热泵技术的分类及案例

时间：2022-04-08

热泵技术的原理是从周围环境中吸取热量，包括从自然界的水、空气或土壤中获取低品位热能，让其充分释放能量，利用少量高品位的电能作为驱动能源，变成可为人所用的高品位热能。按照功能与热载体的不同，热泵技术主要分为三种：土壤源热泵系统，水源热泵系统和空气源热泵系统。三种系统主要优缺点如下表：

表1.1 三种基本热泵系统比较

热泵系统	优点	缺点
土壤源热泵	1.节能环保 2.一机多用，应用范围广 3.运行稳定、**	1.初期投入成本高 2.使用受到场地限制 3.维护工作繁重
水源热泵	1.节能环保 2.一机多用，应用范围广 3.运行稳定、**	1.初期投入成本高 2.机组易损坏老化 3.维护工作繁重 4.若运用地下水，回灌问题复杂
空气源热泵	1.资源丰富，应用范围广 2.节能环保 3.实用性良好	1.机组除霜问题大（特别在北方） 2.受气候限制大 3.部件易损坏

2 土壤源热泵技术的应用实例分析

2.1 工程概况

无锡恒华科技园位于无锡市太湖新城，项目总建筑面积10万m2，主要为科技研发用房。一期4#、5#楼采用土壤源热泵系统，建筑面积7684m2，目前已建成并投入使用。该土壤源热泵系统主要由室外地下换热环路系统、室内换热系统、土壤源热泵机组三部分组成 [1]。

2.2 土壤源热泵系统常见问题及解决措施

在土壤源热泵系统安装与运行过程中，常遇见的问题及解决措施如下：

（1）地埋管的敷设

本工程采用垂直埋管地源热泵系统，这种埋管方式可有效减少对的土地占用，管路及水泵用电少，但其缺点是管井数量多，初投资高。地埋管的敷设方式受很多因素的影响，设计人员可以综合考虑、选择一种好的地埋管敷设方式，既可以起到优化设计的目的，也可以减少施工投资。

（2）地埋管换热器的传热性能

4#、5#楼的冷热负荷*由地源热泵系统供给。为了准确掌握工程地点的地质情况和地下热物性参数，根据《地源热泵系统工程规范》（GB50366一2005）的规定，在系统设置前安装地埋管的实验孔，进行地下响应测试。在热响应试验结果的基础上，根据建筑的冷热负荷计算数据，并考虑热泵机组的cop影响，确定地源热泵系统埋管方案。

（3）系统全年输出的冷负荷与热负荷不相等

热泵系统的取热负荷远小于散热负荷，如果不采取有效措施，地下平均温度将会逐渐上升，不能满足系统长期取、放热需求。为了使地下温度场不发生季节性的换热不平衡，就需要采取相应措施。目前在工程实践中，较有效的解决措施是在系统中增加辅助冷却塔，根据系统运行状况承担部分夏季散热负荷。

一期项目自2007年11月投入使用，经历了两个采暖期、一个空调制冷期后，对系统进行性能考察，结果系统运行稳定，埋管土壤温度无明显波动[2]。

2.3 经济性分析

对园区内1#楼VRV空调系统与4#、5#楼土壤源热泵系统进行系统投资和运行费用的估算，结果如表2及表3所示：

表2.1 系统投资比较

方案	设备投资（万元）	初投资（万元）	综合投资（万元）
VRV空调系统	512.46	108.73	621.19
土壤源热泵系统	666.20（包括室外埋地的管网系统）	50.39	716.59

由上表可得土壤源热泵系统比VRV空调系统多投资95.40万元。

土壤源热泵系统的运行费用部分主要包括运行电费、系统维护维修费用和设备寿命折算费用（土壤源热泵系统的使用年限在20年以上，一般空调系统的使用年限为15年[3]）。其中维护维修的费用，两系统室内设备基本一致。对于一般空调系统其故障比率与地源热泵主机一致，因此该部分费用也基本一致。将设备净残值定为0，不考虑系统维护维修费用，得运行费用比较如下表：

表2.2 运行费用比较

方案	年度用电费（万元）	设备寿命折算费用（万元）	年度运行费用（万元）
VRV空调系统	51.60	34.16	85.76
土壤源热泵系统	26.13	33.31	59.44

由上表可得土壤源热泵系统比VRV空调系统年节省运行费用万元26.32万元，土壤源热泵系统多投资的费用通过3.62年即可回收。另外土壤源热泵系统综合经济效益和运行寿命要明显**VRV空调系统。JcGlx199010950204

19802175029

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房屋结构和使用功能改变检测房屋结构和使用功能改变检测适用于对房屋进行拆改、加层、变动结构以及房屋改变设计用途或增大使用荷载等情况。房屋结构和使用功能改变检测应在房屋进行改建、加层、变动结构或房屋改变用途、增大使用荷载前，通过对房屋的结构进行检测，对房屋结构和使用功能改变的可行性做出评价。房屋结构和使用功能改变检测，除应符合3.2.2条的规定外，尚应包括下列基本内容： &nbs
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