土壤源热泵系统的应用与经济性分析

2011年1月第13卷第1期

沈阳建筑大学学报（社会科学版）JournalofShenyangJianzhuUniversity（SocialScience）

Jan.2011

Vol.13，No.

1

文章编号：1673-1387（2011）01-0035-05

土壤源热泵系统的应用与经济性分析

张晓明，吴建坤

（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳110168）

摘要：介绍了土壤源热泵的工作原理，根据工程周围的环境，地质条件，对抚顺市某垂

直埋管式地源热泵系统工程的实例进行了分析。并将垂直埋管式地源热泵空调系统与燃油锅炉+冷水机组空调系统进行了经济分析比较。结果表明，土壤源热泵系统初投资高出燃油锅炉+冷水机组空调系统约4倍，而土壤源热泵系统要比燃油锅炉+冷水机组空调系统节省约63%的全年运行费用，其中夏季节省约21.5%的运行费用，冬季节省运行费用较大约为67.9%。土壤源热泵系统初投资回收期短，经济可行性好。关键词：土壤源热泵；垂直埋管；工程实例；经济分析中图分类号：TU83

文献标志码：A

土壤是一个巨大的蓄热体，距离地表面以下5m土壤温度基本不受地面温度波动的影响保持一个定值

[1]

。研究表明，地下约10m深处的土

壤温度比之全年平均温度在多数情况下高出1～2℃，并且几乎无季节性波动[2-3]。土壤源热泵正是利用这一有利条件，用较少高品位能源（电能）获取更多的低位热能。近年来，虽然热泵作为冷热源设备在我国北方地区得到了较快发展和但是却存在一定的盲目性。目前，国内外对应用，

地源热泵应用做了很多研究，但大部分都侧重于理论分析和计算机模拟，特别是对土壤源热泵系统运行费用的研究，大部分是采用能耗计算软件或其他能耗估算方法得到的[4-6]。而土壤源热泵空调系统的实际初投资费用和年运行费用还需进一步的研究。笔者结合抚顺某宾馆改造项目对土壤源热泵空调系统的初投资和年运行费用进行了分析，并与其它空调系统方案进行了比较。

图1

热泵系统原理图

图1表示的是夏季热泵工作原理图，蒸发器5蒸发吸收热用户末端（风机盘管6）的余热，冷凝器2冷凝放热，地埋管换热系统中的循环水吸收热量，送至地下与埋管周围土壤进行换热，把热量储存在土壤中，以备冬天采暖时用。冬季采暖可通过热泵系统中的换向阀来实现。

一、土壤源热泵系统原理

土壤源热泵系统主要由a地下埋管换热系统，b热泵系统，c末端用户系统三部分组成（见图1）。

二、工程实例及背景

该工程为宾馆改造项目，建筑面积为4500m2。夏季空调冷负荷为340kW，冬季空调热负荷

收稿日期：2010-05-10

基金项目：国家“十二五”科技支撑计划项目（2011BAJ05B02）作者简介：张晓明（1963—），男，辽宁沈阳人，教授级高级工程师。

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