土壤源水环热泵在空调系统中的应用论文(精选3篇）

土壤源水环热泵在空调系统中的应用论文 篇一

随着全球气候变暖和环境保护意识的增强，人们对于节能环保的要求也越来越高。空调系统作为建筑能耗的主要组成部分之一，对于提高能源利用效率和减少碳排放具有重要意义。土壤源水环热泵作为一种新型的空调系统，具有很高的节能环保优势，被广泛应用于建筑领域。

土壤源水环热泵是一种利用地下土壤作为热源或热储的热泵系统。其工作原理是通过地下土壤中的热量来实现建筑物的供暖和制冷。具体来说，土壤源水环热泵系统通过地下埋设的水平或垂直换热器与地下土壤进行热交换，将地下土壤中的热量转移到室内或室外，从而实现供暖或制冷的效果。

相比传统的空调系统，土壤源水环热泵具有以下几个优势。首先，土壤源水环热泵利用地下土壤中的稳定温度来进行热交换，与外界环境温度的变化关系较小，因此能够提供更为稳定和舒适的室内温度。其次，土壤源水环热泵系统能够利用地下土壤中的低温热量进行供暖，从而实现了能源的高效利用。此外，土壤源水环热泵还可以通过逆向工作模式将室内的热量排放到地下土壤中，实现能量的回收和再利用，进一步提高了能源利用效率。

土壤源水环热泵在空调系统中的应用已经取得了一定的成果。研究表明，相比传统的空调系统，土壤源水环热泵系统能够实现能耗的显著降低，平均节能率可达到40%以上。此外，土壤源水环热泵还能够减少碳排放，对于改善室内空气质量和保护环境具有积极的意义。因此，土壤源水环热泵在建筑领域中的应用前景广阔。

然而，土壤源水环热泵在应用过程中也存在一些问题和挑战。首先，土壤源水环热泵系统的设计和运行需要考虑地下土壤的特性和热传导过程，需要进行详细的工程计算和模拟分析。其次，土壤源水环热泵系统的运行稳定性和可靠性还需要进一步提高，以确保系统的长期运行效果。

综上所述，土壤源水环热泵作为一种新型的空调系统，在节能环保方面具有重要的应用前景。然而，土壤源水环热泵在应用过程中仍然存在一些问题和挑战，需要进一步研究和改进。相信随着技术的不断发展和创新，土壤源水环热泵将在未来的建筑领域中发挥更加重要的作用。

（字数：614）

土壤源水环热泵在空调系统中的应用论文 篇二

随着人们对环境保护和节能的重视，土壤源水环热泵作为一种新型的空调系统逐渐引起了人们的关注。土壤源水环热泵利用地下土壤的稳定温度来进行热交换，具有较高的节能效果和环境友好性，因此在空调系统中的应用前景广阔。

土壤源水环热泵系统的核心部分是地下换热器。地下换热器通过与地下土壤进行热交换，实现了能源的高效利用。土壤源水环热泵系统可以采用水平换热器或垂直换热器，具体的选择与建筑物的地理条件和使用需求有关。水平换热器一般埋设在地下1-2米的浅层土壤中，利用土壤中的热量来进行供暖和制冷；垂直换热器则通过深层井孔埋设在地下20-100米的深层土壤中，利用地下水来进行热交换。无论是水平换热器还是垂直换热器，都能够有效利用地下土壤中的稳定温度来满足不同季节的供暖和制冷需求。

土壤源水环热泵在空调系统中的应用具有显著的节能效果。研究表明，相比传统的空调系统，土壤源水环热泵系统的能耗可降低40%以上。这是因为土壤源水环热泵系统利用地下土壤中的稳定温度进行热交换，与外界环境温度的变化关系较小，能够提供更为稳定和舒适的室内温度。此外，土壤源水环热泵还可以通过逆向工作模式将室内的热量排放到地下土壤中，实现能量的回收和再利用，进一步提高了能源利用效率。

然而，土壤源水环热泵在应用过程中仍然存在一些问题和挑战。首先，土壤源水环热泵系统的设计和运行需要考虑地下土壤的特性和热传导过程，需要进行详细的工程计算和模拟分析。其次，土壤源水环热泵系统的运行稳定性和可靠性还需要进一步提高，以确保系统的长期运行效果。此外，土壤源水环热泵系统的安装和维护成本较高，需要专业的技术人员进行操作和维护。

综上所述，土壤源水环热泵在空调系统中的应用具有重要的意义和广阔的前景。土壤源水环热泵系统通过利用地下土壤中的稳定温度来进行热交换，实现了能源的高效利用和环境的友好保护。通过进一步的研究和改进，相信土壤源水环热泵将在未来的建筑领域中发挥更加重要的作用。

（字数：638）

土壤源水环热泵在空调系统中的应用论文 篇三

土壤源水环热泵在空调系统中的应用论文

　　前言 随着人们生活水平提高,消费用电量也大量提高。尤其空调系统用电量在建筑用电中占有不小的比重。为缓解能源危机,21世纪节能技术已经成为社会发展的必然趋势。水环热泵结合浅层地热能的土壤源水环热泵技术得到了较快的发展,其不仅进一步提高了水环热泵系统的性能,也扩大了水环热泵的适应范围,是今后水环热泵技术的

　　发展方向。

　　1.土壤源水环热泵的工作原理

　　系统工作:

　　夏季:水环热泵处于制冷状态,水环路吸收的热量经过循环水泵去冷却塔和地埋管将热量放散到大气和土壤中。

　　冬季:外区水环热泵向水系统吸热,内区水环热泵可能向水系统放热或吸热,混合后的环路水需去土壤取热量后再次流向水环热泵。

　　2.土壤源水环热泵的特点

　　2.1回收余热、节能

　　土壤源水环热泵是通过一个循环水系统将不同区域的各机组有效地组织起来,冬季会把有的区域热量转移到另外需要热量的地方,从而达到回收余热、节能的目的。

　　2.2灵活性

　　安装的灵活性。可以整栋大楼一次完成安装或者根据大楼的租住情况部分安装使用。

　　运行、管理的灵活性。水环热泵用户可以按照户、层、楼、区域等运行并收取运行费用,不同区域设备故障检修时并不影响其他区域使用。

　　调节的灵活性。水环热泵可满足同时供冷和供热要求的场合,达到四管制风机盘管系统的效果。

　　2.3水环热泵系统的主机房占地面积较常规中央空调系统要小很多。

　　2.4地埋管水环热泵系统冬季运行工况稳定,没有以往风冷热泵的容霜问题,也没有供热锅炉方面的大气污染物排放问题,设备效率较高。

　　2.5系统设备分散,维修量稍大,系统投资稍多,应根据具体工程情

　　3.土壤源水环热泵的应用范围

　　土壤源热泵系统应用在有内外区的`地方时节能效果显着;或需要独立计量控制的项目;无法实现井水回灌、不好设置锅炉房等辅助设备机房的项目;还很适合同时供冷和供热的场所,可以替代常规四管制空调系统。

　　4.水环热泵结合地埋管的空调系统工程实例

　　4.1工程概况

　　工程位于浙江省,总建筑面积18万m2。地下二层,汽车库、商业和设备用房。地上3栋高层办公楼,A楼B楼C楼,每栋26层,高度分别为90.6m;裙房为四层,分别为D楼E楼F楼,功能为办公、报告厅、餐厅,总高度22.2m。空调建筑面积近13万平米。

　　4.2空调系统设计

　　本工程选用的是土壤源水环热泵系统,主要考虑因素为以下几点:

　　① 业主提出A楼B楼C楼为分层出租办公楼,每层电量核算、使用要灵活。

　　② D楼E楼F楼为人员比较密集的场所,单层面积都超过2000m2,进深较大,近40~50m,存在较大内区,比较适合水环热泵系统。

　　③ 整个建筑比较紧凑,难以选用合适的锅炉房位置及泄爆口、烟囱位置。

　　④空调使用时不受室外环境温度影响太大,保证冬季供暖的舒适性。

　　4.2.2空调水系统原理简图

　　4.2.3空调冷热源

　　经计算,夏季空调总冷负荷19624KW,总热负荷10267KW。空调总冷指标149W/m2,总热指标79W/m2。

　　空调冷热源由水环热泵提供,分体水环热泵主机设置于走道或噪音要求不高区域吊顶内,整体式水环热泵置于空调机房内。水环热泵释放的热量夏季由闭式冷却塔和地埋管系统承担,冬季吸收的热量由地埋管系统承担。

　　4.2.4空调风系统设计

　　① 办公、行政中心等小开间区域采用分体水环热泵机组,新风采用全热交换式换气机。展厅、行政中心等大开间区域采用整体机全空气水环热泵机组。

　　②吊装在吊顶内全热交换式换气机组周围设置隔声维护措施。

　　4.2.5空调水系统设计

　　①水系统均为闭式系统。A B C楼分别在地下二层机房内设置板式换热器构成ABC楼用户侧独立循环水系统,解决系统局部压力过大问题。ABC楼板式换热器的一次侧与DEF楼、地埋管、闭式冷却塔构成低区循环水系统。由于低区各系统阻力、流量相差较大,且为了便于进冷却塔和地埋管系统的水量控制,低区设置二级泵系统,地埋管与冷却塔分别设置了定流量带盈亏管的一级泵,ABCDEF各楼各设置变频运行的二级泵。

　　夏季冷却塔进出水设计温度37/32°C,地埋管侧设计进出水温度35/30°C,板换一次侧进出水温度介于(30~32)/(35~37)°C。板换二次侧设计进出水温度介于(30~32)+1/(35~37)+1°C。冬季地埋管一次侧设计进出水温度15/10°C,板换二次侧设计进出水温度9/14°C。

　　②水环热泵系统水平主管路和竖向管路均采用同程式系统。 ③为防止系统的水力失调,在一级集水器的各回水分支处、每栋楼每层进竖井的回水管分支处设置静态平衡阀。 ④ 高区各水系统设置高位膨胀水箱定压。低区水系统在地下二层设置落地式膨胀水箱定压。 ⑤高区各水系统设置高压自动加药装置。低区水系统为防止系统事故漏水渗漏到土壤污染地下水,水处

　　理采用旁通水处理装置。

　　4.2.6地埋管系统设计

　　本系统设计之前由勘察公司对现场进行了勘察,并打了2口测试井,土壤平均导热系数为1.84 W/m·℃,意味着有较强的地下换热能力,适合做地源热泵系统。地埋管报告结果如下表:

　　1#井(井深100m,管径d25)

　　制冷模式

　　埋管深度 m

　　夏季换热指标 W/m井深

　　夏季单孔散热量 W

　　100

　　64.3

　　6430

　　制热模式

　　埋管深度 m

　　冬季换热指标 W/m井深

　　冬季单孔取热量 W

　　100

　　48.2

　　4820

　　2#井(井深115m,管径d32)

　　制冷模式

　　埋管深度 m

　　夏季换热指标 W/m井深

　　夏季单孔散热量 W

　　115

　　67.8

　　7797

　　制热模式

　　埋管深度 m

　　冬季换热指标 W/m井深

　　冬季单孔取热量 W

　　115

　　53.6

　　6164

　　根据以上热响应测试报告结合项目的投资费用,地埋管采用双U形式并联设计,井深100m,孔间距4m。每根U型管外径d25。地埋管数量按照空调热负荷结合系统运行时发热量计算,冬季需向土壤吸热量接近7200KW,需井总数1340个,考虑到其它不确定因素留些余量,共设井数1640个。辅助冷源经计算选用4台闭式冷却塔,置于E楼四层屋顶,每台循环水量950m3/h。埋管换热器分配管采用同程形式,分集水器后总管采用异程式,传热介质为水。

　　4.3空调系统投资

　　投资项

　　总投资,万

　　地埋管及井

　　1600

　　水环热泵机组

　　1830

　　其它(包括安装、冷却塔、水泵、新风机等)

　　3190

　　投资汇总,万

　　6620

　　5.结论

　　土壤源水环热泵与常规水环热泵空调系统相比,节能效果显着。但由于系统投资较常规空调高,对地埋管系统施工质量有一定要求,选用施工队时要考虑队伍的施工能力,设计时要根据勘察资料在有利的自然条件地质构造下,经软件模拟分析、在有适合条件的前提下选用此系统。

　　参考文献

　　[1]马最良,姚杨,等.水环热泵空调系统设计[M].北京:化学工业出版社,2005

　　[2]师晋生.浅层地热能利用技术[J].新能源,2009

　　[3]宋应乾,龙惟定.吴玉涛水环热泵应用于大型商业裙房的模拟与分析[J].暖通空调,2010