向纵深发展,传统的供热方式受到不同程度的冲击! 由 于旧的供热体制受计划经济的约束,在国家能源政策、管理体制、收费体制、供热质量、物业管理等方面尚存在一些弊端，不适市场经济发展的要求，制约了经济的发展，同时也带来了一些社会问题! 综上所述"由于节能、环境保护的需要及供热空调逐步走向市场化#商业化"供热空调方式向多元化发展，出现了诸如油炉采暖、燃气采暖、电采暖及水源热泵技术的开发研制、应用这一百花齐放的局面。 水源热泵机组以水为载体，冬季采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水，甚至工业废水、污水的低品位热能，借助热泵系统，通过消耗部分电能，将所取得的能量供给室内取暖.在夏季，把室内的热量取出，释放到水中，以达到夏季空调的目的。该机组具有设计标准、选择优良、操作简便、安全可靠等优点。但是，由于水源热泵机组是近些年不断应用于工程的供热、供冷方式.尚存在一些问题有待进一步解决。
第三章地源热泵系统的设计及计算 一说到设计，人们往往想到的是工程技术人员的计算和绘图，当然这些都属于设计领域里的工作，而寻找解决问题的途径，也是设计任务之一。设计本身包括寻找解决问题的途径，所以它不限于事先构思，更不排斥实践，而应是思维活动与实践活动的统一。空调设计的任务及目的，就是把现有能效高的设备组织好、使用好、充分发挥它们的作用。 现代空调系统的不断发展使建筑物内的设施日益增多和复杂，这对改善人们的生活和工作环境有着积极作用，但同时也带来了由于系统设计、工程施工和运行管理不当而造成对自然环境和人体健康有害的因素。所以反过来力求解决这些问题就成为一种主要的推动力，促使空调技术更进一步向前发展。目前，建筑节能的重要性越来越引起人们的关注。从建筑设计方面来看，提高隔热保温性能，采用合理的朝向，增设必要的遮阳等可以减少空调负荷，降低能耗。对于确定的空调负荷，提高设备的效率和优化运行过程提供相应的硬件软件，都成为降低能耗的关健。 空调系统的设计一般采用工况设计法，是以夏季和冬季室外空气设计参数为依据的典型工况进行计算，并且是按最不利情况考虑，按照设备的额定工况选择指标。所以，设备选型较大。空调设备经常处于部分负荷状态下运行，必须要求设备在部分负荷运行时也能高效率运行。避免负荷变化了，而设备不能作相应调节，出现大马拉小车的现象；或设备也能调节负荷，但调节性能差，耗能指标落后。
因此，设计的任务就是要用先进的自控技术将空调全工况下的性能调整到最佳程度，这就是所谓的过程设计方法。 一、中央空调设计主要参考以下的规范及标准 1、通用设计规范 1)．《采暧通风及空气调节设计规范》（GB50019-2003（2003 年版））； 2)．《采暖通风及至气调节制图标准》（GBJ114－88） 3)．《建筑设计防火规范》（GBJ116－87） 4)．《高层民用建筑设计防火规范》（ GBJ0045－95） 5)．《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）2．专用设计规范： 1)．《宿舍建筑设计规范》（JGJ36-87） 2)．《住宅设计规范》（GB50096-99） 3)．《办公建筑设计规范》（JG67－89） 4)．〈旅馆建筑设计规范〉（JGJ67-89） 5)．《旅游旅馆建筑热土与空气调节节能设计标准》（GB50189-93） 6)．《地源热泵系统工程技术规范》（JGJ142－2004） 7)．《地面辐射供暖技术规范》（GB50366－2005） 8)．其它专用设计规范 3．专用设计标准图集： 1)．《暖通空调标准图集》 2)．《暖通空调设计选用手册》（上、下册）
前言 我国每年大约有20亿平方米的建筑总量，接近全球年建筑总量的一半，建筑能耗约占全国社会终端总能耗的27.6％，因此建筑节能势在必行。可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。 在大型商业建筑和公用建筑中,合理空调方案的确定是个至关重要的问题。按负担室内空调负荷所用介质分类，空调系统可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和冷剂系统。每种空调系统都有各自的适用性，对于建筑空间大，易于布置风道且对室内温、湿度洁净度控制要求严格的场合，适合用全空气系统。全水系统适合用于建筑空间小，不易于布置风道的场合。空气-水系统适用于室内温、湿度控制要求一般且层高较低，冷、湿负荷也较小的场合。对于空调房间布置分散，要求灵活控制空调使用时间且无法设置集中式冷、热源的场合适合用冷剂系统。 通过毕业设计消化和巩固大学四年学习的本专业全部理论知识和实际知识，并将它应用到工程实践中去解决工程的实际问题，熟悉有关的技术法规内容，培养施工设计的思维能力和制图技巧及对工程技术的认真态度。
第1章概述 1.1建筑概况 1.1.1设计地点 山东省青岛市。 1.1.2建筑物土建资料 见土建资料图纸。 1.1.3 建筑物使用功能 本次设计为商住两用建筑，一到五号楼。本次设计不考虑住宅部分。总占地面积约为8000㎡，空调面积为约18807㎡。楼底部作沿街店铺，小区配套服务设施，及设备用房。台湛路一层二层做商场，延安三路一层二层作沿街商铺。工程地下室作为地下车库。 1.1.4 建筑物的周围环境 本设计建筑物位于青岛市市北区，延安三路与台湛路交界处。 1.1.5 建筑物所在地区土质资料 根据勘探井的资料得知设计地点土质为粉质粘土，轻微潮湿，土壤导热系数为1.8 W/(m.K)左右，且地下八十米以上是非岩层地带，土壤导热情况良好，适合于作为热泵系统的冷热源。 1.2土壤源热泵 1.2.1 热泵系统的特点 a. 热泵空调系统是利用低位再生能的热泵技术，其特点如下： （1）用能遵循了能量的循环利用原则，避免了常规空调系统用能的单向性。所谓用能的单向性是指“热源消耗高位能（电、燃气、油与煤等）——向建筑物内提供低温的热量——向环境排放废物（废热、废气、废渣等）”的单向性用能
空气能热泵+地暖+空调系统设计 武汉誉德远程智能化集中热水供应系统包括本地热水供应系统、远程控制子系统，刷卡消费子系统。本地系统采用空气源热泵原理，每消耗1份电量的同时从空气中吸收4份热量，能效比最高可达5.5，为您节省一半到四分之三的电费；凭借先进技术与精密工艺，整机系统固有能耗系数与热水输出率均优于国家一级能效的规定值。在热水系统的基础上，可以加入地暖、空调等组成一套，热水、暖气、冷气一整套解决方案。下面对这套系统的设计特点做一个简单的介绍。 武汉誉德 空气源热泵和地源热泵为热源的地暖设计系统图
节能高效：热泵效率高，一份电力可产生三份的制热量；热泵高效出水温度在45-50度之间可设定，可直接用于地暖；而燃气壁挂炉高效水温在70-80度，需要通过混水才能用于地暖。 经济性:热泵既可制冷又可采暖，一机双用，节省初投资；无需增设混水装置，并且运行费用也更低。 在设计热泵地暖系统时，要注意有几点是与壁挂炉地暖系统不一样的: 热泵的供回水温差是5度,而壁挂炉是10度,所以热泵地暖系统的循环水流量较大,需要用Φ20的管道。 热泵地暖系统需要将每个回路所覆盖的面积适当减小，同壁挂炉地暖系统相比，热泵地暖的铺设特点是：小面积、多回路。空气源热泵需考虑冬季的制热能力衰减系数，以保证冬季的采暖效果，能力衰减系数通常可以从热泵厂家获得。壁挂炉一天可以反复点火几百次，而热泵使用的都是定频压缩机，由于压缩机保护不能频繁启停，热泵在冬季还需要化霜，所以设置一个缓冲水箱可以有效保护压缩机，提升系统舒适度和稳定性。相较于目前市场流行的VRF+壁挂炉的家用中央空调和地暖系统，热泵不仅可以实现同样功能，而且可以节省一大笔初投资费用。有理由相信，热泵的空调地暖系统将逐渐成为高档家装市场的主力军。 在设计这种空调和地暖二合一的水系统时，要注意以下几点：两个水系统要分别进行水力计算，若两个最不利环路值相差较大时，需设置两个压差旁通阀。越来越多的用户会在冬季同时开启地暖和风机盘管，在设计时要注意用户的使用习惯、空调和地暖之间的水力平衡措施、空调开启率、是否需增大主机容量，以保证使用效果。同时需指导用户如何正确使用该系统，避免因操作不当而引起制热效果不好的投诉。 建议在地暖的供水主管上，即球阀前安装一个电动两通开关阀，在夏季时自动关断，防止夏季冷冻水的冷量渗入地暖系统中，造成地板下结露。通常联机控制器上会有一个富余的干接点信号可以用于连接该电动两通开关阀。 地暖系统建议使用带阻氧的PEX管或者PERT管，主管道系统建议使用铝塑管道，一方面可以良好的弯曲定型，不用中间接头，另一方面，也可以100%阻氧，延长系统寿命。明装可以用卡套式，插接式，如果有可能暗埋，最好用卡压式，由于安全性高，欧标是允许该方式暗埋的。
1.绪论 随着国民经济的增长城市建设的发展和人民生活水平的提高及房地产业的升温,我国空调业己得到空前的发展。空调己成为季节性能源消耗的大户,并成为建筑节能的关注问题。大力发展新能源与可再生能源,已成为我国21世纪发展国民经济的刻不容缓的战略目标。 热泵技术是应用低位可再生能源的重要技术措施之一。热泵系统是利用低温热源进行制热,制冷的新型能源利用方式。与使用常规能源供热方式相比,具有许多不可替代的特点。因地制宜的发展地源热泵系统,有利于优化能源结构,促进多种资源的有效利用,提高能源利用率。 目前常规使用的热泵系统多为空气源,它受环境温度影响很大。夏季不利于冷凝器的散热,冬季蒸发器得热难,犹其是冬季融霜难。地源热泵几乎不受环境气候影响,可以产生良好的节能效益,且不用除霜。主要内容包括:地源热泵的形式与基本原理,地源热泵机组,新乡本地工程应用实例,对传统地源热泵的改进设想等。
2.地源热泵简介 2.1地源热泵的发展 地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，是热泵的一种热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方，通常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的。地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能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。 地源热泵的起源 地源一词是从英文“ground source”翻译而来，汉语的内涵则十分广泛，应包括所有地下资源的含义。但在空调业内，目前仅指地壳表层（小于400米）范围内的低温热资源，它的热源主要来自太阳能，极少能量来自地球内部的地热能。 "地源热泵"的概念，最早于1912年由瑞士的专家提出，而该技术的提出始于英、美两国。 1946年美国在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统。但是这种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛注意，无论是在技术、理论上都没有太大的发展。 20世纪50年代，欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮，但由于当时的能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。直到20世纪70
长江大学工程技术学院毕业设计（论文）开题报告 题目名称宣城市某办公楼中央空调设计 系部城市建设系 专业班级建筑环境与能源应用工程61021班 学生姓名曾刚 指导教师段鹏 辅导教师 开题报告时间 2015年10月15日
宣城市某办公楼中央空调设计 学生：曾刚，城市建设系 指导教师：段鹏，城市建设系 一、题目来源 由指导教师提供，结合社会实际。 二、研究（设计）目的和意义 自改革开放起，随着国民经济的飞速发展，人民生活水平不断提高，人们不再满足建筑仅仅只提供生产生活需求的基本功能，对建筑的要求不断提高，其中包括安全性、功能性、舒适性和美观性，其中对建筑舒适性的要求便是中央空调设计的目的所在，使建筑内环境满足健康、舒适的要求。 我国城市化进程不断推进，城市人口迅速增多，各种高密度的住宅、商业中心、工厂由于人口众多，建筑内部的装修使用大量合成材料，甲醛、苯、氨等有害物的溢出，以及为了节约成本而减少新风的输入，而导致病态建筑的出现，影响在该类建筑中生产生活的人，让人产生头疼、气闷和嗜睡等症状，影响人们的身体健康和工作效率。因此，如何设计出能够营造良好建筑内环境的空调系统来保证人们的身体健康和工作效率是我们工作的意义之一。 在强调可持续发展和建设资源节约型社会的今天，建筑物的年耗能量中空调系统所占的比例约为50%，怎么解决营造舒适的建筑环境和节能环保之间的矛盾。所以能够合理高效的利用能源，减少空调系统能耗，优化建筑物自身的环境性能，提高节能意识、资源意识和环境意识，在保证建筑环境在最佳舒适度的前提下节能环保，也是中央空调设计的意义所在。 三、阅读的主要参考文献 A、设计计算部分参考资料 [1] 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736-2012，北京：中国建筑工业出版社，2012。
医院暖通空调系统之 地源热泵空调系统介绍及设计前必要条件 目录........................................... 错误！未定义书签。 一、空调系统介绍 (2) 二、地源空调发展概况 (2) 三、地源空调系统的特点： (3) 四、地源空调系统的社会效益 (4) 五、设计前必要条件参见附件（《地源热泵系统工程技术规范》2009年版本） (5)
一、地源热泵空调系统介绍 （1）地下水源空调系统是从水井中抽取的地下水。这种空调在应用上受到许多限制，需要有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。虽然在理论上抽取的地下水能够回灌到地下水层，但是目前国内地下水回灌技术还不成熟，很容易造成地下水资源的流失。目前由于对使用地下水的规定和立法越来越严格，这种空调系统的应用已逐渐减少。 （2）土壤热交换器地源空调系统。地源热泵是一种利用地下土壤中的地热资源，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。这种空调系统是把热交换器埋于地下，通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温。同时储存热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用，大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。通常机组消耗1kW的电量，用户可以得到4kW-5KW左右的热量或冷量。与锅炉供热系统相比，地源空调系统要比电锅炉节省三分之一以上的电能，比燃煤、燃油锅炉节省约二分之一的能量；由于地下土壤的温度全年较为稳定，一般为15～20℃，在夏季远远低于室外空气温度，在冬季远远高于室外空气温度，机组运行工况稳定，无论在制冷还是制热都一直处于高效率运转状态，制冷、制热的性能与传统的空气源热泵相比，要高出30%左右，因此其运行费用为普通中央空调的系统的60～70％。因此，近十几年来，地源热泵空调系统在北美北欧等国家取得了很快的发展，中国的地源热泵市场在最近五年来也非常活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的高效、环保、节能的供热和供冷空调技术。 二、地源空调发展概况 地源热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文现中。20世纪50年代，欧洲和美国开始了研究地源热泵的第一次高潮。但在当时能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。直到上世纪70年代，石油危机和日益恶化的环境把人们的注意力集中到节能、高效益用能和环境保护上时，使地源热泵的研究进入了又一次高潮，最近20年在欧美等工业发达国家取得了迅速的发展，已成为一项成熟的应用技术。 在我国由于能源价格的特殊性以及人们节能、环保的认识程度等原因以及其它一些因素的影响，地源热泵空调技术应用和发展比较缓慢，人们对之尚不十分了解，推广较困难，然而随着人们生活水平的提高，人均能耗的增长，一次性矿物能源的日益衰竭以及环境的日趋恶化，地源热泵技术已越来越引起人们的重视。
. 公司简介 淮安亚邦中央空调设备有限公司坐落在一个环境优美、人文荟萃的总理故乡——江苏淮安，是一个集研发、生产、销售为一体的，受当地政府扶持的新 办高新技术企业。公司是和意大利及清华大学高新技术合作的中外合资企业。 公司拥有高级工程师、工程师及一支经验丰富的技术人员队伍。 公司与北京清华大学联手开发绿色、环保、高效节能的地源热泵中央空调。 公司引进意大利的先进技术和生产工艺，拥有多套先进的数控机床和自动化生 产设备。主要产品有：地源热泵机组、螺杆式冷水机组、活塞式冷水机组、离 心式冷水机组、超薄型吊顶式空调机组、柜式空调器、风机盘管、诱导风机、 静压箱、消声器和防火阀、排烟阀、消防箱等。博采众家之长，全心打造亚欧 中央空调的品牌形象，公司通过了9001:2000质量管理体系认证证书，并取得了国家D12压力容器生产许可证，和中央空调生产许可证，以及3C和14001：2004环境管理体系认证证书。 淮安亚邦中央空调设备有限公司制造一流的产品，创造一流的服务，以诚 实、守信、勤奋、创新的企业精神，始终奉行产品质量上乘、服务周到详尽、 价格合理、诚信的经营理念，为用户提供满意的产品。 公司拥有完善的销售服务网络，靠服务打造品牌，以“真诚、快捷”的服 务理念健全完善的服务体系。公司根据用户特殊要求由电脑快捷提供空调设备 技术参数，使用户享受最理想的空调通风设备机组，以及设备安装前技术咨询 有效服务。亚邦公司在各地区都设有销售公司及服务部，真心为顾客提供优质 的服务。亚邦公司坚持以科技创新为本、质量第一、顾客至上的路线。
. 第一章地源热泵（）简介 一、热泵工作原理 作为自然界的现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温流向 低温，用著名的热力学第二定律准确表述是：“热量不可能自发由低温传递到 高温”。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样， 采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置， 它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，提高温位进行利 用，而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低，这也是热泵的 节能特点。 热泵与制冷的原理和系统设备组成及功能是一样的，对蒸气压缩式热泵（制冷）系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀组成： 压缩机（）起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高压处的作用，是热 泵（制冷）系统的心脏； 蒸发器()是输出冷量的设备，它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发， 以吸收被冷却物体的热量，达到制冷的目的；
关于地源热泵技术的毕业论文开题报告 一、选题的依据及意义： 1．依据： 进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用 热水供应装置，热水供应装置已成为现代学校居住必备。90年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，热泵供热技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进 了地源热泵供热机组的快速发展。 随着生产和科技的不断发展,人类对地源热泵供热技术也进行了一 系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的地源热泵供热产品和技术,现在利用成熟的电子技术来进行综合的控制，并和太阳能结合更注意 能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后 发展的主题。 2．意义： 地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定 的特性,，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热 或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中,达到降 温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政 管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地 下水或者地表水中取热,向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时,它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。通常根据热泵的热源（heatsource）和热汇（heatsink）（冷源）的不同，主要分成三类：空气源热泵系统(air-sourceheatpump)ashp 水源热泵系统(water-sourceheatpump)wshp 地源热泵系统(ground-sourceheatpump)gshp 平时还有人把热泵系统按照一次和二次介质的不同，分别叫做： 空气---水热泵系统 水---空气热泵系统
摘要 该别墅系一栋集文化娱乐，办公，客房等一体的多功能综合别墅。该别墅选择地源热泵为空调冷热源, 空调系统的室内部分采用风机盘管加独立新风系统，末端设备为风机盘管, 新风处理到室内等焓线，过渡季节只供新风,部分房间采用地板辐射供暖。本论文从地源热泵工作原理出发，详细地进行了地源热泵空调系统设计和特点分析,并与普通空调系统进行了经济上和技术上的比较。地源热泵地下换热器采用U 型竖埋管地下换热器;主卧式采用了低温水地板辐射供暖系统。 关键词：别墅；地源热泵；竖直埋管；地板辐射供暖 1.1 课题背景 地热是一种可再生的自然能源。尽管目前它的应用还不能像传统能源(煤、石油、天然气、水力能和核能)那样广泛，但由于地壳里蕴藏着丰富的地热能，特别是在传统能源越来越缺乏的今天，地热能利用在许多国家已得到了相当的重视。地源热泵中央空调系统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为地源，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳能，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地源也成为清洁的可再生能源一种形式。 地源热泵中央空调系统是利用水与地源(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地源中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地源为“热泵”；夏季把室内热量“取”出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地源为“冷源”。地源热泵中央空调系统通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现低温位热能向高温位转移。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％的燃料内能转化为热量供用户使用，因此地源热泵中央空调系统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；由于地源热泵中央空调系统的热源温度全年较为稳定，一般为9—16℃，其制冷、制热系数可达3.5—6.3，与传统的空气源热泵相比，要高出40％左右，其运行费用为普通中央空调的50—60％。 地源热泵中央空调系统的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40％以上，与常规电供暖相比，相当于减少70％以上，如果结合其他节能措施减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25％的充灌量。该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热
空气源热泵空调系统设计 方案 第1章绪论 改革开放以来，随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的大幅度提高，能源的消耗越来越大，其中建筑能源占相当大的比例。据统计，我国历年建筑能耗在总能耗的比例是19%～20%左右，平均值为19.8%。其中，暖通空调的能耗约占建筑总能耗的85%。在发达城市，夏季空调、冬季采暖与供热所消耗的能能量已占建筑物总能耗的40%～50%。特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉的大量使用，给大气环境造成了极大的污染。因此，建筑物污染控制和节能已是国民经济发展的一个重大问题。热泵空调高效节能、不污染环境，真正做到了“一机两用”（夏季降温、冬季采暖），进入20世纪90年代以来在我国得到了长足的发展，特别是空气源热泵冷热水机组平均每年以20%的速度增长，成为我国空调行业又一个引人注目的快速增长点。 所谓热泵，就是靠电能拖动，迫使热量从低位热源流向高位热源的装置。也就是说，热泵可以把不能直接利用的低品位热能(空气、土壤、井水、河水、太阳能、工业废水等)转换为可以利用的高位能，从而达到节约部分高位能(煤、石油、燃气、电能等)的目的。类似于人们把水自低水头压送至高水头的机械称为“水泵”，把气体自低压区送至高压区的机械称为“气泵”（在我国习称气体压缩机），因而把这种输送热能的机械称为“热泵”。因此，在矿物能源逐渐短缺、环境问题日益严重的当今世界，利用低位能的热泵技术已引起人们的关注和重视。空气源热泵的历史以压缩式最悠久。它可追溯到18世纪初叶，可以说1824年卡诺循环的发表即奠定了热泵研究的基础。热泵的发展受制于能源价格与技术条件，所以其历史较为曲折，有高潮有低潮，但热泵发展的前景肯定是光明的。当前热泵研究的方向是向高温高效发展，即开发高温热泵并最大限度提高COP（性能系数 Coefficient of Performance）值，同时积极发展吸收和化学热泵等。空气源热泵热水机组的制造、推广和使用在我国只是最近10年的事，但由于其相对传统制取热水设备的高效节能、环保、安全、智能化控制、不占用永久性建筑空间等优点而引起了市场日益广泛的关注。 热泵热水机组以清洁再生原料（空气＋电）为能源，既不使用也不产生对人体有害的气体，同时也减少了温室效应和大气污染。目前，在我国电力资源短缺
目录 摘要................................................................................................................. - 2 - 前言................................................................................................................. - 3 - 第一章空气源热泵热水器设计及应用概述....................................................... - 4 - 第一节空气源热泵的概述............................................................................ - 4 - 1.1.1热泵简介.......................................................................................... - 4 - 1.1.2空气源热泵简介.............................................................................. - 5 - 第二节热水器发展历史................................................................................ - 5 - 第三节空气源热泵热水器的发展前景........................................................ - 6 - 第二章热泵热水器系统运行原理......................................................................... - 8 - 第一节空气源热泵热水器的工作原理........................................................ - 8 - 第二节空气源热水泵热水器特点与优势 .............................................. - 9 - 2.2.1空气源热泵热水器具有以下特点.................................................. - 9 - 2.2.2空气源热泵热水器具有以下优势................................................ - 10 - 第三节空气源热泵机组的分类及工况特性 ............................................ - 10 - 2.3.1型式................................................................................................ - 10 - 2.3.2空气源热泵冷热水机组的系统图示............................................ - 11 - 2.3.3空气源热泵冷热水机组的变工况特性........................................ - 12 - 2.3.4应用场合........................................................................................ - 13 - 第三章空气源热泵热水机的工程应用............................................................. - 15 - 第一节几种常用热水器的对比分析.......................................................... - 15 - 3.1.1几种热水加热设备运行费用对比表............................................ - 15 - 3.1.2运行成本比较................................................................................ - 15 - 3.1.3初期投资比较................................................................................ - 16 - 第二节空气源热泵热水系统工程方案设计.............................................. - 16 - 3.2.1项目概况........................................................................................ - 16 - 3.2.2地理位置及气侯............................................................................ - 16 - 3.2.3工程设计依据................................................................................ - 16 - 3.2.4设计参数........................................................................................ - 16 - 3.热水系统的设计计算............................................................................ - 17 - 3.2.6热泵设备选型................................................................................ - 17 - 3.2.7保温储热水箱的选型.................................................................... - 19 - 3.7.8系统运行技术措施........................................................................ - 19 - 第四章空气源热泵热水机设计实例................................................................... - 20 - 第一节实例介绍.......................................................................................... - 20 - 第二节图纸说明.......................................................................................... - 23 - 参考文献................................................................................................................. - 28 - 致谢................................................................................................................... - 29 -