地埋管地源熱泵技術經(jīng)濟環(huán)保分析.pdf

1、本文針對雙U型地埋管地源熱泵系統(tǒng)的應用展開了研究，通過建立地埋管地源熱泵系統(tǒng)理論模型，并以某高級技校的地埋管地源熱泵項目為實驗平臺展開系統(tǒng)的應用研究工作。本文主要的研究工作可以概括為以下幾個方面:
　　1.論文詳細敘述了地源熱泵技術的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，闡述了地源熱泵技術的工作原理。
　　2.建立了準三維鉆孔導熱理論模型，分析了系統(tǒng)能量傳遞過程、土壤熱傳遞過程以及建筑換熱過程，同時對地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運行性能、地下埋管換熱器

2、與土壤的換熱量和鉆孔周圍土壤溫度分布狀況等進行分析，應用地熱之星專業(yè)軟件對系統(tǒng)換熱進行分析計算。
　　3.對不同的土壤導熱系數(shù)，進行了鉆孔長度的優(yōu)化分析和成本分析;不同的地域氣候條件下，對地埋管地源熱泵系統(tǒng)進行了可行性分析。(1)在回填材料導熱系數(shù)為2.0W/(m·K)的前提下，輕質(zhì)干土和輕質(zhì)濕土的土壤條件不能滿足系統(tǒng)的換熱要求，需要增加鉆孔的長度。當土壤導熱系數(shù)大于1.2W/(m·K)時，循環(huán)液進入鉆孔的最高和最低溫度符合要求，

3、隨著土壤導熱系數(shù)的增大，循環(huán)液進入鉆孔的最高溫度逐漸減低，最低溫度逐漸升高，延米換熱量逐漸增加。(2)對不同類型土壤的鉆孔成本進行分析。單位換熱量的鉆孔費用，輕質(zhì)干土最高，大約為致密干土的2倍，致密干土的鉆孔成本比致密濕土的鉆孔成本高25.7％，比砂巖的鉆孔成本高48.4％，而砂巖、大理石、砂礫巖、花崗巖的鉆孔成本都在1000元左右，大致相等。可以看出，當土壤導熱系數(shù)大于2.3W/(m·K)時，單位換熱量的鉆孔成本變化很小。(3)對于寒

4、冷地區(qū)的山東和溫和地區(qū)的昆明可以較好地使用地源熱泵系統(tǒng);對于嚴寒地區(qū)的哈爾濱，需輔助太陽能或其他熱源;這種夏熱冬冷地區(qū)通過采用冷凝熱回收技術可以較好的解決冬夏季節(jié)冷熱負荷不平衡問題;對于夏熱冬暖地區(qū)的廣州，采用冷凝熱回收技術同時需輔助冷卻塔。
　　4.地源熱泵系統(tǒng)初投資比常用的冷水機組加鍋爐系統(tǒng)高出43.1％左右，比風冷熱泵系統(tǒng)初投資高出31.6％左右，這主要是由于地源熱泵系統(tǒng)中地埋管換熱器的初投資最高，地埋管換熱器初投資占整個地

5、源熱泵系統(tǒng)造價的61.4％，特別是在土壤地質(zhì)條件不利時，地埋管換熱器的鉆孔費用比較高。因此，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的初投資相對較高，是制約地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展的一個重要原因。
　　5.在全球能源危機及全球變暖的大背景下，暖通行業(yè)的節(jié)能減排工作是國家節(jié)能減排的重要組成部分。因此，本文分析了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性及碳排放量的情況。
　　地源熱泵系統(tǒng)比冷水機組加鍋爐系統(tǒng)在一年里的運行費用節(jié)省44.50萬元，地源熱泵系統(tǒng)比空氣源熱泵系統(tǒng)

6、的年運行費用節(jié)省了56.48萬元。因此，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)相比其他空調(diào)系統(tǒng)而言具有一定的節(jié)能性。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)相對于常規(guī)的冷水機組加鍋爐系統(tǒng)每年少排放CO2436.2噸，比空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)每年少排放CO2421.9噸，對緩解環(huán)境污染可以起到積極的作用。
　　6.對地源熱泵系統(tǒng)投資回收期進行了計算分析
　　該地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)相對于常規(guī)的冷水機組加鍋爐系統(tǒng)的靜態(tài)投資回收期為3.1年，動態(tài)投資回收期為4.6年;相對于空氣源熱泵空