山东地区地源热泵安装、水源热泵施工专业厂家

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简介

秦皇岛学校地源热泵改造工程施工，热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功， 输出可用的高品位热能的设备，可以把消耗的高品位电能转换为3倍甚至3倍以上的热能，是一种高效供能技术。热泵技术在空调领域的应用可分为空气源热泵、水源热泵以及地源热泵三类。由于热泵是提取自然界中能量，效率高，没有任何污染物排放，是当今zui清洁、经济的能源方式。在资源越来越匮乏的今天，作为人类利用低温热能的方式，热泵技术已经在*范围内受到广泛关注和重视地源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。

高温地源热泵技术解决了普通热泵出水温度低的问题，更加适合用于建筑物采暖、空调、供热热水系统，替代供热锅炉，有效改善城市的生态环境，减少由于使用燃煤、燃油锅炉引起的有害气体的排放，提高大气环境质量，减少因有害物质引起人们疾病的发生，充分利用可再生资源和节约常规优质能源有利于社会的可持续发展。可见高温地源热泵技术具有良好的经济效益和社会效益，其市场前景广阔。

秦皇岛学校地源热泵改造工程施工这是一种水源热泵冷水机组。它包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和燕发器，其特点是制冷压缩机和冷凝器之间增设聚热器，使压缩机排出的高沮高压过热蒸气先经聚热器冷却成中沮高压燕汽，从而使从冷凝器流出的热水(低于冷冷凝温度5℃)经二次加热至低于冷凝沮度1.0-1.2℃。该高压饱和蒸汽在冷凝器中吸收系统循环低温水的冷量(完成二次冷却)。如此不断循环，在不提高冷凝沮度条件下提高了热水出水沮度，从面提高了供暖效率，达到了节能的目的，并提高了压缩机使用的可靠性。

地源热泵的结构 

地源热泵空调系统主要分为三个部分：室外地能换热系统、水源热泵机组系统和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机组主要有两种形式：水-水型机组或水-空气型机组。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。地源热泵的基础原理 

地源热泵原理是：

冬季，热泵机组从地源（浅层水体或岩土体）中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统地源热泵制热原理  地源热泵系统在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由循环水路将冷媒中所携带的热量吸收，zui终通过室外地能换热系统转移至地下水或土壤里。在室内热量通过室内采暖空调末端系统、水源热泵机组系统和室外地能换热系统不断转移至地下的过程中，通过冷媒-空气热交换器（风机盘管），以13℃以下的冷风的形式为房供冷。

地源热泵制冷原理 

地源热泵系统在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由室外地能换热系统吸收地下水或土壤里的热量，通过水源热泵机组系统内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以室内采暖空调末端系统向室内供暖地源热泵的技术

特点    

○ 1环保：使用电力，没有燃烧过程，对周围环境无污染排放；不需使用冷却塔，没有外挂机，不向周围环境排热，没有热岛效应，没有噪音；不抽取地下水，不破坏地下水资源。

○ 2使用寿命长：使用寿命20年以上，是分体式或窗式空调器的2-4倍。

○ 3地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用。

○4全电脑控制，性能稳定，可以遥控，可以进行温湿度控制地源热泵的优势 

1、地源热泵技术属可再生能源利用技术  地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能（Earth Energy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层zui爱基乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。地源热泵属于经济有效的节能技术地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

地源热泵环境效益显著 

地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25％的充灌量；属自含式系统，即该装置能在工厂车间内事先整装密封好，因此，制冷剂泄漏机率大为减少。该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。地源热泵一机多用，应用范围广  地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统；可应用于宾馆、购物商场、家电电脑办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调地源热泵系统维护费用低  在同等条件下，采用地源热泵系统的建筑物能够减少维护费用。地源热泵非常耐用，它的机械运动部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安装在室内，从而避免了室外的恶劣气候，其地下部分可保证50年，地上部分可保证30年，因此地源热泵是免维护空调，节省了维护费用，使用户的投资在3年左右即可收回。绿色环保，高效节能  地源热泵利用的是少量电能作为驱动力，汲取蓄存在大地的太阳能取暖，或把来自室内的热量排入大地制冷。是再生资源的转换，不排放任何污染，是清洁能源。研究和实践证明管道不会对自然环境有任何损害。垂直铺设管道用地面积更小，对草坪没有太大的影响。地源热泵的局限性  当然，象任何事物一样，地源热泵也不是十全十美的，如其应用会受到不同地区、不同用户、不同地质及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同；并不是所有的建筑都适用于地源热泵系统，这需要实地考察经过一定的实验及计算才能给出实际设计方案，而且节能效果也是随着不同的环境在变化，这都是需要实地考察才能得出具体数据

一、高效节能  

与锅炉（电、燃料）供热系统相比，土--气/水型地源热泵系统的转换效率zui高可达4.7 。而锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能转换为热量供用户使用，因此它要比电锅炉加热节省2/3以上的电能，比燃料锅炉节省1/2以上的能量，运行费用为各种采暖设备的30-70%。由于土壤的温度全年稳定在10℃—20℃之间，其制冷、制热系数可达3.5—4.7，与传统的空气源热泵（家用窗式和分体式空调、*式风冷热泵）相比，要高出40%以上，其运行费用仅为普通*空调的50—60%。夏季高温差的散热和冬季低温差的取热，使得土--气型地源热泵系统换热效率很高。因此在产生同样热量或冷量时，只需小功率的压缩机就可实现，从而达到节能的目的，其耗电量仅为普通*空调与锅炉系统的40%—60%。

二 、绿色环保  

土--气/水型地源热泵系统在冬季供暖时，不需要锅炉，无废气、废渣、废水的排放，可大幅度地降低温室气体的排放，能够保护环境，是一种理想的绿色技术。

三、分户计费  

实现机组独立计费，分户计表，方便业主对整个系统的管理。

四、使用寿命长 家用空调设计寿命8年，燃气锅炉为10年；土--气型地源热泵机组为50年，水循环和风管系统60年以上，地耦管路系统为70年，它比所有各种空调系统和采暖设备的寿命都要长。

五、节省建筑空间控制设备简单  

土--气/水型地源热泵系统采用将地源热泵机组分散安装于各处所（居室、会所、办公室等）的方式，*控制仅需选择水路控制，除去了一般*空调集中控制所有参量的复杂环节，从而降低控制成本。在各分散安装单元（居室、会所、办公室）可根据用户要求设不同的体积很小的终端控制器，实现从zui简单（起停、供暖、制冷三档）到复杂的可编程智能控制方式。

六、系统可靠性强  

每台机组可独立供冷或供热，个别机组故障不影响整个系统的运行。机组的运行工况稳定，几乎不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑。 

七、同时供暖制冷  

土--气/水型地源热泵系统可做到同时有的房间或区域制冷，有的房间或区域供暖，这对大型商业建筑尤其重要。采用传统*空调系统只有使用造价极其昂贵的四管空调系统才能做到，而土--气型地源热泵不需增加任何设备便可做到。

八、维护费用低廉  

土—气/水型地源热泵系统不带有室外安装的设备，不设冷却塔、屋顶风机，没有室外设备安装维护费用。压缩机工作稳定，不会出现传统设备中制冷剂压力过高或过低的现象。其维护费用大大低于传统*空调。 

九、远程*控制智能化  

远程控制智能化软件可以利用*计算机控制整个系统，能够随人流变化而自动调整地热泵制冷或供暖，实现节能zui大化，运行费用zui小化。还可设置显示和打印设备，可存储、分析各种采暖、制冷、维修等经济及技术数据，促进系统运行*化。 

十、应用灵活、安全可靠  

灵活性强，可用于新建工程、扩建和改建工程，可逐步分期施工，热泵机组可灵活地安置在任何地方，节约空间。无储煤、储油罐等卫生及安全隐患。 

十一、送回风分区、新风独立  

土--气/水型地源热泵系统，采用送回风分区、新风独立系统，每个工作单元都有相对独立的送风途径，新风从室外采集，可有效降低室内致病菌群的含量，保证空气质量，大大降低交叉感染的机会。

十二、可再生 

土壤有较好的蓄热性能，冬季通过热泵将大地浅层的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用，保证大地热量的平衡。 

市场上现有传统空调存在如下一系列v问题： 

1． 存在热岛效应: 使得外界局部空间环境条件恶化。

2． 当空气温度低于零度时，机组效率下降，并且当环境温度低于-5℃时，机组效率极低，甚至无法开机，需加辅助热源（家用普通3P机仅电辅加热就达2000W），辅助加热时的能效比COP要小于1。 

3． 冬季室外机组需要频繁停机除霜，其结果是除霜损失约占热泵总能耗的10.2%，如普通3P机就要增加300瓦电能浪费。武汉地区因为空气湿度大，一般当环境温度5℃时外机就开始结霜。 

4． 夏天当空气温度高于35℃时，常规空调机组效率开始下降，空气温度越高，机组制冷效率越低，能耗增加。在空气温度为30℃时，常规空调机组能效比COP也仅有2.2左右。 

5． 室外机或冷却塔有噪音及霉菌污染。  

6． 室外机（压缩机等关键设备）长年暴露在露天，直接与空气接触，灰尘集在散热器上，起到保温作用，机组在高温下运行，增加能耗的同时机组寿命大大减少。  

7． 常规*空调不能分区分部控制，即存在“大马拉小车”覆盖面广，各种建筑类型都有应用  从地源热泵系统在不同建筑类型中的使用情况来看，住宅建筑和公共建筑都有涉及。其中住宅项目包括经济使用房、商品房小区、高档公寓、别墅与农村住宅建筑；公共建筑中涉及到政府办公建筑、商务办公写字楼、商业购物商场、宾馆酒店、会展中心、医院、休闲健身娱乐度假场所、学校建筑（图书馆、宿舍）科研基地与实验室、培训及宣传基地、体育场馆、博物馆等；还有部分工业建筑也使用了此系统，包括产品生产基地与装备制造基地等，根据现有总结资料看出，几乎所有类型的建筑都可以运行地源热泵系统进行冷热供应。 

（2）各种热泵系统类型均有应用  从统计数据来看，我国土壤、地下水、地表水（江河湖海、污水）、工业冷却水等均有应用于热泵系统供热供冷的项目，说明我国关于地源热泵的概念普及的比较广泛，应用比较多元化。 

（3）用于北方供热居多  由于地源热泵系统在供热时的节能效果更加明显，而且其与目前中国正在广泛使用的末端地板辐射系统可以得到很好的配合，所以其在北方得到了更为广泛的应用。由于气候原因及我国各个地区对供暖的需求要求不同，南方没有集中供热但冬季有热负荷需求的地区，很多建筑更倾向于采用空气源热泵用于加热室内空气，这样对于他们来说更容易调节和计量；南方需要夏季供冷的建筑也更倾向于直接采用*空调冷水机组进行供冷，因为其技术更加成熟，初投资相对地源热泵更低，而且可以应用于任何建筑。但目前在我国长江流域，地源热泵的概念也在被逐渐接受而且应用于冷热双供，随着这个地区的居民对建筑环境要求的不断提高，相信地源热泵系统在这个地区也能体现出其*的价值。 

（4）用于城市城郊居多，农村很少  基于我国目前经济发展水平限制，地源热泵的分布与欧美国家有显著差异，欧美国家的地源热泵系统主要应用于位于乡村无其他能源供应的独立别墅，而我国地源热泵主要应用于城市中的大型公共建筑与居住建筑以及位于城郊无冷热输送管网但冬季需要大面积采暖的度假村、培训中心等建筑。农村建筑中除了少量别墅使用此系统，普通村镇住宅很少使用此类系统。双螺杆制冷压缩机

双螺杆制冷压缩机是一种能量可调式喷油压缩机。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠机体内的一对相互啮合的阴阳转子旋转时产生周期性的容积变化来实现。一般阳转子为主动转子，阴转子为从动转子。

主要部件：双转子、机体、主轴承、轴封、平衡活塞及能量调节装置。

容量15～*无级调节或二、三段式调节，采取油压活塞增减载方式。常规采用：

径向和轴向均为滚动轴承；式设有油分离器、储油箱和油泵；封闭式为差压供油进行润滑、喷油、冷却和驱动滑阀容量调节之活塞移动。压缩原理：

吸气过程：气体经吸气口分别进入阴阳转子的齿间容积。

压缩过程：转子旋转时，阴阳转子齿间容积连通（V型空间），由于齿的互相啮合，容积逐步缩小，气体得到压缩。

1．工程概况

当代万国城二期地处东直门东北角，占地面积1公顷，总建筑面积约22万平米，地下室约55000 m2。本工程的目标是建设一座高舒适度、低能耗、健康、绿色、环保型的里程碑式住宅建筑，它充分利用现有的建筑类高科技力量，对其屋面、外墙、外窗、采暖、制冷、新风等进行了全面的系统的优化设计，从而满足一部分人对高品质居住、办公、购物、休闲的要求，在节约能源的情况下，实现他们对高品质生活的追求。

2．空调系统概述

系统设计充分考虑初投资和运行费用，采用以地源热泵为主，燃气锅炉和冷却塔作调峰的复合式系统。由于地处北京市核心地带，没有场地，因此将土壤换热器设置在车库底板下，共计635组双U换热管，埋深100米。  

本项目的末端系统为顶棚辐射+新风系统：地源热泵机组夏季的排热由土壤换热器和冷却塔完成；冬季取热源由土壤换热器实现，不足部分采用燃气热水锅炉：生活热水部分通过热泵机组热回收实现，不足部分通过燃气锅炉提供。

方案中采取了在地下二层车库的底板下面埋置土壤换热器的垂直埋管方式，共埋置土壤换热器的数量为635个。

3.土壤换热器的现场测试

3 .1.1测试目的

为了使设计参数更加优化、合理，采用测试仪器对现场进行了换热孔的具体测试，具体的测试目的为：

(1)获取土壤换热器每延米的换热量。

(2)确定的钻孔机具。

(3)确定土壤换热器换热孔的深度和合理间距。

(4)确定填料。

(5)结合钻进难度，合理安排施工工期。

3.1.2测试原理

该测试简单模拟地源热泵空调系统夏季制冷的运行模式，具体测试原理如下：将仪器的水路循环部分与所要测试换热孔内的PE管路相连接，形成闭式环路，通过仪器内的微型循环水泵驱动环路内的液体不断循环，同时仪器内的加热器不断加热环路中的液体。该闭式环路内的液体不断循环，加热器所产生的热量就不断通过换热孔内的换热管释放到地下。在闭式环路内的液体循环的过程中，将进／出仪器的温度、流量和加热器的加热功率进行采集记录，来进行分析计算土壤的热物性参数。

3.1.3测试内容

本次测试共钻了3个120m深的换热孔，且分别启用了三种不同的钻机进行钻孔，成孔后进行视电阻率测井。在其中的2个换热孔内分别下入双U型换热管后进行模拟测试。

3.1.4测试结果

(1)视电阻率测井结果表明本项目现场第四系的地层粘土较少、砂砾石居多，而且赋水率很高。

所以换热孔采用的填料应该是级配砂石料，因为级配砂石填料的透水性好，不阻断地下水在换热孔处的流动，更有助于换热孔与周围土壤的换热，地下水流对换热管、填料及周围土壤的换热性能有很大的影响，也就是说级配砂石填料在这种赋水率比较高的地层中比其他填料的的效果要好。

(2)测试中启用了三种不同的钻机，通过对岩芯1000m钻、黄河钻和汽车工程钻在本项目现场的钻探比较，发现钻井速度zui快的是黄河钻，其次是岩芯1000m钻，zui慢的是汽车工程钻；岩芯1000m钻和黄河钻所钻孔径适合方便的下入双U型换热管；岩芯1000m钻的工程成本zui低，综合分析后，本项目应该采用岩芯1000m钻。

(3)利用专业软件模拟对地下岩土温度变化情况进行模拟，以获取换热孔的间距。

测试结果表明，0.5m深度以下，距孔中心越近，排热工况下岩土温度场受影响程度越大，温升幅度越大，0.5m以下，不同深度温度变化幅度基本*，同一时刻温升幅度随距孔中心距离增大而减小。模拟测试结束时，距换热孔中心0.1m处温度达到29℃，温升幅度达15℃，而距换热孔中心2.5m处温升幅度仅约为0.01℃，距换热孔中心3m处温升幅度仅约为0.002℃。

距换热孔中心距离不同，温度变化速率也不同。距孔中心越近，一开始温度变化速率大。随着作用时间的增长，温度上升速率变小，温度变化缓慢，而距孔中心较远处，温度变化速率的规律与上述正好相反。综合以上的模拟及分析结果，该区域土壤换热器的合理间距为5m。

(4)孔深确定。由120米地层资料揭示该地区100米以下含卵砾石较多，且土壤换热器埋设于-11. 25米的底板下，如仍按照120米深实施难度较大，将会造成成本加大、工期加长，因此综合考虑将深度定位100米深。

4．土壤换热器的施工工艺

本项目地埋管的数量大，分布范围广，为确保每一个换热孔都能有一定的换热液流过，实现有效、高效换热，同时zui大限度增加系统的安全性，根据换热孔的分布区域，按照相对集中的原则，将整个土壤换热器分为42个小系统，大约每15个左右的垂直换热孔设置为一个换热循环单元，供、回水分别集中到单独的分、集水器上：分集水器汇入总管接入机房，使得整个地埋管的联络系统既统一又相对独立，从而实现高效、安全运行。水平联络官采用D90PE管，整个土壤换热器系统按同程方式连接，确保各换热孔内循环液的流量、流速*，为系统的安全运行提供可靠的保障。