第4章地源热泵制冷与空调的介绍和原理特征

第4章地源热泵制冷与空调的介绍和原理第1节中国地源热泵的应用和发展概述和趋势中国非常重视可持续发展问题，环境问题和能源问题. 在建设小康社会和和谐社会中，资源问题是我们的重中之重. 中国的科学技术规划，中长期经济和社会发展规划纲要以及能源规划将能源和资源问题置于非常重要的位置，并提出了建设“资源节约型，环境友好型”的社会. 因为当前的能源问题不仅影响到我国当前的经济和社会发展，而且影响到国家的安全，也影响着未来的可持续发展. 因此，在这种情况下，该国将可再生能源的发展置于更为重要的位置. 随着我们全面贯彻科学发展观，可持续发展已成为中国重要的发展战略，特别是进入新世纪以来，能源，环境等问题受到了越来越严峻的挑战. 通过这种形式，可再生能源已经成为中国能源发展战略的重要组成部分. 目前，中国已提出十项重大节能工程以及重点节能领域. 在建筑节能中，尤其应加强对可再生能源的利用，不仅包括利用太阳能技术，还应包括利用地热中的浅层地热资源. 中国的地源热泵的开发和利用起步较晚，尽管早在1950年代，上海，天津等地就试图通过夏季灌溉和冬季灌溉来抽取地下水进行冷却. 教授对中国的热泵进行了最早的研究. 1965年，他成功开发了中国第一台水冷式热泵空调器，但1990年始对地源热泵系统进行推广和研究.

1997年，科学技术部与美国能源部签署了《中美能源效率与可再生能源合作协议》，其中之一是地源热泵的发展战略，以促进该技术的使用. 绿色技术”缓解了中国煤炭对石油的依赖程度，从而达到了能源资源多元化的目的. 1998年，中美决定在北京（代表北方寒冷地区），宁波（代表中部炎热和寒冷的冬季）和广州（代表南部地区）建立三个地源热泵示范项目. 亚热带）. 北部汞示范项目是北京食品发酵研究所的综合办公楼和专家楼，中央示范项目是宁波雅戈尔工业城，而南部示范项目则依赖于广州松田职业技术学院. 在三个示范项目中，两个是地下水源热泵系统，一个是复合地下水源热泵系统. 通过与美国政府及相关公司的大力合作，在北京，广东等地安排的三个示范试点项目取得了成功. 因此，无论在北方还是南方地区，该技术都被证明是一种有效的节能技术，非常适合中国国情. 科技部委托中国企业将美国地源热泵技术和设备引入中国市场，以促进中国地源热泵的市场化和产业化，并保持对中国地源热的研究与开发. 泵符合国际趋势. 地源热泵的开发也主要从1998年开始. 国内几所大学已经建立了土壤源热泵实验系统，其中大多数都进行了地下热交换器和地热泵设备的长期联合运行.

地源热泵系统最早于1989年10月投入运行的上海闵行开发区办公楼使用. 其技术和设备由美国提供，使用情况良好. . 自2000年以来，地源热泵的开发和利用在全国得到了广泛的推广和应用，并且以每年10％到15％的速度增长，特别是在北京和天津. 根据国家地质调查局的数据，到2005年底地源热泵空调特点，中国的浅层地热能应用面积已达到3000万n2. 自2005年以来，地源热泵在中国的应用显着加速. 随着这项技术的发展，它已经进入中国应用的阶段. 中国充分掌握了各种类型的地源热泵技术，并根据中国的经济，气候，水文地质条件和生活习惯进行了优化，开发了适合我国的地源热泵系统技术. 水-水地源热泵机组已经完全国产化，土气（水）地源热泵技术系统已经国产化. 同时，形成了一批信誉良好，技术力量雄厚的地源热泵机构. 除了青海，云南和贵州，全国所有省市都在不同程度上推广了地源热泵技术. 自2000年以来，它每年以10％到18％的速度增长. 北京，天津，沉阳，吉林，黑龙江，山东，河北和河南发展最快，上海，江苏，安徽，浙江，湖北和广东也已开始开发浅层地热能. 浅层地热能资源的开发，地源热泵技术的推广以及利用可再生能源解决供热和制冷问题受到了国家的高度重视.

一些地方政府的议程中已包括调查和制定有关推广和应用地源热泵技术的奖励政策. 为使用热泵系统供热和制冷的政府办公大楼，学校，医院和其他公益项目提供固定资产投资支持；对使用热泵系统进行加热和冷却的其他类型的建筑物给予适当的投资补贴；使用热泵系统进行加热的供热公司，考虑到热泵系统的折旧和维护成本，可以适当放宽供热费标准；从事地源热泵系统，能源服务研发的企业减税和经济补贴；以及为热泵系统用户调整不合理的水资源费政策. 如果补给率达到100％，则不收取水资源费. 补给率小于100％的，应当按正常标准收取水资源费. 这些意见和建议中的一些正在调查中，一些将作为政策制定，这些将有效地促进全国地源热泵技术的推广. 在我国普及地源热泵技术的过程中，北京是众多城市中较早，较好的城市之一. 主要原因是，近年来，根据北京市的能源发展战略和供热计划，结合北京市举办2008年奥运会的环境保护要求，北京规定五环内城禁止使用燃煤锅炉取暖，并鼓励应用太阳能等清洁能源. 截至目前，北京每年以15％到20％的速度增长. 到2005年，北京约500万平方米的建筑物已通过地源热泵系统进行了供暖（冷），其中约2/3用于公共建筑. 施工约占申请的1/3.

地源热泵建设项目院，档案馆，体育馆，工厂，污水处理场和景观池塘. 此外，沉阳市从城市的高度和东北地区的整体情况出发，率先推广了地源热泵技术的应用，为全国主要城市带来了良好的发展势头. 地源热泵技术于1997年在沈阳得到应用. 到2006年，已应用了超过300万平方米的地源热泵系统. 2006年，沉阳市委，市政府在认真调研和科学分析的基础上，根据全市自然地理和水文地质条件，科学制定了发展规划和保障措施，颁布了《关于全面推进建设的通知》. 《地源热泵系统的设计与应用》，《工作实施意见》确定了到2010年实现6500个地源热泵技术应用领域的工作目标. 为实现这一目标，市政府颁布了《沉阳市地面《源热泵系统建设与》，建立了市，区级地源热系统规划建设管理机构，并组建了沉阳市地源热泵专家组和地源热泵协会，提供知识支持和技术支持. 为城市o促进地源热泵技术的应用. 到目前为止，沉阳市约3000万米的各种建筑物都使用地源热泵系统进行供暖（冷）. 由于城市的大部分地区都有丰富的地下水资源，因此，地下水源热泵技术的应用占了绝大多数. 在地源热泵技术的推广与应用中，沉阳市提出了城市热网与分散式地下水源热泵的联合供热技术，将传统的燃煤集中供热与地源热泵技术相结合.

中国，资源费等给予了某些优惠政策，因此地方有法律可循. 地方政府应当制定地方浅层地热能资源开发和地源热泵技术推广专项计划. 在供热和制冷领域，我们将加强传统能源利用系统的改革，并节约能源，为推广地源热泵技术提供市场空间. 加大研发经费投入，建设国家级地源热泵研发培训基地. 加大宣传力度，提高公众自觉采用的积极性. 开展国际合作，进一步提高地源热泵的工业水平. 同时，越来越多的中国用户熟悉GSHP，并对他们的应用产生了浓厚的兴趣. 可以预见，中国的GSHP市场前景广阔. 我们对中国地源热泵市场的发展前景持乐观态度的原因有两个: 一方面是节省传统能源，并在充分利用可再生能源；另一方面，它是对传统能源的有效利用. 另一方面，我国在应用方面有更好的热泵研究. 在充分学习和借鉴国外先进技术和经营经验的基础上，在各级政府的大力支持下，中国科技界与工商界携手并进，依靠自身力量全面发展并在短时间内发展. 具有中国特色的地源热泵的生产第二节地源热泵系统的分类热泵的驱动能量，工作原理，高低温介质，设备特性，热源类型和用途是不同的. 常用的分类方法有: 驱动能量分类，工作原理分类，热源分类，主要用途分类，加热温度分类，热源与冷热媒组合分类，压缩机类型分类，热泵机组的安装方法分类，按热泵供能方式分类，按能源改善水平分类等.

介绍如下: 根据驱动能量的类型，普通热泵的驱动能量主要是电能和热能，因此可以分为以下两类: （1）电机驱动. （2）热驱动器. 热力驱动器可以分为热能驱动器（例如吸收式热泵，蒸汽喷射式热泵）和发动机驱动器（例如内燃机驱动器，蒸汽轮机驱动器等）. 根据工作原理分类（1）蒸气压缩类型. 蒸汽压缩热泵是最常见和最广泛使用的. 这种类型的热泵的工作流体通常在由压缩机，冷凝器，节流装置和蒸发器等部件组成的系统中循环，并且低温热能可以通过工作流体的状态变化和相变来传递. 高温区. （2）气体压缩方式. 气体压缩热泵中的工作介质始终以气态循环而不发生相变. （3）蒸汽喷射型. 蒸汽喷射热泵用蒸汽喷射泵代替了机械压缩机，其余工作原理与蒸汽压缩式相同. 作为驱动力的蒸汽可以是水蒸汽或其他蒸汽（例如氨，氟利昂蒸汽等）. （4）吸收. 吸收式热泵消耗高等级的热能，并将低等级的热能传递到更高等级的区域. 它由发电机，冷凝器，吸收器，蒸发器和节流阀组成. 根据最常见的水-溴化锂和氨的加热温度，吸收式热泵中使用的工作流体可分为第一类（增热型）热泵和第二类（加热型）热泵. 吸收式热泵. . 前者的供热温度低于驱动热源，而后者的供热温度高于驱动热源.

前者旨在提高加热能力，而后者旨在提高温度等级. （5）电加热方式. 电动热泵利用珀尔帖效应，即当直流电通过由两种不同导体或半导体组成的电路时，电路的两个连接端会出现温差，并伴随着低温的热能传递端到高温端. （6）化学热泵. 根据化学吸收，吸附，浓度差等或化学反应原理制成的热泵. 按热源类型分类的热泵的热源可以是空气，地表水（河流，河流，湖泊，海水等），地下水，土壤，太阳能，污水（废水），废气（蒸汽）等. 根据主要目的分类（1）民用. 用于控制住宅和公共建筑的建筑环境热源和卫生热水的热源. （2）用于工农业生产. 用于工业生产的干燥，工艺浓缩，蒸馏等；环境温度控制和农业生产干燥. 按加热温度分类（1）低温热泵. 低温热泵的加热温度为100. （2）高温热泵. 高温热泵的加热温度>100. 按热源和热介质的组合分类（1）空气-空气类型. 热泵将一侧的空气（或废气）作为吸热对象，并将另一侧的空气（或气体）作为加热对象. （2）气水式. 热泵将空气（或气体）作为吸热对象，将水作为供热对象. （3）水-空气型. 热泵将水（例如河水，地下水，废热水等）作为吸热对象，并将空气（或气体）作为供热对象. （4）水对水类型.

热泵以水（河水，河水，湖水，海水，地下水，废水（污水），工业冷却水等）为吸热对象，并以水为热源宾语. （5）土壤-水型（地面耦合热泵）. 热泵以土壤为吸热对象，以水为放热对象. 土壤中的热能可以通过埋在土壤中的管道中的制冷剂蒸发而吸收. 它也可以通过水溶液或防冻剂将水溶液吸收到埋在土壤中的土壤中，以传递热量. （6）十堰空气式（地热泵）. 热泵以土壤为热吸收对象，以空气为热释放对象. 根据压缩机的类型，有往复活塞式，涡旋式，滚动转子式，螺杆式，离心式等. 根据热泵供能方式，可分为简单加热，交替冷却和加热，并同时冷却和加热. 根据热泵机组的安装形式，可分为机组热泵机组，分体式热泵机组和组装式热泵机组. 10按热举级数分类（1）单级热泵. 单个或多个热泵串联使用. （2）多级热泵. 串联使用两个以上的热泵，后一级的热泵将前一级的热泵产生的热量加热. 地源热泵系统的分类热泵的热源是地表水（河流水，河水，湖水，海水），地下水和土壤. 该热泵系统是地源热泵系统. 除上述方法外，地源热泵系统主要按热源类型分类: 地表水源热泵系统；地表水源热泵系统；地表水源热泵系统；地表水源热泵系统. 地下水源热泵系统；地源热泵系统. 第三节地源热泵的工作原理按热源和地源热泵系统分类，该系统由使用最广泛和使用最广泛的蒸汽压缩热泵单元组成. 其工作原理简要描述如下: 系统的组成是地表水源热泵系统. 热泵单元和终端系统由三部分组成.

地表水源热泵系统通过热泵单元将地表水源系统和终端系统连接起来. 系统地表水源热泵系统的工作原理分为开放式和封闭式两种. 开放系统也称为直流系统. 地表水从水源中抽出，送到热交换器将热能传递给循环介质，冷却后的地表水排入水源. 加热的中间循环介质进入热泵单元的蒸发器，并将热能传递到热泵单元中的制冷剂中，以进行热泵循环. 冷却的中间循环介质返回热交换器以吸收地表水的热能. 如果冬季地表水温度较高，且水质较好或经过处理后符合热泵对水质的要求，也可以将水直接送入热泵单元的蒸发器进行热交换，然后排出. 进入水源. 开放系统对水质有很高的要求，否则热交换器容易结垢，腐蚀和微生物生长. 由于系统需要将地表水提高到一定高度地源热泵空调特点，因此开放系统的泵压头很高，但是热交换效率很高，初始投资也很低. 它适用于大容量系统，例如区域制冷和供热系统. 系统原理图如图4-1所示. 地表水源热泵系统. 密闭系统是将换热盘管置于水体的底部，通过盘管中的中间循环介质与水体进行热交换，换热后的中间循环介质进入热泵单元的蒸发器. 对于冬季地表水温度较低的情况，它与开放式系统相同. 为了防止循环介质在加热过程中冻结，通常将防冻剂用作循环介质.

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