地源熱泵系統(tǒng)集成技術(shù)與應(yīng)用評(píng)價(jià)課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),LOGO,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,LOGO,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,201,5年10月,地源熱泵系統(tǒng)集成技術(shù)及應(yīng)用評(píng)價(jià),高級(jí)工程師,內(nèi) 容,四、地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行評(píng)估案例,三、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用案例,二、復(fù)合式系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),五、總結(jié)與體會(huì),一、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)簡介,LOGO,一、復(fù)合式地源熱

2、泵系統(tǒng)基本概念,為了解決全年地下冷熱不平衡，或?yàn)榱私档拖到y(tǒng)初投資，又或?yàn)榱私鉀Q設(shè)置地埋管換熱器土地不足等問題，而設(shè)置輔助熱源或冷源的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)通常被稱為復(fù)合式地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)（Hybrid Ground-source Heat Pump System）。,LOGO,一、中國建筑熱工分區(qū)圖,由于寒冷或嚴(yán)寒地區(qū)冬夏季冷熱負(fù)荷的不平衡，使得冬季從地下的取熱量大于夏季往地下的放熱量。,由于夏熱冬冷地區(qū)冬夏季冷負(fù)荷大，使得夏季往地下的放熱量大于冬季從地下的取熱量。,LOGO,北方熱負(fù)荷占優(yōu)建筑，地下土壤溫度逐年降低,一、冷熱不平衡問題,LOGO,一、冷熱不平衡問題,南方冷負(fù)荷占優(yōu)的建筑，土壤溫度逐

3、年升高，系統(tǒng)效率降低,LOGO,地源熱泵,地源熱泵,生活熱水,空氣源,冷卻塔,空氣源,太陽能,地表水,污水源,一、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)分類,集中供熱,工業(yè)余熱,污水源,燃?xì)忮仩t,冷負(fù)荷占優(yōu),熱負(fù)荷占優(yōu),LOGO,一、多源輔助地源熱泵復(fù)合式系統(tǒng)示意圖,LOGO,內(nèi) 容,四、地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行評(píng)估案例,三、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用案例,二、復(fù)合式系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),五、總結(jié)與體會(huì),一、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)簡介,LOGO,二、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用可行性分析,可行性分析具體步驟及流程：,現(xiàn)場(chǎng)勘查，了解項(xiàng)目概況,現(xiàn)場(chǎng)熱物性測(cè)試，出具熱物性測(cè)試報(bào)告,建筑負(fù)荷預(yù)測(cè)，地埋管側(cè)負(fù)荷估算,根據(jù)負(fù)荷及測(cè)試報(bào)告進(jìn)行地埋管容量的初

4、步確定,確定熱泵機(jī)組的容量，及輔助設(shè)備容量,進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析：包括初投資，運(yùn)行費(fèi)用等,初步方案及結(jié)論,LOGO,二、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用可行性分析：關(guān)鍵環(huán)節(jié),二、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)簡介,多用于分析地下巖土傳熱過程及熱平衡,落實(shí)項(xiàng)目所在地能源結(jié)構(gòu)及地質(zhì)情況,分析地埋管鉆孔個(gè)數(shù)與輔助冷熱源設(shè)備的容量,前期勘察,資料收集,建筑負(fù)荷,模擬分析,復(fù)合系統(tǒng),初步方案,LOGO,鉆孔可穿過多個(gè)不同地質(zhì)層,可能有地下水流過,不同地質(zhì)條件的導(dǎo)熱系數(shù)不同,巖土導(dǎo)熱系數(shù)是非常重要的參數(shù),標(biāo)準(zhǔn)地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范要求“進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的熱物性測(cè)試。,二、地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)：關(guān)鍵環(huán)節(jié) 熱物性測(cè)試技術(shù),熱物性測(cè)試的目的是獲取地

5、下熱物性參數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)，初始溫度，熱擴(kuò)散率,LOGO,二、地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)：關(guān)鍵環(huán)節(jié) 地埋管總長度設(shè)計(jì),建筑冷熱負(fù)荷地埋管冷熱負(fù)荷，實(shí)際上：,地埋管的取熱量=建筑熱負(fù)荷-機(jī)組耗電量 Q1=Q1*(1-1/COP1),地埋管的放熱量=建筑冷負(fù)荷+機(jī)組耗電量Q2=Q2*(1+1/COP2),動(dòng)態(tài)逐時(shí)傳熱模型，計(jì)算結(jié)果更趨合理,既考慮峰值負(fù)荷又考慮每月累計(jì)負(fù)荷；,使用范圍廣：可計(jì)算的時(shí)間跨度長，空間區(qū)域大,可維護(hù)性、擴(kuò)展性強(qiáng),可視化界面，易掌握使用,專業(yè)軟件設(shè)計(jì)模擬,LOGO,如何設(shè)計(jì)地源熱泵機(jī)組容量與輔助冷（熱）源設(shè)備容量,三、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù),二、地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)：關(guān)鍵環(huán)節(jié),

6、地埋管,輔助冷卻源,輔助熱源,LOGO,內(nèi) 容,四、地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行評(píng)估案例,三、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用案例,二、復(fù)合式系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),五、總結(jié)與體會(huì),一、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)簡介,LOGO,三、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)用案例,本項(xiàng)目位于哈爾濱市南崗區(qū)，地源熱泵系統(tǒng)承擔(dān)建筑面積約為,16.8,萬末端及5萬車庫采暖。,本項(xiàng)目采用天棚輻射,+,地源熱泵,+,燃?xì)忮仩t系統(tǒng),，,室內(nèi)溫度常年保持在人體最佳舒適度,20-26,范圍內(nèi)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)地埋管,800,口井，井深,100m,深，項(xiàng)目于,2012,年正式投入使用，使用效果良好，成為,地源熱泵系統(tǒng)在北方嚴(yán)寒地區(qū)成功應(yīng)用的典范,。,辰能,溪樹庭院住宅小區(qū)

7、,黑龍江省,第一個(gè),三星級(jí)綠色建筑項(xiàng)目,LOGO,項(xiàng)目使用特點(diǎn)：,1,、根據(jù),氣候特點(diǎn),確定地源熱泵技術(shù)使用原則：,地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)以,夏季冷負(fù)荷為主,來設(shè)計(jì)埋管量，并作為,冬季供暖的輔助,熱源。,即：800口井承擔(dān),全部建筑的冷負(fù)荷,，并承擔(dān),5.32萬的車庫熱負(fù)荷,2,、根據(jù),土壤溫度較低,的特點(diǎn)，夏季使用時(shí)充分,使用自然冷源,，即不開熱泵主機(jī)地埋管的水,直接與室內(nèi)換熱,，當(dāng)升高到一定溫度后開啟主機(jī)，達(dá)到節(jié)能的效果。,三、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)用案例,LOGO,設(shè)計(jì),目的及思路,通過本工程豎直埋管換熱器的熱物性測(cè)試的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析該工程周圍區(qū)域的地質(zhì)情況、土壤的初始溫度、土壤熱容量、

8、土壤導(dǎo)熱系數(shù)以及豎直鉆孔每延米換熱量，,得出地源熱泵系統(tǒng)在本項(xiàng)目的使用的合理性，提出地埋管長度設(shè)計(jì)建議,。,通過工程設(shè)計(jì)計(jì)算的冷熱負(fù)荷，初選空調(diào)方案并分析地下?lián)Q熱器的平衡性。,在使用過程中如若地下?lián)Q熱器不平衡率比較大，則提出調(diào)整地埋管使用強(qiáng)度的思路，以保證地下?lián)Q熱器冷熱平衡,。,。,三、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)用案例,LOGO,運(yùn)行狀況模擬,運(yùn)行10年土壤溫度變化曲線,結(jié)論：運(yùn)行,1,0年后，土壤溫度基本不變，地下吸熱量和取熱量基本平衡,三、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)用案例,LOGO,地埋管深化設(shè)計(jì),三、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)用案例,LOGO,地埋管深化設(shè)計(jì),三、復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)

9、嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)用案例,LOGO,設(shè)計(jì)結(jié)論及建議：,（1）本項(xiàng)目建議選用,雙U25，PE管,，鉆孔間距,5m,，鉆孔深度為,110米,。,（2）建議循環(huán)液使用防凍液為,16%乙二醇,，埋管側(cè)進(jìn)出水溫度,-2/3,，埋管總量為,73441m,。,（3）建議制冷季初期地下側(cè)地埋管的水和乙二醇通過板換,直接冷卻建筑物,室內(nèi)冷負(fù)荷，當(dāng)?shù)叵聜?cè)水流溫度達(dá)到設(shè)定值（如18），開啟熱泵機(jī)組，使用熱泵機(jī)組對(duì)建筑物室內(nèi)負(fù)荷進(jìn)行冷卻。冬季使用過程中考慮到車庫溫度要求不用太高的因素，,適時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài),，以保證地下吸熱量和排熱量基本相同，以達(dá)到地源熱泵高效運(yùn)行的目的。,（4）車庫部分建議采用,風(fēng)機(jī)盤管,。,三、復(fù)合式

10、地源熱泵系統(tǒng)嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)用案例,LOGO,三、太陽能地源熱泵復(fù)合式系統(tǒng)應(yīng)用案例,德州皇明,蔚萊城項(xiàng)目：一期建筑面積20萬住宅，鉆井1800孔，100m/孔。利用,太陽能,+,地源熱泵,+,風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng),結(jié)合。太陽能制備生活熱水，冬季輔助供熱。,LOGO,帝苑香格里拉：,總占地400余畝，凈用地140畝，建筑面積7.6萬平方米。項(xiàng)目鉆井797眼，孔徑150mm，總鉆孔深度79700m，單孔深度100m。同時(shí)植入16項(xiàng)現(xiàn)代建筑科技與節(jié)能技術(shù)，如：,分戶地源熱泵,+,分戶太陽能中央空調(diào),+,生活熱水,。,三、太陽能地源熱泵復(fù)合式系統(tǒng)應(yīng)用案例,LOGO,1、分戶太陽能與地源熱泵聯(lián)動(dòng)中央熱水技術(shù),本項(xiàng)目配

11、置了集高壽命板式屋面集熱器、高性能室內(nèi)集熱水箱和自動(dòng)加壓循環(huán)水泵與管道系統(tǒng)等于同一住戶的太陽能中央熱水系統(tǒng)，且實(shí)現(xiàn)了與地源熱泵系統(tǒng)的一體化聯(lián)動(dòng)，實(shí)行分戶控制、熱量互補(bǔ)，可以自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)24小時(shí)供應(yīng)生活熱水，獨(dú)立自由掌控系統(tǒng)水量、水溫和水壓。,2、地源熱泵、太陽能與建筑一體化技術(shù)。,帝苑香格里拉整合采用地源熱泵、太陽能與建筑一體化技術(shù)，使地源熱泵系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)與建筑物自身做到同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收、同步交付使用。為探索整合各種建筑節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更加美觀、更加舒適、更加節(jié)能的居住效果，引領(lǐng)房地產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展和綠色人居消費(fèi)起到了較好的示范帶動(dòng)作用,。,三、太陽能地源熱泵復(fù)合式系統(tǒng)應(yīng)用案例,

12、LOGO,三、豎直埋管與樁埋管復(fù)合的地源熱泵系統(tǒng),在建筑物建造時(shí)，將地源熱泵系統(tǒng)的地埋管換熱器置于建筑物混凝土樁基中，就可以使其與建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合，成為樁埋管地?zé)釗Q熱器。這種技術(shù)可以省去鉆孔工序，節(jié)約施工費(fèi)用，更能有效的利用建筑物的地下面積，不占用地面。國外有些文獻(xiàn)稱之為“能量樁”地源熱泵技術(shù)，也叫樁基埋管地源熱泵技術(shù)。,1,樁基螺旋埋管換熱器；,2,地源側(cè)分水器；,3,地源側(cè)集水器；,4,地源側(cè)循環(huán)泵；,5,用戶側(cè)循環(huán)泵,樁基螺旋埋管換熱器,LOGO,三、豎直埋管與樁埋管復(fù)合的地源熱泵系統(tǒng),(1)樁基螺旋管地源熱泵系統(tǒng)的鉆孔形式，不需要鉆孔，亦即比單純的豎直埋管形式的空調(diào)系統(tǒng)（無輔助冷熱源）在

13、地下?lián)Q熱器施工方面節(jié)省費(fèi)用（節(jié)省的主要為鉆孔費(fèi)用）。,(2)螺旋管被灌注在樁的里面，密實(shí)性好，傳熱面積大，傳熱性能好。,(3)樁基螺旋管直接埋設(shè)在建筑物的下面，節(jié)省用地面積，提高了地源熱泵系統(tǒng)的施工進(jìn)度。,樁埋螺旋管式地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì),LOGO,我們依據(jù)自己建立的螺旋線熱源三維非穩(wěn)態(tài)傳熱模型，并在,Delphi,程序開發(fā)平臺(tái)上自主開發(fā)能量樁地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)模擬軟件,能量樁地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)模擬軟件,三、豎直埋管與樁埋管復(fù)合的地源熱泵系統(tǒng),LOGO,樁基埋管實(shí)驗(yàn)研究：,抗壓、抗拉、抗彎,等,三、豎直埋管與樁埋管復(fù)合的地源熱泵系統(tǒng),LOGO,項(xiàng)目鑒定意見,項(xiàng)目立項(xiàng)證書,“能量樁地源熱泵系統(tǒng)的研究

14、和工程應(yīng)用”被鑒定為國際領(lǐng)先水平,三、豎直埋管與樁埋管復(fù)合的地源熱泵系統(tǒng),LOGO,工程概況：瑞源名嘉匯項(xiàng)目位于青島開發(fā)區(qū)的CBD區(qū)域，項(xiàng)目總占地面積為102725平方米，總開發(fā)面積約為47萬平方米。功能布局以高層辦公及公寓為主，底下為集中式的商業(yè)。,配置：,樁埋管,+,熱泵【3萬平米底商】,三、豎直埋管與樁埋管復(fù)合的地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用案例,LOGO,本項(xiàng)目為山東省煤田地質(zhì)局部分事業(yè)單位綜合辦公樓項(xiàng)目，項(xiàng)目位于濟(jì)南唐冶新區(qū)內(nèi)，工程總建筑面積為,41641,，地上建筑面積,35268.5,，地下建筑面積為,6372.5,，該項(xiàng)目空調(diào),地源熱泵,+,樁埋管,+,空氣源熱泵,+,風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng),，埋管方

15、式選擇常用豎井埋管與螺旋樁埋管結(jié)合的形式，共設(shè)計(jì)豎井埋管,388,眼，單井深度,120,米，雙,U32PE,管材，螺旋樁埋管,52,個(gè)，螺旋樁深度,30,米。,山東省煤田地質(zhì)局部分事業(yè)單位綜合辦公樓,三、豎直埋管與樁埋管復(fù)合的地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用案例,LOGO,三、冰蓄冷地源熱泵復(fù)合式系統(tǒng)應(yīng)用案例,中航雷達(dá)與電子設(shè)備研究院蘇州生產(chǎn)試驗(yàn)基地,本工程共10萬，采用冰蓄冷土壤熱泵系統(tǒng)夏季尖峰負(fù)荷為9700kW，冬季尖峰負(fù)荷為4700kW,LOGO,三、冰蓄冷地源熱泵復(fù)合式系統(tǒng)應(yīng)用案例,本系統(tǒng)方案適合負(fù)荷變化曲線不平衡項(xiàng)目：,1、利用蓄冷技術(shù),平衡電網(wǎng)晝夜峰谷電力負(fù)荷，減緩電廠建設(shè)，提高火電廠發(fā)電效率。,

16、2、減少了主機(jī)容量，降低了,初投資,并,減少空調(diào)系統(tǒng)電力配電設(shè)施費(fèi)用。,3、合理利用峰谷電價(jià)差價(jià)，顯著降低,空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用,。,4、空調(diào)系統(tǒng)使用更加靈活，節(jié)假日、休息日等小負(fù)荷狀態(tài)下，可融冰供冷，無需開啟制冷主機(jī)，避免制冷主機(jī)低效運(yùn)行，,節(jié)能效果明顯,。,5、蓄冰裝置的蓄冷量可作為應(yīng)急冷源，短時(shí)間大負(fù)荷要求時(shí)可供冷，提高了,空調(diào)系統(tǒng)的可靠性,。,6、使空調(diào)冷水機(jī)組更平穩(wěn)地運(yùn)行，更多時(shí)間處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，提高冷水機(jī)組的,利用率和使用壽命,。,7、,充分高效,的利用了地埋管換熱系統(tǒng)。,LOGO,蓄能式地源熱泵介紹：,概念：,地源熱泵技術(shù),與,蓄能技術(shù),結(jié)合的一種系統(tǒng),分類：,蓄能式地源熱泵的,技術(shù)優(yōu)勢(shì),1、,可以有效地減少,設(shè)備配置容量,，提高,設(shè)備利用率,。,2、可以有效地,減少地埋孔的數(shù)量,及,占地面積,。,3、可以通過電網(wǎng)峰谷電價(jià)政策，,節(jié)約大量運(yùn)行費(fèi)用,。,4、通過蓄能設(shè)備的能量調(diào)節(jié)，使得機(jī)組可以長期穩(wěn)定地運(yùn)行在高效區(qū)內(nèi)，大幅度,提高機(jī)組運(yùn)行效率,和,整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率,，進(jìn)而節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。,三、冰蓄冷地源熱泵復(fù)合式系統(tǒng)應(yīng)用案例,LOGO,山東某熱電廠余熱回收集中供暖項(xiàng)目，通過