神农城地源热泵应用.pdf

中国建筑2013年技术交流会论文集 神农城地源热泵应用 唐晴龙、胡军伟、韩淼 （湖南省株洲市炎帝广场金座 701） 摘要： 地源热泵技术的历史背景，地源热泵技术在神农文化艺术中心的应用，施工工艺中容易出现的问题。 关键词： 地源热泵 节能 1 地源热泵技术研究现状 1.1 历史背景 1.1.1 国内地源热泵基本情况 ： 1.起步阶段：从 1978 年开始，中国逐渐开始引进地源热泵理念，并在中国建筑学会的 推动下与国际地源热泵技术接轨。 2.推广阶段：21 世纪后，地源热泵应用越来越广泛，截至 2004 年底，我国制造水源热 泵机组的厂家和系统集成商有 80 余家，地源热泵系统在我国各个省市地区均有应用。2001 年，由中国建筑科学研究院空调所徐伟等人翻译的《地源热泵工程技术指南》为我国广大地 源热泵工作者普及了解， 相关工程技术的概念和标准化做法为我国地源热泵从业相关技术人 员提供了参考。 3.快速发展阶段：2005 年后，我国对节能减排工作越来越重视，《可再生能源法》、 《节约能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《民用建筑节能管 理条例》等法律法 规的相继颁布和修订。各种有影响力的建筑纷纷采用热泵系统，无形中加强了号召力。供货 需求让地源热泵迅猛发展。 1.1.2 我国地源热泵发展特点 覆盖面广，各类型建筑都有应用；各种热泵系统类型均有应用；用于北方供热居多；用 于城市城郊居多，农村很少。 2 地源热泵应用： 2.1 地源热泵原理 地源热泵系统是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术。 地下相对地面来说温 度一年四季较为恒定，地源热泵系统利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，将地下土壤、水 中热量或者冷量转移到所需要的地方，如冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内，夏 季再把地下的冷量转移到建筑物内， 一个年度形成一个冷热循环系统，实现节能减排的功能。 能量来源：浅层地下是一个巨大的太阳能集热器，收集了 47%的太阳的能量（约为人类 每年能耗的 500 多倍）和地核芯热综合作用下形成了相对的恒温层,它存储了取之不尽用之 不竭的低温可再生能源。 2.1.1 能源的特点： ①可再生能源 ：浅层地热主要来自太阳的辐射和地心热，取之不尽，用之不竭，太阳和 地心的热核反应已进行了数亿年， 所产生的功率约数万亿千瓦，可源源不断的供给浅层土壤。 ②储量巨大：浅层土壤象一个巨大的太阳能集热器，太阳辐射到地球表面后，约有一半 的能量被浅层土壤所吸收，比人类每年使用的能量高出 500 多倍。 ③分布广泛： 地球上多数地域， 不论地理位置和高度， 其浅层土壤中都蕴藏着低温地能。 ④温度恒定：大气温度变化对它影响较小，恒温层土壤温度四季约保持在 13-20℃。 ⑤开发利用成本低：由于利用浅层低温地能，钻探井深度浅，初投资少，用循环井水做 为中间介质与浅层地下恒温岩土热交换。 2.1.2 地质勘查 根据地质勘查结果，神农城整体地质土为中风化泥质粉沙岩，地下水位负二十米至负八 十米为相对恒温层，适合采用地源热泵系统，设计规划拟对神农大剧院及神农文化艺术中心 204 中国建筑2013年技术交流会论文集 采用地源热泵系统。依据现场实际情况及地质勘查报告，神农文化艺术中心现在已施工并完 成整体地源热泵系统，布井设置为南北向 4m、东西向 3.5m，钻孔直径为 130mm。总计 288 口井，总计长度为 23040 延米。神农大剧院地源热泵系统正在施工准备阶段。 2.1.2 地源热泵计算式 ： 1.竖直地埋管换热器的热阻计算宜符合下列要求： 1.1传热介质与U形管内壁的对流换热热阻可按下式计算： 式中 Rf——传热介质与U形管内壁的对流换热热阻（m·K／W） di——U形管的内径（m） K——传热介质与U形