中国地源热泵技术发展-昆山(非常全)bnnv.pptx
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1、中国地源热泵技术发展趋势中国地源热泵技术发展趋势 中国建筑科学研究院2006年10月 主要内容一、中国地源热泵发展的背景二、地源热泵系统分类及特点三、中国地源热泵系统的发展四、地源热泵的经济性分析五、中国地源热泵发展存在的障碍六、中国地源热泵的市场潜力和发展趋势 一、中国地源热泵发展的背景一、中国地源热泵发展的背景 发展地源热泵系统是我国建筑节能发展的需要。发展地源热泵系统是我国建筑节能发展的需要。目前,建筑用能已经占全国总消耗的27.5%。地源热泵系统和常规的供热空调系统相比大约节能50%,是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的既可供暖又可制冷的新型空调系统。发展地源热泵系统是确保我国能源
2、结构调整的需要。发展地源热泵系统是确保我国能源结构调整的需要。长期以来我国一直以煤采暖为主,北方地区污染严重、能源利用效率低,发展地源热泵技术是改变我国目前能源供应结构的需要,是减少环境污染、确保能源安全的重要保障。一、中国地源热泵发展的背景一、中国地源热泵发展的背景 发展地源热泵系统是运用可再生能源的重要技术手段。发展地源热泵系统是运用可再生能源的重要技术手段。目前,用可再生能源逐步替代常规能源是一个世界趋势,随着我国可再生能源法的颁布,大力加快发展可再生能源是落实国家提出的建设节约型社会,发展循环经济方针的主要问题之一。一、中国地源热泵发展的背景一、中国地源热泵发展的背景 发展地源热泵在中
3、国有其广泛的地域要求发展地源热泵在中国有其广泛的地域要求中国国土面积巨大,从北到南可划分为五个主要气候区,其中对冷热量都有需求的地区占绝大部分;同时中国浅层地热能资源蕴藏丰富,适宜大力发展地源热泵供暖空调系统。发展地源热泵系统是中国发展地源热泵系统是中国HVACHVAC行业的技术发展方向行业的技术发展方向在中国某些地区,既没有燃煤也没有天然气可以供热,发展地源热泵供暖空调系统是经济发展的需要,也是市场发展的必然趋势。二、地源热泵系统的分类及特点二、地源热泵系统的分类及特点(1)(1)地源热泵的定义及分类地源热泵的定义及分类 地源热泵工程技术规范(地源热泵工程技术规范(50036-2005500
4、36-2005)规定,地源热泵系统是指以岩土体、地下水或地表水为低温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的不同,地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。垂直地埋管地源热泵系统垂直地埋管地源热泵系统 水平地埋管地源热泵系统水平地埋管地源热泵系统间接地下水地源热泵系统间接地下水地源热泵系统 直接地下水地源热泵系统直接地下水地源热泵系统闭式地表水地源热泵系统闭式地表水地源热泵系统 开式地表水地源热泵系统开式地表水地源热泵系统二、地源热泵系统分类及特点二、地源热泵系统分类及特点(2)(2)地源热泵的特点地源热泵
5、的特点 地埋管地源热泵系统地埋管地源热泵系统:水平地埋管地源热泵系统水平地埋管地源热泵系统 垂直地埋管地源热泵系统垂直地埋管地源热泵系统包括一个地埋管换热器,它或是水平地安装在地沟中,或是以形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成并联连接,再通过不同的集管进入建筑中与建筑物内的水环路相连接,它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭地下埋管中的流动,实现系统与大地之间的传热。二、地源热泵系统的分类及特点二、地源热泵系统的分类及特点(2)(2)地源热泵的特点地源热泵的特点 地埋管地源热泵系统地埋管地源热泵系统:优点:优点:系统不受地下水量的影响,对地下水没有破坏或污染作用,
6、系统运行具有较高的可靠性和稳定性。二、地源热泵系统的分类及特点二、地源热泵系统的分类及特点(2)(2)地源热泵的特点地源热泵的特点 地埋管地源热泵系统地埋管地源热泵系统:缺点:缺点:(1)由于管壁传热温差的存在,机组冬季地源侧水温低于地下水式系统5-10,机组夏季地源侧水温高于地下水式系统10-15,机组运行条件相对较差,降低了运行效率;(2)埋地换热器受土壤性质影响较大;连续运行时,热泵的冷凝温度或蒸发温度受土壤温度变化的影响而发生波动;(3)地埋管换热器所需占地的面积较大,如平面布置的埋管换热器的面积约为房间面积的2倍左右;(4)钻孔及埋管费用较高。二、地源热泵系统的分类及特点二、地源热泵
7、系统的分类及特点(2)(2)地源热泵的特点地源热泵的特点 地下水地源热泵系统地下水地源热泵系统 :地下水地源热泵系统分为直接、间接两种,直接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,之后将井水回灌地下。间接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。二、地源热泵系统的分类及特点二、地源热泵系统的分类及特点(2)(2)地源热泵的特点地源热泵的特点 地下水地源热泵系统地下水地源热泵系统 :优点优点:系统简便易行,综合造价低,水井占地面积小,可以满足大面积建筑物的供暖空调的要求。二、地源热泵系统的分类及特点二、地源热泵系统的分类及特点(2)(2)地源热泵的特点地源热
8、泵的特点 地下水地源热泵系统地下水地源热泵系统 :缺点缺点:(1)地下水热泵系统需要有丰富、稳定、优质的地下水;(2)此外,即使能够全部回灌,怎样保证地下水层不受污染也是一个棘手的课题。二、地源热泵系统的分类及特点二、地源热泵系统的分类及特点 (2)(2)地源热泵的特点地源热泵的特点 地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统 :地表水低位热源包括河流、湖泊、海水、中水或达到国家排放标准的污水、废水等。地表水地源热泵系统分闭式、开式两种,闭式系统类似地埋管系统,由潜在水面以下的、多重并联的塑料管组成的地下水热交换器取代了土壤热交换器;开式系统类似于地下水系统。二、地源热泵系统的分类及特点二、地源热泵
9、系统的分类及特点(2)(2)地源热泵的特点地源热泵的特点 地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统 :优点优点:系统简便易行,初投资较低。缺点缺点:(1)地表水地源热泵系统也受到自然条件的限制;(2)由于地表水温度受环境温度的影响较大;(3)一定的地表水体能够承担的冷热负荷与其面积、深度和温度等 多种因数有关,需要根据具体情况进行计算;二、地源热泵系统的分类及特点二、地源热泵系统的分类及特点(2)(2)地源热泵的特点地源热泵的特点 地源热泵系统的技术优势:地源热泵系统的技术优势:(1)高效、节能,环保、无污染;可再生能源在建筑中应用的主要形式,冬季可替代常规热源,夏季制冷高;(2)运行成本低;(3
10、)供暖空调的同时,可提供生活热水。二、地源热泵系统的分类及特点二、地源热泵系统的分类及特点(2)(2)地源热泵的特点地源热泵的特点 地源热泵系统受低位热源条件的制约地源热泵系统受低位热源条件的制约地埋管系统:足够埋管区域、比较适合的岩土体特性。地下水系统:持续水源的保证、可靠的回灌能力地表水系统:水环境的影响评估、地表水源情况综合确定三、中国地源热泵技术的发展三、中国地源热泵技术的发展在我国,地源热泵的研究起始于20世纪80年代,最近5年该项技术成了国内建筑节能及暖通空调界热门的研究课题,并开始大量应用于工程实践,与此相关的热泵产品应运而生,掀起了一股“地热空调”的热潮。三、中国地源热泵技术的
11、发展三、中国地源热泵技术的发展工程应用方面:地下水地源热泵系统数量最多,应用范围最广,主要采用“异井抽灌”和“单井抽灌”技术,最大单项工程建筑面积已达16万。土壤源地源热泵发展最快,应用潜力最大,最大单项工程建筑面积已达13万。地表水地源热泵系统在城市级示范工程中单体规模最大。截止2005年,北京市浅层地能利用面积达800万。全国地源热泵系统的应用近3000万。目前,地下水地源热泵地下水地源热泵系统系统应用面积约占全部市场分额的45%,土壤土壤源地源热泵系统源地源热泵系统约占35%,地表水地源热泵地表水地源热泵系统系统约占20%。三、地源热泵技术的发展三、地源热泵技术的发展 北京、大连、上海、
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