1.特灵地源热泵的优缺点有哪些呢?

2.地源热泵和水源热泵分别是什么意思?

3.地源热泵应该如何选购

4.浅层地热能的国内外研究利用现状与发展

地源热泵厂家_地源热泵厂家如何挑选

现在社会的发展是相当快的,每一样事物的发展都是朝着先进的方向去的。就比如,以前我们想要屋子里的地板便暖和,那么就必须得是在建造房间时就造好一个可以烧火的多哦放,到了想要地板变暖的时候再烧火让地板变暖,但是现在不需要这么麻烦了,现在有了地暖的存在,直接装上地暖就可以啦。接下来就让我们为大家介绍一下地暖是什么以及哪些地暖厂家比较好吧!

地暖是什么东西—地暖的优势

从美观上来讲,地暖铺设在地面上,并不会影响家具的摆放,也不会占用空间,不影响室内的美观,从舒适度上来讲,地暖的热量是从下向上逐渐减少的,温度也是从下向上逐渐降低的,热量辐射到整个空间中,整个空间的温度是均匀的,并且会给人一种头暖脚凉的舒适感,这种暖方式更加的符合人们的生理需求,更健康,更舒适。从使用寿命上来讲,地暖的使用寿命一般长达50年之久,维修费用低,从使用效果来看,节省还能减少楼层之间的噪音,适应性强,稳定性高,非常适合在现代家庭中使用。

上海科邦暖通设备有限公司

上海科邦暖通设备有限公司是一家专业从事暖通领域的地暖厂家,公司致力于创建节能、健康、舒适、绿色人居环境为主的公司,根据客户的不同要求及建筑特点,为客户提供不同的室内舒适生活的解决方案。其服务内容包含地暖、中央热水、中央水处理设备、中央空调、中央新风、中央除尘、地源热泵、空气源热泵等设计、施工及售后的服务。

北京红塔设备安装有限公司

北京红塔设备安装有限公司地暖厂家是国内地面辐射暖系统专业集成供应商,是北京首批取得地面暖专业施工资质和安全施工许可证的企业之一,企业注册资金为1000万元人民币;资质证书编号:B5604011010814,安全施工许可证编号:(京)JZ安许证字[2013]245601。公司是德国维兰德(Wieland)紫铜管地暖系统、德国诺(Uponor)、德国瑞好(Rehau)和丹麦丹佛斯(Danfoss)地暖系统和供热产品国内战略合作地暖厂家,这些产品和系统在国际上具有领先水平。

上海斯培尔公司

上海斯培尔公司成立于2004年,拥有冷暖家居,健康家居,节能环保家居,等室内舒适系统的优秀地暖厂家。项目包括中央空调,地源热泵,中央暖,中央净水,中央热水,中央新风,中央吸尘,光伏发电,太阳能热水系统等,集设计、销售、施工、售后服务于一体专业为顾客提供舒适生活整体解决方案。

以上就是我们为大家介绍的三大地暖厂家。地暖从热媒介质上分为水地暖和电地暖两大类,从铺装结构上分为湿式地暖和干式地暖两种,干式地暖不需要豆石回填;从表面饰材上分为地板型地暖和地板砖型地暖;从功能上分为普通地暖和远红外地暖。不管是哪一类地暖,使用起来都是很方便的。但是大家在购买地暖是,要选择好的地暖厂家,选了好的地暖厂家装上的地暖才会有保障。

特灵地源热泵的优缺点有哪些呢?

苏州天翔环境-提供专业地源热泵施工。://.txest/

根据本地的土壤特性、气候、地质分布等特点,以江苏地区为例结合该项目的具体情况和我们以往的实际工程设计经验和运行实测数据,工程地埋管单位长度冷量为50-60W。

规范公式计算法

垂直地埋管换热器计算的基础是单个钻孔的传热分析。在多个钻孔的情况下,可在单孔的基础上运用叠加原理加以扩展。步骤如下:

1、流体至管道内壁的对流换热热阻

2、双U形埋管的管壁热阻

3、钻孔封井材料的热阻

4、地层热阻,即从孔壁到无穷远处的热阻

由N个平行钻孔(双U型管)组成集群的地热换热器的地层热阻

短期连续脉冲负荷引起的附加热阻

对于时间很长的情况,考虑深度方向的传热为稳定状态下的地层热阻

垂直地埋管换热器长度的工程设计计算公式为

制冷工况

供热工况

运行份额是考虑热泵间歇运行的影响,

供热运行份额Fh=一个供热季中热泵的运行小时数/(一个供热季天数×24)

制冷运行份额Fc=一个制冷季中热泵的运行小时数/(一个制冷季天数×24)

或当运行时间τ取作一个月时

供热运行份额Fh=最冷月份运行小时数/(最冷月份天数×24)

制冷运行份额Fc=最热月份运行小时数/(最热月份天数×24)

式中: 下标c,h 分别表示制冷工况和供热工况。

L:地热换热器所需的钻井总长度(m);

Qc, Qh :分别是热泵的额定冷热负荷(kW);

EER、COP:热泵的性能系数,由热泵生产厂家提供;

h:流体至管道内壁的对流换热系数(W/m2 ℃);

rb:钻孔的半径,(m);

ks 和a:地层的平均导热系数(W/m.k)和热扩散率m2/s;

τ:运行时间,s;

xI::第i个钻孔与所考虑的钻孔之间的距离,(m);

τp(s): 短期脉冲负荷连续运行的时间,例如8小时;

di:U形埋管的内径,(m);

do:U形埋管的外径,(m);

db:钻孔的直径,(m);

de:U形埋管的当量直径 (此工程用双U)

kp:U型管导热系数,(W/m.k);

kb:灌浆材料导热系数,(W/m.k);

H:钻孔深度,(m);

I: 指数积分:

t∞:土壤温度

地热换热器中循环液的设计平均温度通常可选为tmax=37℃,tmin= -2~5 ℃。

地源热泵和水源热泵分别是什么意思?

所有地源热泵有的优缺点这个厂家的地源热泵产品同样有。

同时这个厂家的地源热泵产品还增加了一项缺点,那就是产品设备价格偏高,厂家所提供的售后服务也比较一般,总体性价比比较低。

地源热泵产品的最大缺点是工程初投资较大,需要具备一定的安装场地条件等。优点是工作效率高,节能,效果好。

地源热泵应该如何选购

地源热泵原理一、地源热泵制冷原理在制冷状态下,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,由水路循环将冷媒所携带的热量吸收,最终由水路循环转移至地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中,通过冷媒-空气热交换器,以13℃以下的冷风的形式为房供冷。-----二、地源热泵制热原理在制热状态下,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。由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量,通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发,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,以强制对流 、自然对流或辐射的形式向室内供暖。地源热泵-地源热泵的发展趋势--随着经济的发展和人们生活水平的提高,公共建筑和住宅的供暖和空调已经成为普遍的要求。作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低,而且还会给大气造成严重的污染,因此在一些城市中燃煤锅炉在被逐步淘汰,而燃油、燃气锅炉则运行费用很高。地源热泵就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。在美国地源热泵空调系统占整个空调系统的40%,是美国极力推广的节能、环保技术。1998年美国能源部颁布法规,要求在全国联邦机构的建筑中推广应用地埋管土壤换热器地源热泵空调系统。为了表示支持这种技术,布什在他的得克萨斯州的别墅中也安装了这种地源热泵空调系统。现在,在中北欧的瑞士、瑞典、奥地利、丹麦等国家,地源热泵(土壤换热器)技术利用处于领先地位,地埋管土壤换热器热泵得到广泛的应用。---地源热泵的由来"地源热泵"的概念,最早于1912年由瑞士的专家提出,而该技术的提出始于英、美两国。1946年美国在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统。但是这种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛注意,无论是在技术、理论上都没有太大的发展。20世纪50年代,欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮,但由于当时的能源价格低,这种系统并不经济,因而未得到推广。直到20世纪70年代初世界上出现了第一次能源危机,它才开始受到重视,许多公司开始了地源热泵的研究、生产和安装。这一时期,欧洲建立了很多水平埋管式土壤源地源热泵,主要用于冬季供暖。虽然欧洲是世界上发展地源热泵最成熟的地区,但是它也曾因为地源热泵专家不懂安装技术,安装工人又不懂地源热泵原理等因素,致使地源热泵的发展走了一段弯路。 随着科技的进步,关于能源消耗和环境污染的法律制订越来越严格,地源热泵的发展迎来了它的另一次高潮。欧洲国家以瑞士、瑞典和奥地利等国家为代表,大力推广地源热泵供暖和制冷技术。取了相应的补贴政策和保护政策,使得地源热泵生产和使用范围迅速扩大。上世纪80年代后期,地源热泵技术已经趋于成熟,更多的科学家致力于地下系统的研究,努力提高热吸收和热传导效率,同时越来越重视环境的影响问题。地源热泵生产呈现逐年上升趋势,瑞士和瑞典的年递增率超过10%。美国的地源热泵生产和推广速度很快,技术产生了飞速的发展,成为世界上地源热泵生产和使用的头号大国。 从地源热泵应用情况来看,北欧国家主要偏重于冬季暖,而美国则注重冬夏联供。由于美国的气候条件与中国很相似,因此研究美国的地源热泵应用情况,对我国地源热泵的发展有着借鉴意义。据1999年统计,在家庭应用的供暖设备中,地源热泵所占的比例:瑞士96﹪、奥地利38﹪、丹麦27﹪,在我国由于能源价格的特殊性以及人们节能、环保的认识程度等原因以及其它一些因素的影响,地源热泵空调技术应用和发展比较缓慢,人们对之尚不十分了解,推广较困难,然而随着人们生活水平的提高,人均能耗的增长,一次性矿物能源的日益衰竭以及环境的日趋恶化,地源热泵技术已越来越引起人们的重视。在目前节能和环保的潮流下,该技术以其特有的节能性和稳定性受到行业的瞩目,国内许多院校、科研所作了大量的应用研究。国家建设部在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中专门作了推荐。为办好本届奥运会,北京市主管部门和科研部门全力合作,相继进行了一些先进技术研究,国内外专家提出以地源热泵为代表的清洁能源符合“绿色奥运、科技奥运”的宗旨,应当在奥运工程建设中推广、使用,会议形成倡议书递交北京市和奥运会组委会,受到有关方面的高度重视,后详细研究及考核,将地源热泵中央空调作为2008年北京奥运会指定选用的中央空调型式。早在很多年前,在国家所属的建筑中就有使用地源热泵的,最有代表性的就是纪念堂。北京市于2007年7月1日,由发改委及其他八部委联合发布了《关于印发关于发展热泵系统的指导意见的通知》(京发改〔2006〕839号),《指导意见》中,明确提出了,在建筑中使用地源热泵空调系统,每平米补助50元;水源热泵补助35元。从去年开始,国家分别将三个城市做为地源热泵试点城市,分别是北京、天津、沈阳。大力发展地源热泵。现在在这三个城市,甚至全国,地源热泵已经如火如荼。现在国家努力引导发展地源热泵,现在国家的一些部门的建筑,学校,医院等,都进行了地源热泵改造,而且现在正是奥运会的关键时刻,很多项目也都使用地源热泵,如奥运会的部分场馆,奥运森林公园等等都使用地源热泵;不光国家的项目,现在很多的私人企业办公场所,别墅等区域都在寻找做地源热泵的厂家、经销商。我们在寻找项目的同时他们也在寻找我们。地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术,是地源热泵的一种,地源热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备.地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方.通常地源热泵都是用来做为空调制冷或者暖用的.地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力,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.相关产品:

水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能作为冷、热源,进行转换的空调技术。 水源热泵可分为地源热泵和水环热泵。地源热泵包括地下水热泵、地表水(江、河、湖、海)热泵、土壤源热泵;利用自来水的水源热泵习惯上被称为水环热泵。水源热泵是什么?水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能作为冷、热源,进行转换的空调技术。水源热泵的原理是什么?地球表面浅层水源(一般在1000 米以内),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是:通过输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在夏季将建筑物中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,则是通过水源热泵机组,从水源中“提取”热能,送到建筑物中暖。水源热泵的优点是什么?水源热泵与常规空调技术相比,有以下优点:1、高效节能水源热泵是目前空调系统中能效比(COP值)最高的制冷、制热方式,理论计算可达到7,实际运行为4~6。2、水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。而夏季水体温度为18~35℃,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,从而提高机组运行效率。水源热泵消耗1kW.h的电量,用户可以得到4.3~5.0kW.h的热量或5.4~6.2kW.h的冷量。与空气源热泵相比,其运行效率要高出20~60%,运行费用仅为普通中央空调的40~60%。

浅层地热能的国内外研究利用现状与发展

地源热泵作为一种新型的利用可再生能源的空调系统受到了很多人的关注,因为它比传统空调更加节能。但近年来市场上大量涌现出众多品牌,产品的品质良莠不齐得不到保障,如购买到劣质地源热泵会给给消费者带来无可估量的损失,那么地源热泵应该如何选购呢?

1、 是否拥有生产许可证、注册商标证书和3c认证:地源热泵是一个技术要求严格的专业产品,首先看它是否获得国家颁发的全国工业产品生产许可证、注册商标证书和3c认证,作为消费者应当慎之又慎!

2、 性能检测报告是否合格:经过国家权威部门检测出来的COP值越高就证明使用会越省电,好的地源热泵比普通的高10%以上,所以不能在购买时贪便宜。

3、 压缩机的类型:压缩机是热泵机组的心脏。目前商用/家用热泵机组以意大利、美国生产的压缩机为最优,还要确保是原装正厂,以防有些厂家以次充好,用返修的压缩机。

关于地源热泵应该如何选购的相关内容就介绍到这里了。

一、国外研究利用现状与发展趋势

1.早期发展阶段

浅层地热能的研究与开发利用是随着热泵技术的研究与开发而兴起的。早在186年前(1824年)法国物理学家卡诺奠定了热泵理论基础。之后英国的物理学家焦耳论证了改变气体的压力引起温度变化的原理。英国勋爵汤姆逊教授首先提出了“热量倍增器”可以供暖的设想。1912年,瑞士苏黎世已成功安装了一套以河水作为低品位热源的热泵设备用于供暖,并以此申报专利,这就是早期的水源热泵系统,也是世界上第一个水源热泵系统。

在此之后的几十年,地源热泵基本处于实验研究阶段,并先后有地表水源热泵、地下水源热泵及土壤源热泵系统的问世与发展。20世纪30年代地表水源热泵系统问世,是地源热泵中最早使用的热泵系统形式之一。欧洲第一台较大的热泵装置是1938~1939年间在瑞士苏黎世市政大厅投入运行的,它以河水作为热源,供热能力175k W;20世纪40~50年代,瑞士、英国早期使用的地表水源热泵地下水源热泵系统除了用于建筑物暖外,还用于游泳池加热和人造丝厂工艺加热和鞋厂空调等。随后欧洲其他一些国家也开始安装地表水源热泵系统,热泵系统的供热量不断增大,性能系数也有很大提高。

地下水源热泵也诞生于20世纪30年代,到1940年美国已安装了15台大型商用热泵,其中大部分是以井水为热源。1937年,日本在大型办公楼内安装了2台194k W 压缩机带有蓄热箱的地下水热泵系统,其性能系数达4.4。至20世纪40~50年代,美国应用的主要是地下水地源热泵。

1941年,第二次世界大战爆发后,影响和中断了空调供暖用热泵技术的研究和发展。二战结束后,热泵技术研究及应用逐步恢复,至1950年美国已有20个厂商和10余所大学研究单位从事热泵开发研究,在当时拥有的600台热泵中,50%用于房屋供暖。地埋管式地源热泵技术初始于美国和英国。1950年前后,两国开始使用地埋管吸收地热作为热源为家用房屋供暖的小型土壤热泵。1952年,美国约出厂1000套热泵,1954年出厂约2000套热泵。由于地源热泵的日趋成熟,有力地促进了浅层地热能的广泛应用。

1957年,美国军用基地住房大量用热泵供暖代替燃气供热方案,热泵产量达2万套,1963年年产量增加到7.6万套。至20世纪60年代初,美国安装的热泵机组已达近8万台。但当时压缩机质量尚不过关,设备费用高而影响了热泵供暖技术的推广,开始处于停顿状态。

到1964年,热泵可靠性的问题已成为一个十分严峻的问题。60年代电价持续下降,使得电加热器的应用不断增加,限制了热泵的发展。

2.迅速发展阶段

20世纪70年代,世界石油危机的出现,又引起人们对地下水源热泵的关注与兴趣,又开始大量安装与使用地下水源热泵,热泵工业进入了黄金时期。这一时期,世界各国对热泵的研究工作都十分重视,诸如国际能源机构和欧洲共同体都制定了大型热泵发展,热泵新技术层出不穷,热泵的用途也在不断地开拓,并广泛应用于空调和工业领域,在能源的节约和环境保护方面起着重大的作用。

热泵真正意义的商业应用也只有近20年的历史。20世纪90年代后,随着环保要求的进一步提高,美国地下水源热泵系统的应用一直呈上升趋势。美国能源信息部的调查表明:美国地下水源热泵的生产量从1994年的5924台上升到19年的24台。再如美国,截止到1985年全国共有1.4万台地源热泵,而19年就安装了4.5万台,到目前为止已安装了40万台,而且每年以10%的速度稳步增长。1998年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19%,其中在新建筑中占30%。目前,每年大约有5万套地源热泵在安装,其中开式系统占5%。美国热泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂家组成的美国地源热泵协会,该协会在近年中将投入1亿美元从事开发、研究和推广工作。

欧洲一些国家由于取积极的促进政策(包括财政补贴、减税、优惠电价和广告宣传等),热泵市场得到快速发展。19年,欧洲发展基金会重新提出热泵发展。到2000年,欧洲用于供热、热水供应的热泵总数约为46.7万台,其中地下水源热泵约占11.75%。与美国的热泵发展有所不同,中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用浅部地热,地下土壤埋盘管的地源热泵,用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。据1999年的统计,在家用的供热装置中地源热泵所占比例,瑞士为96%,奥地利为38%,丹麦为27%。

3.发展趋势

近年来,各国浅层地热能的开发利用规模和发展速度都在快速增长。美国和加拿大一些大学和研究机构,对于土壤源热泵进行了较深入的试验研究,取得了一些重要数据。美国能源部(DOE)、美国环保局(EPA)及爱迪生电器学会(EEI)、国家农业电力合作公司等财团组成一家参与的工业设施国际集团,推广热泵供暖系统。目前从国外发展趋势看,开发利用浅层地热能,将是地热开发利用的主流和方向。

浅层地热能是宝贵的新型能源。与风能、太阳能等非人力控制的自然相比,浅层地热能是一种在开利用时间上,可人为控制使用的可再生能源,是集热、矿、水为一体,具有洁净、廉价、用途广泛的新能源。开发利用浅层地热能可以降低常规能源消耗,减少环境污染,尤其是大气污染,又可以在发展某些相关产业经济与提高人们生活质量方面发挥作用,具有显著的商业价值。因此,引起了各国对其开发利用的重视。特别是13年世界能源危机以来,浅层地热能的勘查与开发利用正在迅速向深度和广度发展。

4.地下水热运移数值模拟研究进展

地下水源热泵运行后,回灌井注入含水层的冷热能会在对流和热传导的作用下向抽水井运移,从而对地下水温度场产生影响,因此有必要对地下水热运移过程进行深入研究。数值模拟方法以其高效性、便捷性和灵活性等众多优势,逐渐成为研究这一问题的有效工具。鉴于此,本节对国内外地下水热运移数值模拟研究进展进行回顾,为本专题的后续研究提供基础和参考。

从20世纪70年代末开始,国外提出了许多描述含水层中热量运移的数学模型.Mercer等(1985)、Crawford等(1982)以及Mirza等对含水层储能的一些模拟技术进行了讨论。1985年.P.Heijde和Y.Bachmat等统计了当时已有的21个热运移数学模型,所有这些模型均只考虑对流和热传导作用,忽略了自然对流对热运移的影响,除了两个是三维水流耦合模型外,其余均为一维和二维的。Tsang等(1981)和Sykes等(1982)曾先后利用有限差数值模拟方法,对Auburn大学第二期地下含水层储能野外试验中水和热量运移规律进行了模拟研究,模拟结果与试验观测结果基本吻合。Buscheck等(1983)利用Aubum大学储能试验前两个周期的资料进行了二维数值模拟,并在模拟过程中考虑了自然对流的影响。Rouve等(1988)应用有限元模拟方法对德国Stuttgart大学的人工含水层季节性储能试验进行了二维数值模拟,并对含水层中各填充亚层的渗透性空间组合进行了优化。Molson等(1992)利用加拿大Ontario武装基地潜水含水层储能试验数据,对该试验过程进行了三维有限元模拟,其中考虑了自然对流影响和密度随温度的变化,该模型相对比较完整,但是试验条件比较简单,且连续性方程不尽完善。Forkeli等(1995)利用二维轴对称模型和三维有限元模型对人工含水层储能系统的储能效果进行了模拟研究,并通过对比模拟确定了效果最佳的人工储能系统。Tri等(1996)建立了二维非稳定流模型,通过数值计算给出了一个含水层剖面上温度的变化。Chevalier等(1999)应用随机游离法对多孔介质含水层储能进行了模拟研究,发现区域地下水的流动能够加速所储热能向下游含水层中扩散,从而降低所储热能的回率。Nagano(2002)通过实验室试验和有限差分数值模拟研究得出,如果储热过程中回灌水的温度较高(>50℃),含水层中将很可能发生自然对流现象,从而使得利用含水层储能的热回收率将受到较大影响。Chounet等(1999)利用混合有限元法对土壤中水流和热量运移进行模拟,提高了模拟精度,但所用模型是一个剖面的二维模型。

国内对地热数值模拟研究始于20世纪80年代后期,张菊明等(1982)用有限元法模拟了二维地热运移问题,并给出了有限元程序。李竞生等

李竞生,王广才 1989.平顶山八矿热水补给来源及条件方式.煤炭科学研究总院西安分院科研报告.

对平顶山地温场分别建立了二维和三维温度场数学模型,并用有限元法求解,但是此模型仅是一个稳定的模型,并没有对水流场的变化规律进行研究。薛禹群等(1987)对上海储能试验建立了三维数学模型,且考虑了热机械弥散,但水流模型是一个稳定模型,用简单的解析表达式代替水流模型,没有考虑水密度随温度的变化和水动力黏滞系数随温度的变化。张菊明(1994)建立了三维地温场数学模型并提出了有限元解法,但没有考虑水流方程。胡柏耿

胡柏耿.1995.地热田中的传热传质研究.北京:清华大学博士学位论文.

用二维双孔隙介质模型模拟了地热田中传热和传质过程,并分别模拟了西藏那曲地热田和羊八井地热田的热质运移规律。任理等(1998)用交替方向有限差分法研究了土壤二维水热运移规律。何满潮等(2002)首先研究了地下热水回灌过程中渗透系数变化规律,然后针对单井、对井回灌过程中渗流场的动态变化建立了地热回灌渗流场数学模型,推导了渗透系数恒定与变化不同条件下的单井、对井回灌的理论公式。

国内外专家对于专门针对水源热泵的地下水热运移也进行了一定的模拟研究。Gringarten等(15)对地下水均匀流动条件下的含水层热能集进行了理论研究。通过对边界条件的简化和进行适当的条件设,建立了对井系统的热传递数学模型,并利用该模型对不同给定条件下的热突破进行了定量评价,为法国的对井能系统的合理布局设计提供了有效的指导。为了定量评价目标含水层系统中热量的运移特征,从而指导能系统的设计,Wiberg应用有限单元法,对单纯的热传导和传导-对流并存两种不同设条件下,理想含水层系统中地温场的分布特征进行了对比模拟研究。根据美国威斯康星州的供暖和制冷负荷要求,Andrews(18)应用二维有限元模型,定量评价预测了水源热泵利用对地下温度场的影响。模拟结果表明,与区域地下水处于静止状态的情况相比,当区域地下水以一定的速度流动时,冬灌井周围的温度降幅相对较小,而影响半径有所增加,并且温度扰动带沿水流方向发生一定的偏移。Rahman()通过对含水层条件进行设,建立了对井回灌系统的模拟模型,并对不同的回灌量、含水层厚度、初始储层温度和井距影响条件分别进行了定量模拟研究。研究结果表明,除回灌量和井对之间的距离外,含水层厚度对热突破的时间影响比较显著;而含水层的储水率和渗透系数对热突破的影响并不显著。为了确定开井群和回灌井群之间的合理布局,Paksoy(2000)应用CONFLOW程序,对含水层能过程中热锋面的运移特征进行了定量模拟研究。通过限定开井和回灌井的水位变幅,同时确保不出现热突破,最终确定上述约束条件下开井群和回灌井群之间的最小距离。Tenma建立了一个理想的对井模型,利用FEHM软件对不同的开与回灌量、水井滤管长度与位置和运行周期情况进行定量对比模拟。研究结果表明,前两个因素是控制模型温度变化幅度的主要影响因素。在国内,辛长征等(2002)利用美国地质调查局编写的HST3D程序,对一典型双井承压含水层的速度场和温度场进行了全年运行模拟,由于程序的限制,模拟时用全年固定流量和固定温度的办法。周建伟等(2008)利用基于HST3D的Flowheat程序对武汉市某地下水源热泵系统进行了模拟,并对布井方式和抽灌组合的合理性进行了分析。张昆峰等(1998)模拟了大口径井水源热泵的冬季运行工作情况,结果表明,大口径井中的井水流动为均匀下降。

二、国内研究现状及发展趋势

1.早期热泵的应用与起步阶段(1949~1966年)

相对于世界热泵的发展,我国热泵的研究工作起步约晚20~30年左右。20世纪50年代天津大学热能研究所吕灿仁教授就开展了我国热泵的最早研究,1956年吕教授的《热泵及其在我国应用的前途》一文是我国热泵研究现存的最早文献。20世纪60年代,我国开始在暖通空调中应用发展热泵,并取得了一大批成果。1960年同济大学吴沈钇教授发表了《简介热泵供暖并建议济南市试用热泵供暖》;1963年原华东建筑设计院与上海冷气机厂开始研制热泵式空调器;1965年上海冰箱厂研制成功了我国第一台制热量为3720W的CKT-3A热泵型窗式空调器;1965年天津大学与天津冷气机厂研制成功国内第一台地下水热泵空调机组;1966年天津大学又与铁道部四方车辆研究所共同合作,进行干线客车的空气/空气热泵试验;1965年,由原哈尔滨建筑工程学院徐邦裕教授、吴元炜教授领导的科研小组,根据热泵理论首次提出应用冷凝器作为恒温湿空调机组的二次加热器的新流程,这是世界首创的新流程;重庆建筑大学、天津商学院等单位对地下埋盘管的地源热泵也进行了多年的研究。中国科学院广州能源研究所等单位还多次召开全国性的有关热泵技术发展与应用的专题研讨会。清华大学、天津大学分别与有关企业结成产学研联合体,开发出中国品牌的地源热泵系统,已建成多个示范工程,越来越多的中国用户开始熟悉热泵,并对其应用产生了浓厚的兴趣。

我国早期热泵经历了17年的发展历程,度过一段漫长的起步发展阶段。其特点可归纳为:①对新中国而言,起步较早,起点高,某些研究具有世界先进水平;②由于受当时工业基础薄弱,能源结构与价格的特殊性等因素的影响,热泵空调在我国的应用与发展始终很缓慢;③在学习外国基础上走创新之路,为我国今后热泵研究工作的开展指明了方向。

2.热泵应用与发展的停滞期(1966~17年)

这一时期正处于“十年”期间,在此期间热泵的应用与发展基本处于停滞状态。该期间没有一篇有关热泵方面的学术论文发表和正式出版过有关热泵的译作和著作等;国内没有举办过一次有关热泵的学术研讨会,也没有派人参加过任何一次国际热泵学术会议,与世隔绝10余年。只有原哈尔滨建筑工程学院徐邦裕、吴元炜领导的科研小组在1966~1969年期间,坚持了LHR20热泵机组的研制收尾工作,于1969年通过技术鉴定,这是在“”时期全国唯一的一项热泵科研工作。而后,哈尔滨空调机厂开始小批量生产,首台机组安装在黑龙江省安达市总机修厂精加工车间,现场实测的运行效果完全达到(20±1)℃,(60±10)%的恒温恒湿的要求.这是我国第一例以热泵机组实现的恒温恒湿工程。

3.热泵应用发展的复苏与兴旺期(18~1999年)

18~1988年,我国热泵应用与发展进入全面复苏阶段。在此期间,为了充分了解国外热泵发展的现状与进展,大量出版有关著作,国内刊物积极刊登有关热泵的译文,对国外热泵产品进行测试与分析,积极参加国际学术交流。同时,一些国外知名热泵生产厂家开始来中国投资建厂。例如美国开利公司是最早来中国投资的外国公司之一,于1987年率先在上海成立合资企业。

1989~1999年期间,我国热泵又迎来了新的发展历程。在我国应用的热泵形式开始多样化,有空气-空气热泵、有空气-水热泵、水-空气热泵和水-水热泵等。在此期间国内已有国有、民营、独资、合资等不少于300家家用空调器厂家,逐步形成我国热泵空调器的完整工业体系,且水源热泵空调系统在我国得到广泛应用。据统计,到1999年全国约有100个项目,2万台地下水源热泵在运行。20世纪90年代初开始大量生产空气源热泵冷热水机组,90年代中期开发出地下水热泵冷热水机组,90年代末又开始出现污水源热泵系统。土壤耦合热泵的研究已成为国内暖通空调界的热门研究课题。国内的研究方向和内容主要集中在地下埋管换热器,在国外技术的基础上有所创新。

18~1999年,中国制冷学会第二专业委员会主办过9届“全国余热制冷与热泵技术学术会议”。1988年中国科学院广州能源研究所主办了“热泵在我国应用与发展问题专家研讨会”。自20世纪90年代起,中国建筑学会暖通空调委员会、中国制冷学会在其主办的全国暖通空调制冷学术年会上专门增设“热泵”专题交流。

1988年,中国建筑工业出版社出版了徐邦裕教授等编写的《热泵》教材;机械工业出版社1993年出版了郁永章教授主编的《热泵原理与应用》,19年出版了蒋能照教授主编的《空调用热泵技术及应用》,1998年出版了郑祖义博士著的《热泵技术在空调中的应用》;1994年华中理工大学出版社出版了郑祖义著《热泵空调系统的设计与创新》。1989~1999年,正式发表有关热泵方面论文270篇,热泵专利总数161项,而发明专利为77项。这些教材、著作、译著和论文的出版,专利技术的应用,推动了热泵技术在我国的普及与推广。

4.热泵技术的飞速发展时期

进入21世纪后,由于城市化进程的加快,人均GDP的增长,拉动了中国空调市场的发展,促进了热泵在我国的应用,应用范围越来越广泛,热泵的发展十分迅速,热泵技术的研究不断创新。热泵的应用、研究空前活跃,硕果累累。2000~2003年,专利总数287项,是1989~1999年专利平均数的4.9倍。2000~2003年间发明专利共119项,是1989~1999年发明专利平均数的4.25倍。2000~2003年,热泵文献数量剧增,如2003年文献数是1999年文献数的5倍。全国各省市几乎都有应用热泵技术的工程实例。热泵技术研究更加活跃,创新性成果累累。在短短的几年中有3项世界领先的创新性成果问世,包括:同井回灌热泵系统,土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统,供寒冷地区应用的双级耦合热泵系统。

5.地源热泵的应用与研究

我国地源热泵研究起步于20世纪80年代,首先是一些高校和科研机构对地源热泵的相关技术进行了专题研究。如北京工业大学对深层地热水进行了研究,并设计了若干垂直埋管和水平埋管的土壤源热泵试验系统;哈尔滨工业大学的水环热泵空调系统应用基础的研究与评价,土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的数值模拟与实验研究,土壤源热泵系统中地埋管的热渗耦合理论与关键技术研究;湖南大学建设了水平埋管土壤源热泵系统等。另外,青岛建筑工程学院、山东建筑工程学院、上海同济大学、天津商学院、重庆建筑大学等大学也进行了该方面的研究。近年来国内数所高等院校开展了土壤源热泵系统和水源热泵系统的试验研究,并取得了一些重要成果。

目前,我国浅层地热能的开发利用研究发展很快,经过近二十几年的研究和开发,热泵技术在我国已取得了很大进步,尤其是地源热泵技术发展迅速。已经初步建立了各类地下水源热泵系统的水源井施工技术和技术要求,井群设计和计算方法、水质评价和处理方法及环境评价方法等。

截止到2008年10月底,我国浅层地能应用面积超过1×108m2(《地源热泵》杂志2009年5月刊)。已遍及北京、上海、天津、河北、河南、山西、辽宁、四川、湖南、西藏、新疆等地。应用的建筑类型包括宾馆、住宅、商场、写字楼、学校、体育场(馆)、医院、展览馆、军队营房、别墅和厂房等,应用前景广阔。

6.浅层地热能的开发利用与发展趋势

浅层地热能的开发利用涉及城市能源结构、环境保护和提高人民生活质量的重大课题。特别是浅层地下水源热泵和土壤源热泵的可再生能量集系统是解决上述重大课题的关键,其能量集基本不受使用地域和四季气候的影响。浅层地热能作为建筑物的冷热源初始集更具有推广价值。

浅层地热能的开发利用不仅受到学术界和企业界的关注,也更加重视。《中华人民共和国可再生能源法》明确指出:国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术发展的优先领域。国家财政支持可再生能源的调查、评价和相关信息系统建设。该法的实施为浅层地热能的调查、评价和开发提供了强有力的依据和保障。国土部、中国地质调查局等部门多次召开浅层地热能勘查开发经验交流会、技术研讨会,并编制出台浅层地热能勘查评价规范,做到了浅层地热能勘查开发有标准可依。近年来,随着国家加大建设“节约型、环境友好型”社会的力度,实现节能减排目标,国家从中央财政安排专项资金用于支持可再生能源建筑应用示范和推广,财政部、建设部已批准下达3批包括浅层地热能利用的可再生能源建筑应用示范推广项目。各地也相继出台支持开发利用浅层地热能项目。如2006年5月31日,由北京市发改委联合市水利局、国土局等9个委办局联合发文对用地下水源热泵系统实现供暖和制冷项目按每平方米35元的标准进行补贴,对用地源热泵系统实现供暖和制冷项目按每平方米50元的标准进行补贴;沈阳市发布的《关于地源热泵系统建设和应用工作的实施意见》中要求在沈阳市三环内的455km2核心区范围内,对符合应用地下水热泵技术的409km2范围内的建筑物,原则上都要用地下水源热泵技术规划研究。

进入21世纪,伴随中国经济的迅速发展,人们对生活品质和舒适性要求的不断提高,城市能源结构的改变,建筑市场的巨大,为浅层地热能开发利用技术的推广创造了前所未有的机遇。国内在热泵理论研究、试验研究、产品开发和工程项目的应用诸方面都取得了可喜的成果。

目前,我国已经建立了比较完善的开发利用浅层地热能的工程技术、机械设备、监测和控制系统,但回灌技术中的水质控制和回灌对储层及用水管的影响评价,堵塞井的处理技术,对井群灌系统温度场、化学场和压力场的模拟计算方法,参数集方法等尚在研究之中。