熱泵技術(shù)及其應(yīng)用的綜述

1、熱泵技術(shù)及其應(yīng)用的綜述熱泵機(jī)組由于其具有節(jié)能、環(huán)保及冷暖聯(lián)供等優(yōu)點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用。本次收集了在全國(guó)各類報(bào)刊雜志、年會(huì)資料集及論文集有關(guān)熱泵技術(shù)及應(yīng)用這方面的論文共207篇。在此作為一個(gè)專題研討，供在座的各位教員和同學(xué)們參考。有關(guān)問(wèn)題綜述如下：一、空氣源熱泵空氣源（風(fēng)冷）熱泵目前的產(chǎn)品主要是家用熱泵空調(diào)器、商用單元式熱泵空調(diào)機(jī)組和熱泵冷熱水機(jī)組。熱泵空調(diào)器已占到家用空調(diào)器銷量的4050%，年產(chǎn)量為400余萬(wàn)臺(tái)。熱泵冷熱水機(jī)組自90年代初開始，在夏熱冬冷地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，該地區(qū)部分城市中央空調(diào)冷熱源采用熱泵冷熱水機(jī)組的已占到2030%，而且應(yīng)用范圍繼續(xù)擴(kuò)大并有向此移動(dòng)的趨勢(shì)。

2、1、關(guān)于空氣源熱泵能耗評(píng)價(jià)問(wèn)題為了評(píng)價(jià)和比較熱泵機(jī)組與其它冷暖設(shè)備的能耗，大約有30篇論文涉及此問(wèn)題。介紹了適用于熱泵機(jī)組能耗分析的理論與軟件，根據(jù)空調(diào)冷負(fù)荷、室外干球溫度、熱泵出水溫度等參數(shù)，采用溫頻數(shù)法，求解熱泵供冷全年能耗。在求解熱泵冬季能耗時(shí)，除考慮空調(diào)熱負(fù)荷、熱泵出水溫度、室外干球溫度外，還把室外相對(duì)濕度（即溫濕頻數(shù)）考慮到熱泵供熱性能中，軟件經(jīng)工程實(shí)例計(jì)算，與實(shí)際耗能量有較好的吻合，為能耗評(píng)價(jià)提供了一種方法。2、風(fēng)冷熱泵機(jī)組的選用目前設(shè)計(jì)選用風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組，常根據(jù)計(jì)算得到的冷熱負(fù)荷，考慮同時(shí)使用系數(shù)及冷（熱）量損耗系數(shù)后，按機(jī)組銘牌標(biāo)定值選擇機(jī)組臺(tái)數(shù)。由于空氣源熱泵機(jī)組的產(chǎn)冷（

3、熱）量隨室外參數(shù)的改變而變化，這種選擇方法可能造成機(jī)組選得過(guò)大，造成浪費(fèi)；或者選得過(guò)小，使供冷（熱）量不足，達(dá)不到使用要求。為此建議采用空調(diào)的逐時(shí)冷熱負(fù)荷和熱泵機(jī)組的供熱供冷能力的逐時(shí)變化曲線對(duì)照選擇，會(huì)得到比較滿意的結(jié)果。3、熱泵機(jī)組冬季除霜空氣源熱泵冬季供熱運(yùn)行時(shí)，最大的一個(gè)問(wèn)題就是當(dāng)室外氣溫較低時(shí)，室外側(cè)換熱器翅片表面會(huì)結(jié)霜，（需要采取除霜措施）。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)摘錄，經(jīng)二年的現(xiàn)場(chǎng)跟蹤測(cè)試，其結(jié)果是除霜損失約占熱泵總能耗損失的10.2%，而由于除霜控制方法問(wèn)題，大約27%的除霜功能是在翅片表面結(jié)霜不嚴(yán)重，不需要除霜的情況下進(jìn)入除霜循環(huán)的。目前常用的一些方法，或多或少都存在一些問(wèn)題，如發(fā)生多余

4、的除霜?jiǎng)幼?，或需要除霜時(shí)而不發(fā)出信號(hào)等弊病存在。有關(guān)文獻(xiàn)提出的最佳除霜時(shí)間控制及最大平均供熱量控制除霜等方法，從理論上講很有新意，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。本人認(rèn)為：采用自調(diào)整模糊除霜控制的思路及系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，確定室內(nèi)外大氣溫度、相對(duì)濕度之差及翅片溫度的變化率等作為輸入論域，經(jīng)對(duì)輸入量的模糊化和模糊推理方法，在高位機(jī)上實(shí)現(xiàn)模糊除霜控制的仿真，采用這種方法除霜經(jīng)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，判別結(jié)果與實(shí)際情況較吻合。這種方法與常規(guī)除霜方法相比，不僅延長(zhǎng)了制熱工作時(shí)間，減少了除霜次數(shù)和除霜損失，而且使機(jī)組工作性能和可靠性得到了提高。在室外空氣溫度低的地方，由于熱泵冬季供熱量不足，需設(shè)輔助加熱器。常用方法是在室內(nèi)機(jī)出

5、風(fēng)口處設(shè)加熱器，這種方法不僅傳熱效率低，安全性能差而且化霜時(shí)間長(zhǎng)，室內(nèi)溫度下降大，采用氟里昂加熱器可以明顯克服以上缺陷，這種方法就是把室內(nèi)側(cè)換熱器分前后兩部分，在中間增加一個(gè)氟利昂輔助加熱器，即熱泵在冬天運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)排出的高溫氯利昂氣體進(jìn)入室內(nèi)換熱器前部分時(shí)已有部分氣體被冷凝成液體。此時(shí)經(jīng)氟利昂加熱器的加熱，使該部分液體再次蒸發(fā)成氣體，然后再進(jìn)入室內(nèi)換熱器的后半部分。這樣，依靠整個(gè)室內(nèi)換熱器，將熱泵室外換熱器的吸收的熱量，連同氟利昂加熱器所產(chǎn)生的熱量一并傳給空調(diào)房間內(nèi)，補(bǔ)足了由于室外環(huán)境溫度低而引起的供熱量不足。相關(guān)文獻(xiàn)介紹在KFRd-70LW熱泵空調(diào)器上試驗(yàn)，得到了很好的輔助加熱效果，而且

6、化霜時(shí)間由3min減少到1min（室外溫度-1時(shí)）；由10min減少到3min（室外溫度-7時(shí)）。4、熱泵機(jī)組的噪聲治理單臺(tái)或多臺(tái)熱泵機(jī)組的噪聲治理。分析風(fēng)冷熱泵機(jī)組的噪聲傳播特性，結(jié)合熱泵機(jī)組的噪聲治理工程實(shí)例，介紹了封閉式隔聲消聲裝置的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)要點(diǎn)和治理效果。由于風(fēng)冷式熱泵的操作、管理及維修比較方使，具有制冷制熱的雙重功能，機(jī)組的散熱又不需要冷卻塔，因此，應(yīng)用越來(lái)越多。但熱泵機(jī)組的噪聲易對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，近幾年上海等地發(fā)生熱泵噪聲擾民的事件增多，已成為近期城市中一類帶有普遍性的固定源噪聲污染問(wèn)題。因此了解單臺(tái)或多臺(tái)熱泵的噪聲傳播特性，探討熱泵機(jī)組群噪聲防治的方法，具有一定的普

7、遍現(xiàn)實(shí)意義。從熱泵機(jī)組的噪聲源、噪聲特性、熱泵機(jī)組的噪聲治理實(shí)例、噪聲控制及治理的技術(shù)角度看，熱泵機(jī)組噪聲治理工程實(shí)例有一定的推廣價(jià)值和意義，在較好地解決了熱泵機(jī)組通風(fēng)散熱、進(jìn)排風(fēng)問(wèn)題、確保熱泵正常運(yùn)行的前提下，采用全封閉的隔聲消聲裝置，把熱泵的A聲級(jí)噪聲降低20dB左右，為在某些特殊場(chǎng)合把熱泵噪聲降低至需要的程度的噪聲治理工程設(shè)計(jì)提供了一個(gè)可以借鑒的成功實(shí)例，尤其是在熱泵的排風(fēng)余壓較低或不了解具體的余壓時(shí)，在設(shè)計(jì)隔聲消聲裝置的進(jìn)風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)時(shí)可以有一個(gè)具體的計(jì)算依據(jù)。二、水源熱泵雖然目前空氣源熱泵機(jī)組在我國(guó)有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，但它存在著熱泵供熱量隨著室外氣溫的降低而減少和結(jié)霜問(wèn)題，而水源熱泵克

8、服了以上不足，而且運(yùn)行可靠性又高，近年來(lái)國(guó)內(nèi)應(yīng)用有逐漸擴(kuò)大的趨勢(shì)。本次共收集到這方面的論文15篇，主要內(nèi)容綜述如下：1、開發(fā)和使用未利用能、發(fā)展水源熱泵技術(shù)未利用能指的是還沒(méi)有利用的能，大致包括自然類（如地?zé)帷厝?、河水、海水、湖水及地下水等）和城市基礎(chǔ)設(shè)施類（如工場(chǎng)、發(fā)電廠、礦井、工業(yè)廢棄物及公共浴室等等），如何利用這部分未用能作為生活用采暖、空調(diào)的熱源、是應(yīng)引起足夠重視的問(wèn)題，空調(diào)所對(duì)大連電力大廈采用發(fā)電廠循環(huán)水作為大廈水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的熱源，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行了分析，并進(jìn)行了水面積的模擬試驗(yàn)，結(jié)果表明，采用水源熱泵供熱，其COP為4，每平方米采暖可以節(jié)約運(yùn)行費(fèi)5萬(wàn)元，節(jié)標(biāo)煤5公斤。某作

9、者還對(duì)利用某礦區(qū)現(xiàn)有的地下水（作熱源），對(duì)單身18層職工公寓和住宅小區(qū)實(shí)施冷暖聯(lián)供的四種方案進(jìn)行了綜合比較，結(jié)果是采用水源熱泵的空調(diào)系統(tǒng)，不管是從投資上，還是從運(yùn)行費(fèi)上，都具有明顯優(yōu)勢(shì)。2、發(fā)展住宅的水源熱泵系統(tǒng)隨著我國(guó)住宅市場(chǎng)化改革，新建住宅小區(qū)迅速發(fā)展和居民對(duì)居住環(huán)境的改善需求，以及環(huán)保方面的要求，如何滿足居住建筑的冷暖空調(diào)要求，是急需解決的問(wèn)題。清華大學(xué)江億提出采用深井回灌的水源熱泵方式可能成為滿足這種需求的住宅供熱空調(diào)方式。其原理，地下水從深井1中抽出進(jìn)入板式換熱器械2，與樓內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)的水換熱后，再通過(guò)深井2排到地下，循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)住宅樓內(nèi)管網(wǎng)送入各戶，經(jīng)各戶的水源熱泵產(chǎn)生熱水（冬季）

10、或冷水（夏季）送入末端裝置，滿足供熱或空調(diào)的要求。在對(duì)深井、水系統(tǒng)及水源熱泵和末端裝置進(jìn)行了詳盡討論，最后進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析，結(jié)果表明，采用這種“一戶一機(jī)、深進(jìn)回灌”的水源熱泵方式，優(yōu)于目前的冬季燃煤鍋爐采暖+夏季分體空調(diào)方式。同時(shí)系統(tǒng)管理方便，住戶可很方便地單獨(dú)對(duì)溫度調(diào)節(jié)。這一方式全部能源由電提供，無(wú)任何污染，空調(diào)排熱全部進(jìn)入地下用于冬季供暖，不再對(duì)小環(huán)境造成熱污染，并且遭受不懸掛室外機(jī)，美化了建筑外表面。由于地下水是全封閉式系統(tǒng)，因此既不消耗任何地下水源，又不會(huì)對(duì)其帶來(lái)污染。目前需要政府部門制定相應(yīng)政策，以支持這種節(jié)能、節(jié)水、保護(hù)環(huán)境的方式。3、水源熱泵應(yīng)用測(cè)試分析空調(diào)所李先瑞等對(duì)大連發(fā)電總廠

11、新建綜合樓三層西側(cè)一個(gè)房間（）的水源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了一個(gè)冬季的實(shí)側(cè)，得到如下結(jié)論：（1）水源熱泵是一種介于中央空調(diào)和分散空調(diào)之間的優(yōu)化空調(diào)能源方式，它既具有中央空調(diào)能效高，成本低和安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)，又具有分散式調(diào)節(jié)靈活、方便和便于收費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，是一種適合民用建筑的采暖空調(diào)方式。（2）由于余熱水源熱泵具有熱回收率高的特點(diǎn)，因此，經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性十分明顯，在有條件地方應(yīng)大力推廣。（3）自來(lái)水水源熱泵系統(tǒng)，冬季采暖需補(bǔ)助加熱，其經(jīng)濟(jì)性與加熱熱源方式有關(guān)。采用熱效率高的燃?xì)饧訜岱绞交蛞詢r(jià)格較低的蒸汽加熱水作為加熱源等熱源時(shí)，以它們作為補(bǔ)助加熱熱源是合理的。4、水源熱泵冷熱水機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院丁力行對(duì)湖

12、南地區(qū)的中央空調(diào)系統(tǒng)，分別采用水源熱泵冷熱水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵、溴化鋰直燃機(jī)、水冷冷水機(jī)組+燃油鍋爐四種方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)論是水源熱泵冷熱水機(jī)組具有初投資較小，且成本比其它三種中央空調(diào)小1965%的優(yōu)點(diǎn)。5、中高溫水源熱泵用混合工質(zhì)研究在地?zé)崂弥写嬖诘闹饕獑?wèn)題是利用后排放的水溫較高，一般為4045。如利用這部分熱水作為熱泵熱源，這就存在著一個(gè)使用甚么樣的熱泵工質(zhì)問(wèn)題，經(jīng)采用CSD方程的大量計(jì)算，篩選出了一種低環(huán)害的非共沸混合工質(zhì)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，效果較好。采用此混合工質(zhì)用以地?zé)崴?045）為低溫?zé)嵩吹臒岜孟到y(tǒng)，冷凝溫度70左右，蒸發(fā)溫度在20左右，冷凝壓力在20以下，EER值在3.54之間，可

13、以輸出60左右的熱水供用戶使用。三、地源熱泵地源熱泵是以大地為熱源對(duì)建筑進(jìn)行空調(diào)的技術(shù)，冬季通過(guò)熱泵將大地中的低位熱能提高對(duì)建筑供暖，同時(shí)蓄存冷量，以備夏用；夏季通過(guò)熱泵將建筑物內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下對(duì)建筑進(jìn)行降溫，同時(shí)蓄存熱量，以備冬用。由于其節(jié)能、環(huán)保、熱穩(wěn)定等特點(diǎn)，引起了世界各國(guó)的重視。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家地源熱泵的利用已有幾十年的歷史，特別是供熱方面已積累了大量設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行方面的資料和數(shù)據(jù)。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，由于多種原因，地源熱泵的開發(fā)研究?jī)H僅是近幾年的事。有關(guān)地源熱泵方面的論文共收集了13篇，表明國(guó)內(nèi)對(duì)研究開發(fā)地源熱泵系統(tǒng)已引起了足夠重視。論文主要內(nèi)容有：1、垂直U形埋管地源熱泵實(shí)驗(yàn)青島建

14、工學(xué)院1998年建設(shè)了垂直鋪設(shè)的土壤源冷熱兩用閉式熱泵系統(tǒng)，地面設(shè)備采用美國(guó)谷輪OM300熱泵機(jī)組和立式風(fēng)機(jī)盤管；地下垂直埋設(shè)一根d45*4mmU形聚乙烯塑料管，深53m，孔網(wǎng)直徑1.10m，塑料管總長(zhǎng)110m（包括水平埋管4m），為了測(cè)試土壤溫度變化，距主井每隔0.8m打一深13m的輔井。1998年8月26日開始運(yùn)行測(cè)試，整個(gè)試驗(yàn)包含了二個(gè)夏季，一個(gè)冬季和二個(gè)春秋季，共五個(gè)季節(jié)。通過(guò)試驗(yàn)得到了如下結(jié)論：（1）垂直埋管系統(tǒng)既可作為冬季采暖的熱源，又可作為夏季空調(diào)的冷源，一機(jī)兩用是可行的，它同水平敷設(shè)的系統(tǒng)比較，只占用極小的室外場(chǎng)地。（2）采用一個(gè)單井作熱泵冷熱源時(shí)。夏季儲(chǔ)熱和冬季的儲(chǔ)冷不明顯，

15、從設(shè)計(jì)角度可不予考慮。（3）經(jīng)過(guò)整個(gè)夏天（或冬天）的長(zhǎng)期運(yùn)行，埋管周圍溫度場(chǎng)發(fā)生變化，其作用半徑大約3m左右。（4）塑料埋管同地下的熱交換能力如下：a.向地下放熱（制冷工況）：按管長(zhǎng)計(jì)算：20m/kw；按井深計(jì)算10m/kw；按管路外表面積計(jì)算；2.5m2/kw；b.從地下吸熱（制熱工況）：按管長(zhǎng)計(jì)算：35m/kw；按井深計(jì)算：1718m/kw；按管路外表面積計(jì)算：4.5m2/kw。設(shè)計(jì)管路系統(tǒng)可按冬季工況設(shè)計(jì)，對(duì)夏季工況進(jìn)行校核。（5）在選擇R22蒸發(fā)器和冷凝器時(shí)，建議參數(shù)如下：冷凝溫度60，蒸發(fā)溫度-27，制熱時(shí)取低值，地下埋管充液按能抵抗-7的低溫。地下流體流動(dòng)溫升68，蒸發(fā)器傳熱平均溫

16、差612，制熱時(shí)取低值。冷凝器傳熱平均溫差814，室內(nèi)液體一般可不充防凍液。（6）引進(jìn)西方國(guó)家鉆井下管一條成施工作業(yè)；開發(fā)特殊塑料管件：U型管件，二管接管技術(shù)。引進(jìn)和開發(fā)特殊鉆井回填填料，西方國(guó)家采用特殊的回填料可提高傳熱效果。2、垂直套管式埋管地源熱泵試驗(yàn)及傳熱模型重慶建筑大學(xué)通過(guò)豎埋單管試驗(yàn)，地下套管式換熱器較U形管換熱器傳熱效率高2025%，在單管試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建設(shè)了10kw的地下套管式地源熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)地下部分為5排15根，深10m的豎埋套管，錯(cuò)排布置，間距1.5m，孔網(wǎng)與套管之間的縫隙用鉆孔回收的巖漿回填，套管直徑DN7590mm，水管直徑dN1525mm，管材均為PVC塑料管。地

17、上部分為水-空氣熱泵空調(diào)器；水-水熱泵，末端采用立式風(fēng)機(jī)盤管和冷暖地板。熱泵自98年10月投入使用，經(jīng)過(guò)了兩個(gè)冬季，兩個(gè)夏季四個(gè)過(guò)渡季的連續(xù)運(yùn)行測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行正常。冬季保持室溫18以上，夏季保持室溫28以下，熱泵系統(tǒng)間歇運(yùn)行，平均運(yùn)行時(shí)間每天89個(gè)小時(shí)。通過(guò)2年的使用，積累了大量測(cè)試數(shù)據(jù)，并得到了一些有價(jià)值的結(jié)論。（1）冬季運(yùn)行，地下埋管，進(jìn)水溫度5.57.5（平均7.15），出水溫度11.513（平均12.13,溫差5左右），熱泵壓縮機(jī)吸氣壓力0.450.5Mpa（t0在36）；水-空氣熱泵排氣壓力1.41.65Mpa（tk在4045）；水-水熱泵排氣壓力1.601.80Mpa（tk在455

18、0）。熱泵運(yùn)行710天后，進(jìn)出水溫度趨于穩(wěn)定。（2）冬季運(yùn)行室內(nèi)保持1822（平均19.39）,熱泵間歇運(yùn)行，月平均運(yùn)行小時(shí)數(shù)7.58h，地下埋管單位溫度換熱量平均為77.93w/m，平均傳熱系數(shù)9.45w/mk。熱泵性能系數(shù)COP=3.06kw/kw。（3）夏天運(yùn)行，地下埋管進(jìn)水溫度3443（平均41.48），出水溫度2734（平均32.3），溫差9左右，排氣壓力1.61.8Mpa（tk在4550），熱泵壓縮機(jī)吸氣壓力，水-空氣熱泵P吸=0.450.5Mpa（t0在36），水-水熱泵P吸=0.400.45Mpa（t0在13）。熱泵運(yùn)行20天后，進(jìn)出水溫度趨于穩(wěn)定。（4）夏季運(yùn)行，室內(nèi)保持21

19、27（平均23.38），熱泵間歇運(yùn)行，月平均運(yùn)行小時(shí)數(shù)8.88h，地下埋管深度換熱量90.6w/m，平均傳熱系數(shù)5.70w/mk，熱泵制冷系數(shù)5.70w/mk，熱泵制冷能效比EER=3.46kw/kw。（5）地下埋管支路是三根豎管串聯(lián)，經(jīng)測(cè)試各豎管溫差平均為1.9、1.5、1.6，表明各豎管傳熱基本均勻。（6）地下埋管系統(tǒng)流量大小對(duì)埋管換熱器的傳熱有重要影響，經(jīng)變水量測(cè)試，每個(gè)支管環(huán)路1200kg/h左右為最佳流量，此流量相當(dāng)供水支管水流速1m/s，本管內(nèi)水流速0.1m/s。在最佳水流量下單位埋管深度換熱量和EER到達(dá)最大值。（7）經(jīng)重慶幾個(gè)工程實(shí)例比較，地源熱系統(tǒng)造價(jià)比家用分體空調(diào)器造價(jià)要高

20、4050%，用節(jié)約的電費(fèi)償還期約為45年。（8）經(jīng)測(cè)試分析地下埋管內(nèi)熱短路現(xiàn)象嚴(yán)重，測(cè)試結(jié)果為0.30.4，占埋管換熱量的20%左右，如何減小熱短路，提高豎埋管的傳熱效率是需進(jìn)一步研究的手段。（9）建立完善的地下埋管傳熱模型，以確定不同地區(qū)，不同巖土性質(zhì)下的最佳地下埋管換熱器尺寸，繼推廣和發(fā)展地源熱泵的關(guān)鍵技術(shù)，作為參照V.C.Wei地下埋管傳熱理論，采用系統(tǒng)能量平衡結(jié)合熱傳導(dǎo)方程建立了二維溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型，其中包括單管間歇（或連續(xù)）運(yùn)行傳熱模型，串聯(lián)套管傳熱模型，管群換熱模型。該模型經(jīng)驗(yàn)證，比實(shí)測(cè)值偏低10%左右，若經(jīng)進(jìn)一步完善和修正，對(duì)地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行具有重要的參考及應(yīng)用價(jià)值。（10）

21、正確了解熱泵冬（夏）季運(yùn)行終止至夏（冬）季熱泵運(yùn)行開始，這個(gè)過(guò)渡季期間內(nèi)，大地溫度的變化情況，是建立地下埋管傳熱模型的重要邊界條件，也是保證地源熱泵長(zhǎng)期有效運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)。作為采用按徑向和管長(zhǎng)方向建立二維傳熱模型計(jì)算大地溫度恢復(fù)情況，并編制了相應(yīng)的程序，計(jì)算值與實(shí)測(cè)結(jié)果有很好的吻合性。（11）經(jīng)模型計(jì)算，地源熱泵連續(xù)運(yùn)行30天熱影響最遠(yuǎn)的距離（即傳熱遠(yuǎn)邊界半徑）為6m左右，但經(jīng)計(jì)算其不同距離埋管對(duì)豎管干擾引起的大地?zé)嶙枳兓炎冃?，其干擾程度已小于2%，因此認(rèn)為埋管間距采用3m是可行的，這與實(shí)測(cè)結(jié)果是一致的。3、土壤及其黃砂混合物導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)展和推廣地源熱泵關(guān)鍵問(wèn)題是要根據(jù)不同氣候條件下

22、及土壤的蓄、放熱能力，選擇熱泵系統(tǒng)的合理容量和土壤中放熱量的最佳間距和深度從而確定出最佳安裝方案以便得到最大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。本研究采用針對(duì)我國(guó)華東地區(qū)的有代表性土壤及不同比例的沙土混合物進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)論是：（1）濕土壤及土沙混合物的導(dǎo)熱系數(shù)，隨密度P和含水率W的增加而增加。（2）實(shí)驗(yàn)的純土壤、純黃沙，土沙比分別為1:2的混合物四種不同的測(cè)試對(duì)象中，以土壤混合物為1:2的導(dǎo)熱系數(shù)最大，其關(guān)聯(lián)式為K=2.38*10-10W0.79P2.79w/mk。4、地源熱泵采用蓄熱水箱的夏季工況分析一般地源地下埋管均為直流式水系統(tǒng)，當(dāng)熱泵間歇運(yùn)行時(shí)，會(huì)造成壓縮機(jī)起動(dòng)負(fù)荷大，采用蓄熱水箱就是在室外側(cè)水系統(tǒng)上并

23、聯(lián)一個(gè)蓄熱水箱，當(dāng)熱泵停止運(yùn)行的間歇期，室外側(cè)循環(huán)水泵繼續(xù)運(yùn)行使水流過(guò)蓄熱水箱，以降低水箱及室外側(cè)水系統(tǒng)的溫度，經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)和數(shù)值模擬計(jì)算，采用為上方式可以明顯降低水溫，也即降低壓縮機(jī)起動(dòng)階段的冷凝溫度最終達(dá)到節(jié)能效果。四、復(fù)合熱泵為了彌補(bǔ)單一熱源熱泵存在的局限性和充分利用低位能量，運(yùn)用了各種復(fù)合熱泵。如空氣-空氣熱泵機(jī)組、空氣-水熱泵機(jī)組、水-水熱泵機(jī)組、水-空氣熱泵機(jī)組、太陽(yáng)-空氣源熱泵系統(tǒng)、空氣回?zé)釤岜谩⑻?yáng)-水源熱泵系統(tǒng)、熱電水三聯(lián)復(fù)合熱泵、土壤-水源熱泵系統(tǒng)等。有關(guān)復(fù)合熱泵方面的論文共收集了12篇，論文主要內(nèi)容有：1、太陽(yáng)-空氣熱源熱泵系統(tǒng)太陽(yáng)-空氣熱源熱泵系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的空氣熱源熱泵系

24、統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用太陽(yáng)能熱源而新開發(fā)的系統(tǒng)。它可以制冷、供熱、供生活熱水，是一種利用自然能源、無(wú)污染、適用性廣、效率高的新型冷熱源系統(tǒng)。北京市建筑設(shè)計(jì)院關(guān)磊設(shè)計(jì)的太陽(yáng)-空氣熱源熱泵系統(tǒng)。由壓縮機(jī)組、冰（水）蓄熱槽、設(shè)在屋頂上的集熱放熱板及冷媒管道組成。制冷運(yùn)行是在夜間進(jìn)行，一是利用夜間電力，二是利用屋頂上的放熱板在夜間向室外散熱。供熱運(yùn)行在白天進(jìn)行，它利用太陽(yáng)熱及空氣對(duì)流熱作為采熱源，進(jìn)行熱泵制熱工況的。首先冷媒被壓縮機(jī)壓縮成高壓高溫氣體，然后進(jìn)入蓄熱水槽（與冰蓄熱槽共用）的盤管冷凝放熱，冷凝后的液體再通過(guò)膨脹閥變成低壓低溫的液體進(jìn)入設(shè)在屋頂處的集熱板吸收太陽(yáng)熱及空氣對(duì)流熱，又成為氣體返回壓縮機(jī)

25、，如此反復(fù)形成熱泵制熱循環(huán)。與此同時(shí)，利用蓄熱水槽內(nèi)的熱水對(duì)建筑供熱。系統(tǒng)的特點(diǎn)有：節(jié)約能源、經(jīng)濟(jì)、高效率、適應(yīng)性廣。該系統(tǒng)適用于辦公樓、醫(yī)院、溫水游泳池、療養(yǎng)院、學(xué)校、研究所、工廠等建筑。同一般太陽(yáng)能利用系統(tǒng)相比，集熱板面積已經(jīng)大幅度減少，但由于受屋頂設(shè)置面積的限制，一般適用于5層以下的建筑。對(duì)于5層以上的建筑采用該系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)其它輔助熱源設(shè)備。2、土壤-水熱泵系統(tǒng)土壤-水熱泵（下稱土壤熱泵）可利用低品位的土壤熱能提供熱水或向建筑物供暖。美國(guó)、德國(guó)及瑞典等北歐國(guó)家，已有上萬(wàn)臺(tái)此類熱泵裝置在運(yùn)行，土壤熱泵技術(shù)已趨成熟，并迅速地加以推廣使用。目前正在制訂土壤熱泵用于供暖的技術(shù)規(guī)范。天津商學(xué)院

26、制冷技術(shù)研究所高詛錕介紹了無(wú)污染、低品位的土壤熱源熱泵實(shí)現(xiàn)冬季供暖的技術(shù)，提供了土壤熱交換的設(shè)計(jì)參數(shù)和室內(nèi)供暖的匹配方法，并指出，與空氣熱源熱泵的全年電費(fèi)相比較，土壤熱源熱泵節(jié)電1012。房間供暖一般只需要較低的溫度，從的觀點(diǎn)來(lái)看，用煤的高品位化學(xué)能取暖是很大的浪費(fèi)，而且煤是很多產(chǎn)品的寶貴原料。而利用土壤熱泵提供的4045熱水供暖（尤其是地板供暖）則把本來(lái)難以利用的低品位、無(wú)污染的能源利用起來(lái)，是節(jié)能的途徑之一。冬季土壤熱源的溫度不僅高于空氣，而且較為穩(wěn)定，如在天津市和河北省地區(qū)，在整個(gè)供暖期，地下1.6m深處土壤溫度在1310之間變化。空氣熱源的溫度則不可能這樣穩(wěn)定，而且空氣熱泵不適于在7-4范圍內(nèi)工作，它需要復(fù)雜的除霜裝置，如空氣熱泵在外界溫度-4以下工作時(shí)，蒸發(fā)溫度較低，熱泵性能系數(shù)明顯下降。在供暖季末期，由于供暖負(fù)荷的減少