致 谢 45

附 录 46

参考文献 52

第一章 绪论

1。1 设计背景

近年来，伴随可持续发展理论的普及，人们开始关注空调行业引起的变暖 和臭氧层破坏等问题，“低碳、绿色、环保”这一理念也日渐深入人心，供热和 空调行业在对新技术的研发过程中，将目光投向了热泵技术，热泵作为一项节 省能源的新技术，可以减少大气污染，为节能环保提供了新方向。热泵的工作 原理是通过做功使热量从低温物体传递至高温物体，通过输入少量的高品位能 源（如电能）实现由低品位热能向高品位热能转移。地表浅层储存着大量能源， 它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。地源热泵中央空调系 统的不断发展使国际合作越发密切，并成功运用到我国的各类工程中，成为中 央空调的发展趋势，体现了节能、环保、灵活、舒适的新概念，得到广泛认可， 美国已将地源热泵系统列为对环境最友好的供冷、供热系统。地源热泵系统作 为可再生能源，系统环境效益显著，系统简单，无污染，应用范围广，维护费 用低，舒适度高，自动控制程度高。种种优点使地源热泵技术成为具有广泛发 展前景的高效能源利用科学技术，可以预见，在今后的建筑建设中，地源热泵 空调技术将逐渐取代传统能源在暖通空调中的主导地位。论文网

1。2 国内外地源热泵发展简史

地源热泵的概念，最早由瑞士专家 Heinrichzoelly 提出，他在英美申请了个 人专利，而该技术的提出始于英美两国。美国在 1946 年通过地下盘管研究项目 测试了地下埋管的参数。1954 年，世界上第一台地源热泵机组在美国诞生。热 泵的研究成为了 70 年代能源界共同的话题，早在 1976 年，英国、瑞典、丹麦 等国家都加入了国际地缘热泵协会，由此可以看出，欧洲当时对地源热泵的迷 恋[1]。从各国对地源热泵的应用情况来看：北欧国家偏重于采暖，而美国则注 重冬夏连供。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[2]。美国以及加拿大等北美国家主 要关注地源热泵中埋管方式的地源热泵应用，住宅和小型商用系统(20 冷吨以下 即 63．14kW)的地源热泵方式，多采用水一空气系统[3]。在美国，政府建立了全国各地地质参数资料库，ASHERE 也针对各类要求在机组设计上建立了不同 的参照标准，同时，埋管施工、地下换热器方面的设计研究也得到政府的大力 支持。每个州实行各自的鼓励政策来促进地能热泵系统的推广。与美国的地源 热泵发展有所不同，中、北欧国家如瑞典、瑞士、奥地利、德国等主要利用浅 层地热资源和地下季节性蓄能应用[4]。最近 10 年，地源热泵技术在欧美发达国 家取得了飞速发展。

和欧洲、美国、日本等发达国家相比，我国的地源热泵技术发展还是比较 迟的。20 世纪 50 年代我国才开始对地热能的研究有了些进展，当时在天津等 地对地下水热能交换进行了多次研究，天津大学吕灿仁教授是我国地源热泵研 究的先驱，1965 年研制成功第一台水冷式热泵空调机组。地源热泵技术在中国 的推广属于先实践，后理论。近年来，地源热泵技术开始推广，热泵在我国的 应用日趋广泛，并实现了中小规模生产，国内市场主要以常温地源热泵机组为 主，特别是在南方地区家用空调上已经普及，国内也有一些公司也推出了高温 地源热泵机组，出水温度可达 75℃以上。从国内已完成的工程来看，地源热泵 系统主要以大型工程为主，大部分别墅采用小型空调系统，其他小型建筑应用 地源热泵则较少。近些年，地源热泵工程应用形成高潮，技术日趋成熟。由于 中国空调技术发展应用较晚，地源热泵技术作为传统空调的一个分枝，对大多 数人说，确实较为陌生[5]。