浅层地热能利用技术
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 25

浅层地热能利用技术 PowerPoint PPT Presentation


  • 116 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

浅层地热能利用技术. 地埋管地源热泵技术的应用. 刁乃仁 山东建筑大学热能工程学院 Email: [email protected] 主要内容. 地源热泵空调 技术的应用 暖通空调方案 设计内容 方案设计实例. 热泵特点与分类. 热泵 - 水泵. 能应用冷凝器排出的热量进行供热的制冷系统。  热泵和制冷机的工作原理和过程是完全相同的 。 如同电冰箱。. 地源热泵与水源热泵. 从热量来源的考虑 —— “ 天上地下” 空气源热泵和地源热泵 地源 - 热量的提取或蓄存都往来于大地之中; 从与热泵换热器中制冷剂进行热量交换的介质考虑

Download Presentation

浅层地热能利用技术

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


3582047

浅层地热能利用技术

地埋管地源热泵技术的应用

刁乃仁

山东建筑大学热能工程学院

Email:[email protected]


3582047

主要内容

  • 地源热泵空调

    技术的应用

  • 暖通空调方案

    设计内容

  • 方案设计实例


3582047

热泵特点与分类

  • 热泵-水泵

能应用冷凝器排出的热量进行供热的制冷系统。

 热泵和制冷机的工作原理和过程是完全相同的。如同电冰箱。


3582047

地源热泵与水源热泵

  • 从热量来源的考虑——“天上地下”

    空气源热泵和地源热泵

    地源-热量的提取或蓄存都往来于大地之中;

  • 从与热泵换热器中制冷剂进行热量交换的介质考虑

    空气源热泵和水源热泵

    水源—与热泵换热器中制冷剂进行热量交换的都是水;

  • 工程中的称谓——

    土壤源热泵-地源热泵;

    地下水源热泵-水源热泵。


3582047

地源热泵空调的突出优点

  • 节能

    性能系数较高,节省运行费用25~50%;

  • 环保

    废除锅炉房,不向室外排热,不用地下水;

  • 可持续发展

    热量冬取夏蓄,利用可再生能源;

  • 冷暖兼用

    均衡用电负荷,节省建筑空间;

  • 美观

    无室外机,不影响建筑外观。


3582047

地源热泵空调的制约条件

  • 初投资较高

    系统中增加地埋管换热器,造价高,受地质条件影响;

  • 占用土地设置地埋管换热器

    在建筑容积率高的场合受限;

  • 冷热负荷的平衡

    冷热负荷不平衡产生地下的热量积累。


3582047

地埋管地源热泵空调的应用条件

  • 有点地

    ——有地埋管

  • 有点钱

    ——有钱埋管

  • 有点冷热负荷

    ——用好埋管

  • 有眼光

    ——因工程制宜,因地制宜,合理利用


3582047

深入了解建设单位及项目情况

  • 建设单位的资金情况

  • 建设项目周围的外部条件

    • 冷热源现状

    • 能源结构

    • 可用于地埋管面积

  • 可利用低品位能源情况

  • 建设项目特点

    • 负荷特点

    • 使用情况

    • 建设周期等


3582047

应用范围

  • 影响因素

  • 价格:不同地区、不同地质条件、不同能源结构及价格 竞争力:研发深度与广度、设计与施工质量、产业化程度

  • 应用范围

  • 适量地下空间、一定的资金投入、冬冷夏热地区,中、 小型空调工程。存有下列问题之一者优先考虑:

  • 热源问题、冷却塔问题、室外挂机问题、节能环保要求高等……,如远离市区的别墅、加油站,古建筑等。

  • 任何一种空调方式,都有其应用条件和使用范围,不可能也不应该包打天下


3582047

应用中常遇到的问题

  • 全年冷热负荷不平衡对换热的影响

    全年冷、热负荷平衡失调,将导致地埋管区域岩土体温度持续升高或降低,从而影响地埋管换热器的换热性能,降低地埋管换热系统的运行效率。

  • 应对措施——辅助冷热源

    冷负荷大于热负荷:加冷却塔——混合系统

    热负荷大于冷负荷:加辅助热源


3582047

岩土层热物性的测定

  • 测试目的

    -热物性地热换热器设计的基础数据;

  • 测试方法

    -现场测试:测定地埋管的温度响应曲线

  • 测试结果

    -被测地埋管竖直方向上的表观导热系数

  • 结果分析与应用

    -温度响应曲线是否合理?重现性如何?

    -用于地热换热器设计或模拟分析


3582047

地下岩土导热系数测试曲线

  • 初始温度

    14.5 ℃

  • 导热系数

    1.592W/mk

  • 容积比热容

    2.05×106J/m3k


3582047

问题探讨

  • 岩土层导热系数与地埋管换热能力

    换热量=传热面积×传热温差/传热热阻

  • 地埋管换热热阻

    • 岩土层导热热阻:导热系数

    • 温变热阻:负荷特性、地埋管结构

  • 地埋管传热温差

    • 可利用温差

    • 地埋管循环液平均温度、地层未受干扰的温度


3582047

方案设计中的问题

  • 向地下释放热量与提取地下热量的不平衡问题

  • 单一地埋管系统与复合地源热泵系统

  • 集中地源热泵与户式地源热泵

  • 集中地埋管循环水泵与分散循环水泵

  • 地源热泵空调与地源热泵供热

  • 地埋管集中埋设与分散调控


3582047

一机多用的优缺点

  • 优点

    • 初投资省

    • 机房面积小

    • 利用部分空调余热

  • 缺点

    • 采暖负荷与生活用热水负荷不匹配

    • 过渡季易出现大马拉小车,机组效率低

    • 多工况运行,切换频繁,效率低,操作维修量大

      ——多数情况下单设热泵热水机组更合理些


3582047

方案设计的条件

  • 负荷种类、大小及分布

    面积冷热指标的大小,生活用热水负荷

  • 冷热源方式与设置形式

    户式还是集中式机组?是否设置调峰锅炉?

  • 地埋管敷设条件

    埋管空间,吸放热量大小、初投资水平

  • 系统运行调节与管理方式

    夏季空调运行方式?生活用热水?热计量方式?


3582047

方案利人利己,达到双赢或多赢

  • 充分考虑甲方利益,以甲方为本

  • 充分考虑工程特点,针对性强

  • 充分考虑甲方意图,合理合情

  • 多种方案综合比较,选择更合适的


3582047

经济技术分析

1.每单位负荷(空调面积)需埋管多长?

土层热物性、负荷大小、运行方式、埋管布置形式等

2.单位空调面积埋管需要多大的场地?

孔深、孔间距、布置形式、负荷大小等

3.地源空调单位面积增加的费用有多少?

钻孔的费用占了地热换热器增加费用的主要部分

地热换热器设计是否合理决定着地源热泵经济性和运行的可靠性


3582047

几种空调冷热源方案的经济技术比较


3582047

影响初投资的因素

  • 空调末端形式及空调负荷的变化

  • 施工现场岩土层热物性测试

  • 地埋管总量的调整

    现场地质情况、岩土热物性测试结果以及建筑冷热负荷的变化,影响地埋管总量和埋设位置。

  • 空调设备品牌影响工程初投资


3582047

业主的得失

得——

  • 高档次暖通空调系统:节能、环保;

  • 高投入产出比:每平方米增加50~80元,

    增加的价值3~5倍,即多卖150~500元;

  • 得到政府的鼓励与支持,以至财政补贴;

  • 为用户提供了高档次的住宅,初投资略高,运行费低。

    失——

    初投资增加50~80元。


3582047

应用中注意的问题

1. 土地换热器的设计是否合理

-决定系统运行的可靠性和经济性

2. 现场地层热物性较为准确的测定

-是土地换热器设计的基础

3. 地源热泵系统是一个系统工程

-设计和运行时应使整个系统优化

4. 地源热泵用作建筑空调冷热源

-是合理可行的首选方案之一


3582047

方案设计中存在的主要问题与应对

  • 对现行设计规范、规定、标准学习贯彻执行不够,应加强对现行设计规范、规定、标准的学习。

  • 缺乏多方案技术经济比较,随意性较大。应进行多方案比较,作出合理的设计。

  • 缺乏对工程的深入了解与分析,方案针对性差,千篇一律。方案应因工程而宜


3582047

小结

地源热泵技术含量高

  • 影响换热的因素多,设计方法复杂

  • 施工技术要求高,设备机具多,施工条件苦

  • 长期跟踪测试,积累运行经验,提高运行效率

    应对措施

  • 准确设计---专业人员参与,借助软件、仪器

  • 精心施工---培养专业安装队伍,开发专用零配件

  • 合理运行---调试、测试、调整、总结相结合


  • Login