地源热泵系统工程技术规范设计要点解析.doc

地源热泵系统工程技术规范设计要点解析《地源热泵系统工程技术规范》设计要点解析
摘要:本文针对不同地源热泵系统的特点,结合《规范》条文,对地源热泵系统设计特点、方法及要点进行了深入分析,为地源热泵系统的设计提供指导。
关键词:地源热泵系统、设计要点、系统优化
1 前言
实施可持续发展能源战略已成为新时期我国能源发展的基本方针,可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。2006年1月1日《可再生能源法》正式实施,地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一,同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式,近年来在国内得到了日益广泛的应用。地源热泵系统利用浅层地热能资源进行供热与空调,具有良好的节能与环境效益,但由于缺乏相应规范的约束,地源热泵系统的推广呈现出很大盲目性,许多项目在没有对当地资源状况进行充分评估的条件下就匆匆上马,造成了地源热泵系统工作不正常,为规范地源热泵系统的设计、施工及验收,确保地源热泵系统安全可靠的运行,更好的发挥其节能效益,由中国建筑科学研究院主编,会同13个单位共同编制了《地源热泵系统工程技术规范》(以下简称规范)。该规范现已颁布,并于2006年1月1日起实施。
由于地源热泵系统的特殊性,其设计方法是其关键与难点,也是业内人士普遍关注的问题,同时也是国外热点课题,在新颁布的《规范》中首次对其设计方法提出了具体要求。为了加深对规范条文的理解,本文对其部分要点内容进行解析。
2 《规范》的适用范围及地源热泵系统的定义
《规范》的适用范围
该《规范》适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源,以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质,采用蒸气压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。它包括以下两方面的含义:
(1)“以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质”,意旨不适用于直接膨胀热泵系统,即直接将蒸发器或冷凝器埋入地下的一种热泵系统。该系统目前在北美地区别墅或小型商用建筑中应用,它优点是成孔直径小,效率高,也可避免使用防冻剂;但制冷剂泄漏危险性较大,仅适于小规模应用。
(2)“采用蒸气压缩热泵技术进行……”意旨不包括吸收式热泵。
地源热泵系统的定义
地源热泵系统根据地热能交换系统形式的不同,分为地埋管地源热泵系统(简称地埋管系统)、地下水地源热泵系统(简称地下水系统)和地表水地源热泵系统(简称地表水系统)。其中地埋管地源热泵系统,也称地耦合系统(closed-loop ground-coupled heat pump system)或土壤源地源热泵系统,考虑实际应用中人们的称呼习惯,同时便于理解,本规范定义为地埋管地源热泵系统。地表水系统中的地表水是一个广义概念,包括河流、湖泊、海水、中水或达到国家排放标准的污水、废水等。只要是以岩土体、地下水或地表水为低温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统,统称为地源热泵系统。

3 地源热泵系统的设计特点
(1)地源热泵系统受低位热源条件的制约
对地埋管系统,除了要有足够埋管区域,还要有比较适合的岩土体特性。坚硬的岩土体将增加施工难度及初投资,而松软岩土体的地质变形对地埋管换热器也会产生不利影响。为此,工程勘察完成后,应对地埋管换热系统实施的可行性及经济性进行评估。
对地下水系统,首先要