地源热泵机组压缩机的合理匹配 地源热泵机组压缩机的合理匹配
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地源热泵机组压缩机的合理匹配
张林华 1 曲云霞 1 方肇洪 1 李安桂 2
( 1 1 山东建筑工程学院 , 山东济南 250014 ; 2 1 西安建筑科技大学 , 陕西西安 710055 )
摘 要 : 介绍了地源热泵的类型 , 并对地下埋管的地源热泵的运行工况进行了测试和分析。结果表明 , 对地源热泵机
组不能直接根据压缩机名义工况的制冷量或制热量来选配压缩机。对以冷负荷为主的地区 , 应以夏季运行工况作为设
计工况来选配压缩机 ; 对以热负荷为主的地区 , 则应以冬季工况为设计工况。
关键词 : 地源热泵 ; 蒸发温度 ; 冷凝温度 ; 压缩机
中图分类号 : TQ051 1 5 文献标识码 : A
Selection of Compressor for the Ground 2 coupled Heat Pump
Zhang Linhua Fang Zhaohong Qu Yunxia Li Angui
Abstract : The operating condition of the ground 2 coupled heat pumps is analyzed 1 The results indicate that the selection of compressor
can not be fully based on standard rating condition , it should be decided by summer operating condition in which the cooling load is dom 2
inant . In areas where the heating load is dominant , it can be based on winter operating condition.
Keywords : the ground 2 coupled heat pump ;the evaporating temperature ;the condensing temperature ;compressor
1 地源热泵的分类
根据 ASHRAE 的规定地源热泵可分为土壤耦
合式热泵、地下水源热泵和地表水热泵。地表水
热泵是利用地表水作为热源或冷源。它的优点是
初投资成本低 , 而不足则是温度随气候变化而变
化 , 尤其是当室外温度为极端温度时 , 此时负荷增
加 , 而热泵的制热量或制冷量却急剧减少 , 因此这
种情况下热泵无法满足要求 , 而且其应用也受到
了限制。地下水的温度常年比较恒定 , 但是地下
水抽取容易回灌难 ; 而且在回灌过程中 , 地下水容
易受到污染。在我国目前严重缺水的情况下 , 地
下水源热泵 ( GWHP ) 的应用受到了一定的限制 ,
但地源热泵的应用几乎是不受限制。深层土壤在
大约 10m 以下其温度保持恒定 , 接近当地大气年
平均温度。因此 , 地下土壤可作为空调热泵优良
的冷热源。近年来 , 地源热泵 ( GCHP ) 在我国已经
得到了迅速的发展。
2 地源热泵的原理
以土壤为热源或冷源的地源热泵是由一组水
平或竖直埋于地下的高强度塑料管 ( 也称地热换
热器 ) 和热泵机组构成 , 水或防冻剂溶液通过管路
进行循环 ( 该系统也称为闭式环路 ) 。夏季循环液
将室内热量释放给地下岩土层 , 同时蓄存热量以
备冬用 , 冬季将岩土层的热量提取出来释放给室
内空气 , 整个大地作为一个蓄热体。在地表一定
深度以下 , 岩土的温度基本恒定 , 它不受大气环境
温度的影响 , 因此这种地源热泵系统的效率比空
气源热泵的效率要高 , 又不受地下水资源的限制 ,
在欧、美等国得到了广泛的应用。
地源热泵根据其地热换热器埋管方式的不同
可分为水平埋管地源热泵和竖直埋管地源热泵。
水平埋管换热器通常设置在深 1 1 0 ~ 2 1 0m 的地沟
内 , 它的寿命较长 , 初投资也低 , 但需要较大的场
地 , 它的性能也受到地表大气温度的影响。竖直
埋管的地热换热器的埋深大约在 30 ~ 150m , 由于
地下土壤的温度比较恒定 , 因此机组的效率也比
水平埋管的高 , 且占地面积小 , 是目前应用最广的
一种地源热泵 , 但它的投资要比水平式高。目前