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1、目 录1、学到了知识，初步掌握了建设中的关键环节21.1地源热泵机组与适宜性评价2地源热泵系统的基本原理2地源热泵系统分类3地源热泵自身优点3地源热泵的发展前景5热泵机组与相关设备6地源热泵资源现状及适宜性评价81.2地源热泵设计与施工9建筑物负荷计算9土壤源热泵系统设计10土壤源热泵系统的施工111.3地源热泵建设中的相关经济参数122、得到了启示，坚定了地源热泵开发利用的信心122.1有行动才有结果132.2有示范才有张力132.3有开拓才有后劲133、拓宽了思路明确了目标144、浅层地热能开采中存在的问题及应注意事项15地源热泵学习考察报告2012年6月18日至6月23日，我们一行五人带
2、着院长的重托，就地源热泵技术的推广及应用等问题，到山东曲阜、泰安、济南、青岛等地组织学习考察。这次学习考察组织严密，内容丰富，形式活泼。在山东省地矿局韩在深总经济师的安排下，日夜兼程，边看边学边议，深感受益匪浅，体会较多。本次通过对山东省第五地质矿产勘察院，山东省浅层地热能研究推广中心等单位的现场考察，室内学习及相关资料的收集整理，开阔了我们的眼界，看到了地源热泵开发利用的大好前景；学到了知识，初步掌握了建设中的关键环节；得到了启示，坚定了地源热泵开发利用的信心。现就本次考察学习的详细内容做如下报告：1、学到了知识，初步掌握了建设中的关键环节1.1地源热泵机组与适宜性评价地源热泵系统的基本原理
3、热力学第一定律指出能量是守恒的，它只能从一个物体传递给另一个物体，或从一种形式转变成另一种形式。而热力学第二定律指出能量的传递具有方向性，从高温物体向低温物体传递的热量可以自发进行的，而低温物体向高温物体的热量传递需要借助外力才得以实现，正如我们把水从低处提升到高处时需要做功一样，这就是热泵技术的工作原理。热泵的作用是从低温热源中吸取能量，并把它传递给高位热源。在这个过程中虽然消耗了一定的高品味能源，但是向高位热源供给的却是从低位热源中提取出的能量与高品位能源之和。因此，热泵装置是一种节能装置，其能效比可达到4。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
4、“取”出来释放到土壤中去，并且常年能保证地下温度的均衡。地源热泵系统分类地源热泵是一种使用土壤、地下水、地表水作为热源和热汇的热泵系统，它可分为三大系统。土壤源热泵系统土壤源热泵系统包括一个土壤耦合地热交换器，它或是水平的安装在地沟中，或是以U型管状垂直安装在竖井之中，不同的管沟或竖井中的热交换器并联连接，再通过不同的集管进入，不同的管沟或竖井中的热交换器并联连接。再通过不同的集管进入建筑中与建筑内的水环路相接，在液体温度较低时，系统中需要加入防冻液。地下水源热泵系统地下水地源热泵系统分为两种，一种通常被称为开式系统，另一种则为闭式系统。开式地下水地源热泵系统是将地下水直接供应到每台热泵机组，
5、之后将开水回灌地下。闭合式地下水地源热泵系统中，地下水和建筑内循环水之间是用板式换热器分开的。通常系统包括带潜水泵的取水井和回灌井。地表水源热泵系统地表水地源热泵系统，通过直接抽取或者间接换热的方式，利用湖水、河水、水库等水作为热泵冷热源。与土壤热交换地源热泵系统一样，他们被连接到建筑物中，并且在北方地区需要进行防冻系统。以上三个系统的应用均受到资源性条件的约束，因此，资源基础数据库的建立和系统性条件的综合权衡，可以帮助我们决定以上系统中的哪一种形式最适宜采用。地源热泵自身优点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。浅层地热能是地球热能的重要组成部分，是蕴藏
6、在地表以下一定深度范围内（一般为恒温带至200m的范围）的岩土体，地下水和地表水中具有开发利用价值的热能，温度一般低于25，温度稳定，分布广泛。其自身具有以下优点：地源热泵利用的是可再生能源地源热泵在夏季吸收建筑物散发的热量并在浅层地下保存起来，一部分热量在冬季供建筑物的采暖，另一部分热量则直接散发到空气中。就全年来说，建筑物利用浅层地热的热量和冷量大体上是相等的，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”成为清洁的可再生能源一种形式。 地源热泵属经济有效的节能技术由于地源热泵的热源温度全年为1020，冬季供热时，水体温度比环境温度高
7、，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效化也提高。夏季制冷时，水体温度比环境温度低，冷却效果提高，机组效率也提高，运行费用仅为普通中央空调的50%60%，与供热锅炉和电热膜供热相比节约了60%左右的电能。同时，地源热泵的效能比（cop）可达到4以上，也就是说消耗1kw/h的能量，用户可得到4km/h以上的热量或冷量。属经济有效的节能技术。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。地源热泵环境效益显著其装置使用电力，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，不直接向周围大气环境排热，没有热岛效应，没有噪音；不抽取地下水，不破坏地下水资
8、源，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。环保效益显著。地源热泵一机多用一套地源热泵就可以实现供热，供冷和生活热水供应。一套设备可以代替原来的锅炉和空调两套系统，一次性投资仅为传统供热制冷的70。地源热泵空调系统维护费用低，使用寿命长。在同等条件下，采用地源热泵系统的建筑物能够减少维护费用。地源热泵非常耐用，它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，基本不需要维修，可无人值守，运行可靠，使用寿命可达20年。 由以上可看出，地源热泵自身所具有的众多特点
9、决定了其在技术和经济上的极大优势。目前，中国地源热泵市场也超活跃，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。“地热”成“低碳时代”供暖模式的时代已经到来。地源热泵的发展前景随着我国经济实力的不断增强，人民生活水平的提高，人们追求舒适生活环境的愿望日益强烈，中国传统的供热模式已经远远不能满足当今社会对于“低碳”“环保”“节能”等国家大政策的推广，同时随着我们对可再生能源应用与节能减排工作的不断加强，地源热泵市场的潜力也被广泛认知。近年来地源热泵的推广应用步入了发展快车道。据2010年中国中央空调市场报告中的数据显示，2010年度全国地源热泵市场的整体容量达到了22亿元，相比2
10、009年度增长达22.2。以上递增速率计算，预计2012年整体容量将达到33亿元。总结地源热泵市场现状、我们普遍认为：市场空间广阔。尤其是东北、西北等对冷热需求较大的地区具有较高的适用性，加上可再生能源法、节约能源法、可再生能源中长期发展规划、明用建筑节能管理条例等法律规范的相继颁布和修订，奠定了地源热泵在我们建筑节能与可再生能源利用重的重要地位，同时国家政府补贴政策对地源热泵的发展也起到了里程碑式的作用。覆盖面广。北方供暖应用效果显著，如北京、天津、东北等地，作为地源热泵市场推广的先行者，为该产品的应用发展奠定了坚实的基础。受气候影响，北方供暖的需求比较高，而地源热泵系统在供热时节能效果使其
11、在北方市场的发展已呈破竹之势。符合产业政策。地源热泵技术高效节能，属再生能源，符合我国建设节能型社会和提倡环境保护及可持续发展的能源政策，国土资源部，国家发改委和建设部等有关部门对推广利用该技术非常重视，并对开发利用浅层地热能提供政策扶持。环境和经济效益显著。地源热泵机组运行时，不消耗水也不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。地源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比也可以减少40以上，与电供暖相比可以减少70以上，它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50，比燃气锅炉的效率高出了75。 总体来说，随着国家逐渐取消传统燃煤锅炉供热模式，以及燃油、燃气价格的
12、上涨，地源热泵的发展前景可观。再加上节能环保的大势所趋，可以预见的未来是美好的。作为一项可用可行的节能技术，前景值得期待。热泵机组与相关设备机组组成与相关设备基本组成：地源热泵应用的是水源热泵机组，是一种以水作为冷热源产生传热介质的供冷、供热机组。水源热泵机组按低位热源类型，可划分为水环热泵机组、地表水和地下水源热泵机组和地下水环式水源热泵机组（即土壤源热泵机组）。水源热泵机组主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀节流阀组成。热泵组机主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成：A 压缩机起到压缩和输送循环介质（制冷剂或冷媒），从低温低压到高温高压的作用。（是热泵改制冷的心脏） B蒸发器是输出冷
13、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，达到冷制的目的。 C冷凝器是输出热量的设备，从蒸发器中吸收的热量连同压缩机消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走，达到制热的目的。 D膨胀阀或节流阀：对循环工质起到节流降压作用，并调节进入蒸发器的循环工质流量。应用冷凝器排出的热量进行供热；应用蒸发器吸收的热量进行制冷。工作原理：在制热情况下，压缩机排出的高温高压的制冷剂过热蒸气，在冷凝器中与高位热源进行热交换，向外界释放热量，高压的制冷剂液体进过节流装置后，经历一个等焓过程，成为低压两项流体，在蒸发器内，吸收低位热源的热量，成为低压饱和蒸汽后，进入压缩机，至此完成
14、一个热泵制热循环。（从蒸发器中吸收的热量在冷凝器中被冷却介质用带头用其排出的热量进行供热达到制热的目的）。热泵制冷循环工作原理，即通过换向阀的切换，使制热工作时的冷凝器在此时变为蒸发器，而制热工作时的蒸发器则变为冷凝器，通过蒸发器吸收用户产生的热量，通过制冷循环将热量排出周围环境（将膨胀阀流入的制冷剂液体蒸发达到吸收热量进行制冷的目的）。主要设备压缩机：目前还没有热泵专用压缩机，许多热泵用压缩机都是在制冷用压缩机原有结构工艺基础上加以改进而成的。压缩机被称为是系统的“心脏”，故采用国外的比较可靠。根据热力学原理，压缩机可分为容积型和速度型。目前热泵中最常用的压缩机是容积型中的往复式压缩机和螺杆
15、式压缩机。换热器：换热器种类多，主要有管壳式、板式和管套式三种，目前常用的以管壳式较多，其优点是结构简单，承压高，不易堵塞。选用合适的换热器（冷凝器、蒸发器）对热泵的节能效果和经济性能是有一定的影响。节流阀：节流装置它的作用是对循环制冷剂起到节流降压作用，并调节进入蒸发器的制冷剂流量。地源热泵资源现状及适宜性评价资源状况我国幅员辽阔，土壤地质情况也千差万别。就地源热泵系统设计应用类型和应用方式而言，其所涉及的地质情况，往往与其设计深度有关。如对土壤源热泵系统而言，其地理管换热器的设计深度通常在地表以下160m深度范围内，山东济南以100m设计深度最为常见，对地下水源热泵系统来说，地下水抽水井和回灌井的设计深度在地表以下400m深度范围内，以200m以内的设计深度最为常见。西安、咸阳、杨凌等地，以渭河冲积平原为主，地层岩性以粉质粘土，砂土，少量卵石最为常见。据咸阳市区水文地质工程地质综合勘查报告成果：咸阳市区250km2范围300m深度内，地下水可开资源总量为109.28104m3/d其中潜水可开采资源量为68.27104m3/d;浅层承压水可开采资源量为32.3104m3/d;深度承压水可采资源量为8.68104m3/d。初步估算蕴藏在地表200m以内的、温度保持在恒定的不超过25的
