了得網工業技術_熱泵技術及其理論基礎

編輯推薦

《熱泵技術及其理論基礎》適合於從事研究、設計、施工運行及維護熱泵繫統的科技人員參考使用，也適合於大專院校相關專業師生翻閱參考和自學之用，還可用作培訓技術人員的教材?

內容簡介

《熱泵技術及其理論基礎》主要闡述熱泵繫統運行原理、結構形式及其基礎理論"內容包括熱泵繫統（空氣源熱泵、地埋管地源熱泵、地表水源、地下水源熱泵、多熱源熱泵繫統以及污水源熱泵繫統等）的概念、應用與原理"《熱泵技術及其理論基礎》力求將熱泵技術的繫統性與實用性相結合，著意反應熱泵技術的*理論和*研究成果；應用理論聯繫實際、定性與定量相結合的闡述方法，簡介了熱泵技術的歷史發展概況，這更利於讀者深入地理解和掌握熱泵技術的原理，了解熱泵技術發展方向，從而，可在前人研究的基礎上有所突破，有所創新"這種從歷史發展角度來研究熱泵技術的方法對讀者也是十分有利的。

章緒論
1.1熱泵繫統的組成與分類
1.1.1地埋管地源熱泵繫統
1.1.2地下水源熱泵繫統
1.1.3地表水源熱泵繫統
1.1.4空氣源熱泵繫統
1.1.5多熱源熱泵繫統
1.2熱泵繫統的特點
1.3熱泵技術的發展史話
1.3.1熱泵技術的早期發展
1.3.2熱泵技術的研究現狀
第二章熱泵技術發展中需要注意的幾個問題及其對策
2.1熱泵技術發展中的問題
2.1.1地源熱泵在我國的發展狀況章緒論

1.1熱泵繫統的組成與分類

1.1.1地埋管地源熱泵繫統

1.1.2地下水源熱泵繫統

1.1.3地表水源熱泵繫統

1.1.4空氣源熱泵繫統

1.1.5多熱源熱泵繫統

1.2熱泵繫統的特點

1.3熱泵技術的發展史話

1.3.1熱泵技術的早期發展

1.3.2熱泵技術的研究現狀

第二章熱泵技術發展中需要注意的幾個問題及其對策

2.1熱泵技術發展中的問題

2.1.1地源熱泵在我國的發展狀況

2.1.2我國地下水超采現像嚴重

2.1.3地源熱泵的熱貫通問題

2.1.4淺層地熱能的枯竭問題

2.2熱泵繫統運行性能與經濟性的改善

2.2.1發展和研究淺層岩土層儲能技術

2.2.2優化選取低溫熱源

2.2.3合理選取驅動能源

2.2.4熱泵機組的高效化

2.2.5熱用戶用熱低溫化

2.2.6整合集成熱泵繫統的新技術與新成果

2.2.7地源熱泵繫統中防腐防垢的技術措施

第三章熱泵技術的理論基礎

3.1把流體作為連續介質來研究

3.2流體的主要力學性質

3.2.1流體具有質量和重量

3.2.2流體的壓縮性和膨脹性

3.2.3物態方程

3.2.4流體的黏性

3.2.5流體的凝聚力與表面張力

3.3熱泵技術的傳熱學基礎

3.3.1導熱

3.3.2對流換熱

3.3.3輻射換熱

3.3.4層流膜狀凝結換熱

3.3.5凝結雷諾數與凝結準則

3.3.6紊流膜狀凝結換熱

3.3.7橫管內凝結換熱

3.3.8水平管束平均換熱繫數

3.3.9珠狀凝結換熱

3.3.10影響膜狀凝結的因素

3.3.11強化凝結換熱的措施

3.3.12強化換熱的經濟分析

3.3.13大空間沸騰換熱

3.3.14大空間泡態沸騰換熱繫數的計算

3.3.15管內沸騰換熱

3.3.16核態沸騰傳熱機理的模型

3.4熱泵技術的熱力學基礎

3.4.1熱力學與熱泵技術的關繫

3.4.2熱力學過程

3.4.3氣態工質的基本狀態參數

3.4.4氣體工質的狀態方程

3.4.5熱力學定律

3.4.6溫熵圖

3.4.7卡諾循環及卡諾定理

3.4.8逆卡諾循環

3.4.9兩相區的逆卡諾循環

3.4.10熱泵循環

3.4.11蒸汽壓縮式熱泵循環

第四章熱泵繫統主要部件的工作原理

4.1制冷劑和載冷劑

4.1.1熱泵的工質與制冷劑

4.1.2熱泵繫統對工質的要求

4.1.3制冷劑的分類和代號

4.1.4替代工質

4.1.5熱泵工質熱力性質計算方程

4.1.6制冷劑熱力性質計算的Cleland模型

4.1.7幾種計算制冷劑狀態參數的數學模型

4.1.8制冷劑充注量數學模型

4.2壓縮機的工作原理

4.2.1壓縮機的分類

4.2.2活塞式壓縮機分類

4.2.3活塞式壓縮機的工作原理

4.2.4螺杆式壓縮機的工作原理

4.2.5螺杆式壓縮機的特點

4.2.6較高效率的螺杆式制冷熱泵繫統

4.2.7螺杆熱泵機組變工況模型

4.2.8滾動轉子式壓縮機工作原理

4.2.9滾動轉子壓縮機的特點

4.2.10渦旋式壓縮機工作原理

4.2.11離心式壓縮機的結構與工作原理

4.3壓縮機的理論排量、實際排量和容積效率的計算

4.4壓縮機的容量調節方法

4.5熱泵繫統的換熱器形式與基本結構

4.5.1熱泵繫統換熱設備的特點

4.5.2換熱器的分類

4.5.3管殼式換熱器的工作原理

4.5.4肋片管式換熱器的結構

4.5.5螺旋板式換熱器

4.5.6板翅式換熱器

4.5.7板翅式換熱器的數學模型

4.5.8板式換熱器

4.6換熱器的平均溫差法計算

4.7換熱器的優化設計

4.7.1建立優化問題的數學模型

4.7.2換熱器的優化中的特點

4.7.3懲罰函數法

4.7.4換熱器優化計算過程

4.8冷凝器、蒸發器的基本結構與工作原理

4.8.1換熱器的評價方法

4.8.2冷凝器換熱的基本情況

4.8.3影響冷凝器傳熱繫數的因素

4.8.4冷凝器的基本構造和工作原理：

4.8.5蒸發器內換熱的基本情況

4.8.6蒸發器的分類、基本構造和工作原理

4.8.7熱泵繫統的膨脹閥與節流閥的作用與原理

第五章空氣源熱泵繫統

5.1空氣源熱泵在低溫工況下運行存在的問題與措施

5.1.1空氣源熱泵的制熱量不足

5.1.2空氣源熱泵在寒冷地區應用的可靠性較差。

5.1.3空氣源熱泵在寒冷高濕度地區的結霜問題

5.1.4空氣源熱泵除霜方法

5.1.5除霜控制策略

5.1.6改善空氣源熱泵低溫運行特性的技術措施

5.2多熱源熱泵繫統

5.2.1太陽能—空氣雙熱源熱泵繫統研究歷史

5.2.2熱泵繫統數值模擬研究的歷史

5.3多熱源熱泵繫統的基本結構與工作原理

5.3.1多熱源熱泵繫統的基本結構

5.3.2多熱源熱泵繫統的工作原理

5.3.3多熱源熱泵繫統的主要性能指標的計算

5.4直膨式太陽能、空氣源熱泵繫統的基本結構與原理

5.4.1多功能太陽能輔助空氣源熱泵繫統

5.4.2直膨式太陽能熱泵繫統結合形式及其原理

5.5直膨式太陽能熱泵繫統的數學模型

5.5.1平板太陽能集熱器有效能量收益計算

5.5.2平板太陽集熱器數學模型

5.5.3空氣換熱器數學模型

5.5.4壓縮機數學模型

5.5.5冷凝器數學模型

5.5.6熱力膨脹閥數學模型

5.5.7空隙率模型

5.5.8太陽能輔助空氣源熱泵熱水繫統數學模型的求解

5.6太陽能、空氣雙熱源熱泵繫統其他結構形式及其運行原理

5.6.1直膨式太陽能熱泵熱水器其他結構形式及其運行原理

5.6.2非直膨脹式太陽能熱泵繫統的連接方式

第六章我國地熱資源

6.1我國地熱資源

6.2地球內部溫度分布計算

6.2.1土壤內的溫度變化

6.2.2土壤或岩石熱物性參數計算

6.3水資源

6.3.1地表水資源

6.3.2地下水資源

第七章地下水源熱泵繫統

7.1概述

7.1.1地下水源熱泵技術的研究進展

7.1.2地下水源熱泵繫統的優勢

7.1.3應用地下水源熱泵繫統需要注意的問題

7.2地下水源水質與處理技術

7.2.1地下水源水質

7.2.2處理地下水的設備與技術

7.2.3怎樣構造管井

7.3地下水同井回灌繫統的特點

7.4地下水換熱繫統工程的勘察

7.4.1工程場地現狀調查

7.4.2水文地質條件勘察

7.5地下水源熱泵開式繫統

7.5.1地下水源熱泵開式繫統對水質的要求

7.5.2地下水間接利用的開式繫統

7.6地下水源熱泵繫統換熱器的種類與選擇

7.7地下水回灌技術

7.7.1回灌類型

7.7.2回灌方法

7.7.3回灌時應注意的技術問題

7.8地下水換熱繫統的設計與施工

7.8.1水源熱泵繫統的構成

7.8.2地下水換熱繫統的設計要求

7.8.3地下水源繫統水井的設計原則

7.8.4地下水換熱繫統的施工原則

7.9地下水換熱繫統的驗收

第八章地表水源熱泵繫統

8.1地表水及其換熱利用

8.1.1地表水源熱泵繫統的低溫熱源

8.1.2地表水的換熱利用

8.1.3湖水水溫分層的數學模型

8.2地表水換熱繫統工程的勘察

8.3地表水源換熱繫統的特點與設計

8.3.1地表水換熱繫統的設計原則

8.3.2地表水源熱泵開式繫統的特征與設計要點

8.3.3地表水源熱泵閉式繫統的特征與設計要點

8.3.4地表水源熱泵繫統冷凝器的計算

8.4地表水換熱繫統施工

8.5地表水換熱繫統的驗收

第九章污水源熱泵繫統

9.1污水源熱泵繫統概述

9.1.1污水源熱泵繫統發展歷史

9.1.2城市污水源分類及性質

9.2污水源熱泵繫統的分類

9.2.1污水源熱泵繫統的形式與分類

9.2.2污水源熱泵繫統的特點

9.3污水源熱泵繫統制冷（熱）量的計算

9.4應用污水源熱泵需解決的特殊問題

9.4.1污水水質對熱泵繫統的影響

9.4.2污水堵塞與腐蝕問題的處理技術

9.5污水取水繫統設計

第十章海水源熱泵繫統

10.1海水源熱泵繫統概述

10.1.1海水源熱泵繫統原理

10.1.2國內外研究海水源熱泵的歷史與現狀

10.2應用海水源熱泵繫統要注意的問題

10.2.1應用海水源熱泵繫統存在的問題

10.2.2海水水質特點

10.3對海水的處理技術

10.4海水源熱泵空調繫統分類

10.4.1集中式海水源熱泵空調繫統

10.4.2分散式海水源熱泵空調繫統

10.5海水源熱泵用盤管換熱器管內流體的數學模型

10.6海水源繫統的應用前景

第十一章地埋管地源熱泵繫統

11.1地埋管地源熱泵繫統概述

11.2地埋管換熱器設計計算的理論基礎與計算模型

11.3地埋管換熱繫統工程勘察

11.3.1地埋管換熱繫統工程勘察內容

11.3.2岩土熱響應試驗規定

11.3.3岩土熱響應試驗的基礎理論

11.3.4岩土熱響應試驗方法

11.3.5岩土熱響應試驗計算方法

11.3.6岩土熱響應試驗應注意的幾個問題

11.4地埋管換熱器繫統的分析與設計

11.4.1影響地埋管換熱器的岩土因素

11.4.2地埋管換熱器的類型

11.4.3地埋管換熱繫統設計的基本要求

11.4.4地埋管換熱繫統設計需要考慮的問題

11.5地埋管換熱繫統設計計算

11.5.1地埋管壓力損失的計算

11.5.2豎直地埋管換熱器水平集管的數學模型

11.5.3埋管間距與布置方式

11.5.4地埋管長度計算與埋深

11.5.5管材承壓能力計算

11.6地埋管換熱繫統的施工

11.6.1地埋管換熱繫統施工要求

11.6.2正確處理回填問題

11.6.3水平溝槽與豎直地埋管施工

11.6.4安裝換熱管道

11.6.5地埋管熱泵繫統制熱性能繫數計算

11.7地埋管換熱繫統的驗收

11.8混合式地源熱泵繫統

11.8.1太陽能、儲熱體、地埋管熱泵繫統運行模式

11.8.2太陽能熱水器與地源熱泵聯合供熱繫統

11.8.3風力—地埋管地源熱泵繫統

主要參考文獻

附錄

附錄1地埋管外徑與壁厚

附錄2幾種土壤、岩石及回填料的熱物性

附錄3回填灌漿材料性能

附錄4空調負荷概算指標

在線試讀

章緒論
1.1熱泵繫統的組成與分類
熱泵是利用工質的狀態變化，從較低溫度的熱源吸取一定的熱量，通過一個消耗能量的補償過程，向較高溫度的熱源放出熱量，從而把熱量從低溫熱源傳送給被加熱的對像(溫度較高的物體)?熱泵的工作原理與制冷機相同，都是按逆卡諾循環(與熱機的工作循環相反)工作的，所不同的隻是工作的溫度範圍不同?換句話說，熱泵技術就是將儲存在土壤?地下水?地表水(江?河?湖?海水)或空氣等自然界中的低品位能，以及生活和生產過程中排放的廢熱，用於建築物采暖?制冷或熱水供應等?
熱泵繫統一般由四個子繫統組成:①低品位能采集繫統，即熱(冷)源熱(冷)量采集繫統;②熱泵機組;③驅動能輸配繫統;④熱(冷)量分配繫統(建築供暖?制冷或熱水供應繫統)?
熱泵繫統的熱(冷)源包括地下水?江?河?湖?海等地表水?岩土體?空氣?城市污水與工業污水的低品位能?地下水水溫低達4℃時仍可作為地源熱泵的低溫熱源;在夏季，地下水?江?河?湖?海等地表水及淺層岩土體的溫度一般都低於空氣溫度，作為冷源優於空氣源;城市污水也可作為冷源;但工業污水的溫度範圍很大，當其溫度接近或高於當地大氣溫度時，不宜作為夏季熱泵繫統工作的冷源?
地源熱泵繫統所采用的熱泵機組都是水源式的，既可制冷又可供熱，也可設計成隻制冷或隻供熱的單一功能繫統?地源熱泵與空氣源熱泵僅是機組內水-制冷劑側換熱器不同，其他部件在很大程度上都是通用的?隻是隨工作溫度不同，其控制裝置?壓縮機部件等略有差異?
熱泵繫統的分類有多種方法:
(1)按熱源分:熱泵繫統可分為空氣源熱泵繫統和地源熱泵繫統以及生活?工業廢熱源?太陽能熱泵繫統等?地源熱泵繫統又可分為地下水源熱泵繫統?地表水源熱泵繫統和土壤地源熱泵繫統?其中，土壤地源熱泵繫統又稱地耦合繫統，但我國國家標準定義為地埋管地源熱泵繫統?
(2)按熱泵的功能分:單純供熱或制冷繫統?交替制冷供熱繫統?同時制冷供熱繫統等?
(3)按壓縮機的種類分:活塞式熱泵繫統?螺杆式熱泵繫統?離心式熱泵繫統?渦旋式熱泵繫統等?
(4)按驅動方式分:電力壓縮式熱泵繫統?發動機拖動壓縮式熱泵繫統?熱力吸收式熱泵繫統?
(5)按熱源與媒介質的組合方式分:空氣-空氣式熱泵繫統?空氣-水式熱泵繫統?水-水式熱泵繫統?水-空氣式熱泵繫統等?
(6)按供熱溫度分:低溫(低於70℃)熱泵繫統?中高溫(70~100℃)熱泵繫統?高溫(高於100℃)熱泵繫統?章緒論

1.1熱泵繫統的組成與分類

熱泵是利用工質的狀態變化，從較低溫度的熱源吸取一定的熱量，通過一個消耗能量的補償過程，向較高溫度的熱源放出熱量，從而把熱量從低溫熱源傳送給被加熱的對像(溫度較高的物體)?熱泵的工作原理與制冷機相同，都是按逆卡諾循環(與熱機的工作循環相反)工作的，所不同的隻是工作的溫度範圍不同?換句話說，熱泵技術就是將儲存在土壤?地下水?地表水(江?河?湖?海水)或空氣等自然界中的低品位能，以及生活和生產過程中排放的廢熱，用於建築物采暖?制冷或熱水供應等?

熱泵繫統一般由四個子繫統組成:①低品位能采集繫統，即熱(冷)源熱(冷)量采集繫統;②熱泵機組;③驅動能輸配繫統;④熱(冷)量分配繫統(建築供暖?制冷或熱水供應繫統)?

熱泵繫統的熱(冷)源包括地下水?江?河?湖?海等地表水?岩土體?空氣?城市污水與工業污水的低品位能?地下水水溫低達4℃時仍可作為地源熱泵的低溫熱源;在夏季，地下水?江?河?湖?海等地表水及淺層岩土體的溫度一般都低於空氣溫度，作為冷源優於空氣源;城市污水也可作為冷源;但工業污水的溫度範圍很大，當其溫度接近或高於當地大氣溫度時，不宜作為夏季熱泵繫統工作的冷源?

地源熱泵繫統所采用的熱泵機組都是水源式的，既可制冷又可供熱，也可設計成隻制冷或隻供熱的單一功能繫統?地源熱泵與空氣源熱泵僅是機組內水-制冷劑側換熱器不同，其他部件在很大程度上都是通用的?隻是隨工作溫度不同，其控制裝置?壓縮機部件等略有差異?

熱泵繫統的分類有多種方法:

(1)按熱源分:熱泵繫統可分為空氣源熱泵繫統和地源熱泵繫統以及生活?工業廢熱源?太陽能熱泵繫統等?地源熱泵繫統又可分為地下水源熱泵繫統?地表水源熱泵繫統和土壤地源熱泵繫統?其中，土壤地源熱泵繫統又稱地耦合繫統，但我國國家標準定義為地埋管地源熱泵繫統?

(2)按熱泵的功能分:單純供熱或制冷繫統?交替制冷供熱繫統?同時制冷供熱繫統等?

(3)按壓縮機的種類分:活塞式熱泵繫統?螺杆式熱泵繫統?離心式熱泵繫統?渦旋式熱泵繫統等?

(4)按驅動方式分:電力壓縮式熱泵繫統?發動機拖動壓縮式熱泵繫統?熱力吸收式熱泵繫統?

(5)按熱源與媒介質的組合方式分:空氣-空氣式熱泵繫統?空氣-水式熱泵繫統?水-水式熱泵繫統?水-空氣式熱泵繫統等?

(6)按供熱溫度分:低溫(低於70℃)熱泵繫統?中高溫(70~100℃)熱泵繫統?高溫(高於100℃)熱泵繫統?

(7)按熱源的組成形式分:純地源繫統與混合式繫統?混合式繫統是將地源熱泵與冷卻塔或加熱鍋爐聯合使用?與分散繫統非常類似，其隻是冷熱源繫統增加了冷卻塔或鍋爐?此外，地源與太陽能?風能?沼氣?生活污水?工業餘熱等熱源聯合使用的繫統，也是混合式地源熱泵繫統的一種類型?

在南方地區冷負荷大，熱負荷小，夏季宜用“地源熱泵+冷卻塔”的聯合方式，鼕季隻使用地源熱泵;而在北方地區，熱負荷大，冷負荷低，鼕季宜用“地源熱泵+鍋爐”的聯合方式，夏季隻使用地源熱泵?這樣，因混合式繫統可以減少地源熱泵的容量和尺寸，從而投資?

1.1.1地埋管地源熱泵繫統

地源熱泵技術是隨著全球能源危機和環境問題的出現而逐漸興起的一門節能環保新技術?目前，國內外對地埋管地源熱泵繫統做了許多研究，主要從五個方面著手:理論研究?實驗研究?混合式繫統研究?能量分析研究?技術經濟性研究?國內學者利用等效法建立了U型地埋管二維?三維的傳熱模型?但國內對地埋管地源熱泵繫統的研究大多集中在寒冷或夏熱鼕冷地區，而結合夏熱鼕暖地區的氣候環境和地質水文特點的實驗?模擬研究還較少?

地埋管地源熱泵繫統主要有三個子繫統，即地埋管換熱器繫統?熱泵機組和供暖(冷)或熱水供應繫統?其原理可用三個“循環”來描述:即換熱工質的循環，換熱工質在蒸發器-壓縮機-冷凝器-膨脹閥之間完成逆卡諾循環，這種循環是從地埋管循環水中吸收的熱量不斷地傳送給被加熱的自來水的循環?生活熱水的供應是地埋管內的水在循環泵的作用下不斷循環與地下岩土體換熱，經過蒸發器將熱能傳遞給換熱工質;而自來水流經繫統中的冷凝器吸收來自換熱工質的熱量，直至自來水被加熱到設定溫度後泵入熱水箱?之後，泵入熱水供應管網或建築采暖管網?

地埋管換熱器繫統是一種埋設在地下的閉式循環管路?這種繫統包括一個與岩土體耦合的地熱交換器，其或是水平地安裝在地溝中(圖1-1)，或是以U形管狀垂直安裝在豎井中(圖1-2)，或是在狹小的垂直管溝中沿高度方向布置螺旋盤管(通常適用於冷量較小的繫統;如果工程設計恰當，與垂直環路和水平環路一樣有效)?不同的管溝或豎井裡的熱交換器並聯連接，且通過循環液體(水或加有防凍液的水)，在封閉的地下埋管中流動，實現繫統與大地之間的熱交換?這種繫統管路內的循環水經管壁與岩土體進行熱交換，再通過不同的集管進入建築物中，與建築物的水循環管路聯接，從而實現建築的采暖或生活熱水供應?這種繫統因與岩土體不直接接觸，可廣泛應用於多種地區?

地埋管地源熱泵繫統的優點是不受地下水量的影響，對地下水沒有破壞和污染，繫統運行具有高度的可靠性和穩定性?它的主要缺點是:由於淺層土壤受環境氣溫影響較大，水平式地埋管因管壁傳熱溫差的存在，鼕季，機組地源側水溫低於地下水源熱泵繫統5~10℃;夏季，機組地源側水溫則高於地下水源繫統5~10℃，機組運行條件相對較差，降低了運行效率;另外，地埋換熱器受淺層土壤性質影響較大，連續運行時，熱泵的冷凝溫度或蒸發溫度受土壤溫度變化影響而波動;土壤導熱繫數小而使地埋管換熱器持續吸熱速率小，導致地埋管換熱器繫統的面積較大?同時，淺層土壤熱流密度較小，傳熱的時間跨度較大，如果地埋管地源熱泵采暖取熱與制冷排熱負荷相差較大，或隻采暖取熱不制冷排熱，則必然導致淺層土壤源溫度下降，若單純依靠淺層土壤源自身恢復是很難的，長此以往的積累，就會使地埋管熱泵機組的性能逐漸下降直至不能運行?

圖1-1水平式地埋管換熱器繫統圖1-2U型地埋管換熱器繫統

1.1.2地下水源熱泵繫統

地下水源熱泵繫統(圖1-3)分為兩種:一種是開式繫統，另一種是閉式繫統?

(1)開式繫統是將地下水直接供應到每臺熱泵機組，通過機組內換熱器實現冷熱交換與傳輸，然後將地下水回灌地下?這種開式繫統又有雙井筒和單井筒直接利用繫統之分?

(2)閉式繫統中，地下水與熱泵機組之間是用板式換熱器分開?地下水不與建築物的任何部件接觸，從而避免了地下水對建築物部件的腐蝕?同時，還可以通過合理調節，使建築物回路與地下水回路各自在適宜於繫統性能的不同流量下運行?這種繫統包括帶潛水泵的取水井和回灌井?因地下水位在較深的地方，由於地層的隔熱作用，其溫度受季節氣溫影響小，特別是深井裡的地下水，水溫常年基本不變，對熱泵的運行十分有利?

這種繫統簡便易行，綜合造價低，水井占地面積小，可以滿足大面積建築供暖空調的要求?其缺點是這種繫統需要有豐富?穩定?優質的地下水資源;此外，即使能全部回灌，如何保證地下水層不受污染也是一個難題?

圖1-3地下水源熱泵繫統示意圖圖1-4地表水源熱泵繫統示意圖

1.1.3地表水源熱泵繫統

地表水源熱泵繫統(圖1-4)由潛在水面以下的?多重並聯的塑料管組成的地表水熱交換器取代了地埋管熱交換器?這種繫統的低溫熱源(或制冷冷源)是池塘?湖泊?江河或海洋中的地表水?根據地表水與熱泵機組連接方式不同，該繫統仍分為閉式與開式繫統?這種繫統簡便易行，初期投資低?其缺點是受自然條件的限制?由於地表水的溫度受氣候的影響較大，與空氣源熱泵繫統類似，環境溫度越低，熱泵能提供的熱量就越小;同時，性能繫數也降低?一定的地表水體能夠承擔的冷熱負荷與其面積?深度和溫度等多種因素相關?為使繫統運行良好，湖泊?池塘的大小一般要在4000 m2以上，深度要超過4.6 m?這類繫統的安裝費用不高?換熱器為盤管狀，連接到公共聯箱上，然後將它漂浮到池塘或湖泊中，充水後即會沉入水底?即使水面鼕季結冰，繫統仍能正常運行?這種熱泵換熱方式對水體中生態環境會有影響，這是需要認真考慮的問題?

1.1.4空氣源熱泵繫統

空氣源熱泵繫統是利用逆卡諾循環原理，消耗少量電能，使換熱工質通過蒸發器吸收空氣中大量的低溫熱能，工質相變氣化，工質氣體再進入壓縮機被壓縮，變成高溫高壓蒸汽，之後進入冷凝器被冷凝，放出熱量加熱熱泵繫統貯水箱裡的水，用作建築物采暖或供應生活熱水，經冷凝後的工質變成了液態工質;之後，再經過膨脹閥，送入蒸發器被蒸發，如此循環往復?

空氣源熱泵繫統有如下的特點:①適用範圍寬，適用溫度範圍是-7~40℃，可以一年四季全天候運行，不受陰?雨?雪惡劣天氣以及鼕天?夜晚的影響，可以連續加熱水，節能效果顯著?目前，已在我國南方，尤其是在長江中?下遊地區得到廣泛應用?②結構簡單，安裝方便，運行成本低?空氣源熱泵繫統供應生活用熱水是全自動運行，一般配有溫控裝置，可以自動補水?加熱與自動斷電，運行穩定可靠，無需值守?與供應生活熱水的傳統方式相比，其運行費用是燃氣熱水器的1/3，是電熱水器的1/4?③運行安全?沒有漏電?漏氣等隱患，使用壽命也長，至少15年以上?④空氣源熱泵繫統不僅安裝方便，占地面積小;而且可以直接連接保溫水箱或供熱水管網?⑤繫統可以方便地多組組合，可以並連多組空氣源熱泵組成中央熱水繫統工程?⑥環保效益好，沒有三廢排出?⑦空氣源熱泵繫統的缺點是:熱效率不高，制熱速度較慢，而且有結霜除霜等問題，所以在鼕季寒冷的我國北方地區難以使用?空氣源熱泵繫統更適合於我國年均氣溫在10℃以上的長江以南地區，但同樣也存在著鼕季結霜的問題?

1.1.5多熱源熱泵繫統

多熱源熱泵繫統是一種利用多種清潔可再生能源(例如，太陽能?生物質能?空氣中的熱能?風能?地熱能等)與熱泵技術相結合的多能互補的熱泵繫統?這種繫統是利用上述可再生能源在空間和時間上的互補性，組合形成熱泵的低位熱源，通過熱泵繫統達到給建築物供暖制冷或提供生活熱水的目的?

(1)直接膨脹式(簡稱直膨式)太陽能空氣源熱泵熱水繫統?太陽能利用在我國具有巨大的空間和發展潛力?太陽能有間歇?不穩定的特點，要解決這一問題，一種方法是解決熱儲存的問題，另一種方法是與輔助熱源配套?直膨式太陽能-空氣源熱泵熱水繫統是把太陽能利用繫統中的集熱器直接作為熱泵繫統中的蒸發器，這種技術是以其節能高效等諸多優點引起人們的關注?直膨式太陽能空氣源熱泵熱水繫統有以下特點:①直膨式太陽能輔助熱泵熱水繫統將太陽能熱利用與空氣源熱泵技術有機地結合起來，綜合太陽能熱利用與空氣源熱泵的優點，可以全天候提供熱水，繫統的經濟性能較高?②與太陽能熱水器相比，直膨式太陽能輔助熱泵熱水器的集熱器/蒸發器表面溫度低，即使在鼕天，太陽能利用效率也很高;太陽能集熱器/蒸發器結構輕，面積小，布置靈活，安裝方便?與空氣源熱泵熱水器相比，直膨式太陽能輔助熱泵熱水器可以基本避免因氣溫太低而發生故障?③與其他熱水器相比，直膨式太陽能輔助熱泵熱水器能耗小，運行費用僅為電熱水器的1/3，燃氣熱水器的1/2，空氣源熱泵熱水器的4/5?④使用直膨式太陽能輔助熱泵熱水器，比使用電熱水器每戶每年可減少運行費用，2年左右即可回收額外的初期投資?⑤直膨式太陽能輔助熱泵熱水器技術在我國尚不成熟，離產業化還有相當距離?需要在技術研發方面給予政策支持和資金投入，在總體設計?部件匹配?繫統優化以及運行控制等方面進行全面深入的研究，開發出結構緊湊?性價比高?可靠耐用的產品，加速其商業化進程?⑥直膨式太陽能輔助熱泵熱水器的初期投資較高的問題，將是其推廣的不利因素?如果政府能夠出臺一些相關的優惠政策和經濟補貼，可有力地促進直膨式太陽能輔助熱泵熱水器的推廣?目前我國居民使用的燃氣熱水器屬於即時加熱型，沒有水箱?這種熱水器舒適性差，啟動頻繁，存在安全隱患?隨著人們生活質量的提高，屆時燃氣熱水器的市場會逐漸萎縮?如果改用水箱型燃氣熱水器，其價格優勢又會大幅度減小?因此，直膨式太陽能輔助熱泵熱水器在我國會有誘人的發展前景?

(2)太陽能-地埋管混合式熱泵繫統?如前所述，太陽能與土壤源間有很好的互補性?如，太陽能換熱強度較高，可以直接利用，而土壤源換熱強度較低，不能直接利用;太陽能利用有間歇

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