毕业设计（论文）地源热泵系统在办公建筑物空调中应用分析计算.doc

摘 要地源热泵系统就是以大地(土壤、地层等)为冷热源的土壤源热泵。其基本结构可分三个部分。水源热泵机组、空调末端装置和地下埋管。在地表以下埋藏着若干段长寿命，高强度的塑料管道，在冬季管道里循环的水或防冻剂溶液从土壤里吸收热量传递给热泵，在夏季将热量从热泵传递回土壤中去。这些塑料管道就相当于一个地下换热器，这个地下换热器根据可利用区域的地质特点，既可水平放置又可垂直放置；同时根据可利用区域的面积大小，既可串联排布又可并联排布。但是，由于理论研究的相对滞后、地理条件的差异、经济发展水平总体较低等原因，加上土壤源热泵应用的局限性，这些因素都在一定程度上阻碍了土壤源热泵技术在我国的应用。但是，在节能、环保意识日益深入人心的今天，随着人们对土壤源热泵技术认识的逐步加深，以及该技术的日益成熟，土壤源热泵在我国的应用一定会越来越多。关键词：地源热泵 蒸发器 冷凝器AbstractGround source heat pump system is to the earth (the soil, strata, etc.) for the ground source heat pump hot and cold sources. The basic structure can be divided into three parts. Water source heat pump units, air conditioning terminal units and underground buried. Buried below the surface several paragraphs long life, high strength plastic pipes, pipes in the winter, water or antifreeze solution circulating from the soil absorption of heat transfer to the heat pump, heat from the heat in the summer transfer back to the soil. The plastic pipe is equivalent to an underground heat exchanger, the underground heat exchanger can be used according to the geological characteristics of the region, not only horizontally but also vertically; also can be used according to region size, arranged in series can either arranged in parallel. However, theoretical research is lagging behind, geographical differences, the overall low level of economic development and other reasons, coupled with the limitations of ground source heat pump applications, these factors were to some extent hindered the ground source heat pump technology application in China . However, in energy conservation, environmental awareness increasingly taking root today, as people on the ground-source heat pump technology gradually deepened understanding, and become more sophisticated the technology, ground source heat pump application in China must be more and more. Key words: Ground Source Heat Pump Evaporator Condenser目 录引言1第一章绪论21.1历史发展2 1.1.1国外的发展4 1.1.2国内的发展61.2特点8第二章热泵102.1热泵循环102.1.1热泵102.1.2 热泵循环132.2.3热泵的分类152.2地源热泵系统162.2.1 地源热泵的含义162.2.1 地源热泵的工作原理18第三章地源热泵在办公室的设计193.1热泵设备的确定193.1.1 气象条件193.1.1 热泵机组的选择203.1.3 性能指标的计算203.2地下换热器的设计203.2.1换热量计算203.2.2 U型埋管管径和管材及长度的确定213.2.3钻孔间距及钻孔数量的确定213.2.4埋管方式及连接方式213.3分机盘管机组设计213.3.1湿负荷的确定213.3.2新风量的确定223.3.3送风量的确定223.3.4分机盘管机组的选择22第四章地源热泵节能及经济性分析234.1节能234.2经济性234.2.1 制热工况运行经济性分析234.2.2 制热工况运行经济性分析23结论24参考文献24谢辞24引 言大地蓄有无穷无尽的热量。在地面以下一定的深度，土壤温度比较稳定，终年波动幅度小，且对大气温度变化来说，有时间延迟和峰值衰减的作用。土壤源热泵就是利用土壤的这些特性，通过消耗少量的电能，就能从土壤中提取冷量，夏季供给建筑物空调冷冻水；或从地下采集热量，供给建筑物冬季采暖热媒。土壤源热泵可降低制冷、供热设备的能源消耗，减少空调系统运行费用，甚至还可省去锅炉，避免消耗大量的矿物燃料，及减少由此产生的温室气体，不会造成对大气环境的污染和破坏，是一种利用可再生能源的绿色空调。因此土壤源热泵日益受到重视。在我国，一些关于土壤源热泵系统的动态性能与节能潜力的基础研究，得到了一定程度的发展。但是，我国对土壤源热泵系统的研究，仍然处于起步阶段，尚无成熟的设计规范与运行经验总结。相对于空气源水冷热泵机组而言，土壤源热泵系统的初投资一般较高，若系统设计不合理或匹配不当，会导致较高的运行费用，从而影响其节能的效果和使用的经济性。因此，必须研究土壤源热泵系统应用的经济性是具有十分重要的意义。空调用热泵往往兼有制冷和制热功能，且大大降低一次能源的消耗，为了比较在进行采暖时能源的利用率，表列举了不同热量提供方式的性能系数。由此可知在采暖方面，热泵是一种有效节能手段，这也是为什么热泵技术和产品得到广泛普及和应用的原因。表不同热量提供方式的能源利用率热量提供方式燃油炉燃气炉电取暖热泵性能系数0.700.900.800.951.0>2.8 第一章绪论.热泵的历史与发展1.1.1国外的发展地源热泵的历史可以追溯到1912年瑞士的一个专利，其技术的提出始于英、美两国。大约20世纪50年代初，美、英开始研究采用地下盘管作为热源的家庭用热泵。20纪70年代，石油危机把人们的注意力集中到了节能、高效益用能上，地源热泵的研究进人高潮；20世纪80年代初，欧洲先后召开了5次大型的地源热泵专题国际学术会议。美国在能源部的直接资助下开展了大规模的研究，为地源热泵的推广起到了重要的作用；到了90年代，计算机的发展又给地源热泵的计算和设计带来了极大的便利，人们对地源热泵的应用及理论和实验研究得到大量的实际运行经验和计算机模型，逐渐形成一整套成型的设计方法和一系列确定地下换热器尺寸的软件。而地源热泵真正意义上的商业应用也只有近十几年的历史。如美国，到1985年为止全国共有1.4万台地源热泵，而1997年就安装了4. 5万台，到目前为止共安装了40万台，而且每年在以10%的速度稳步增长。1998年美国商业建筑中地源热泵系统己占空调总保有量的19%，其中在新建建筑中占30%。美国计划到2001年达到每年安装40万台地源热泵的目标，届时将降低温室气体排放100万吨，相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树木100万英亩，年节约能源费用达4.2亿美元。此后，每年节约能源费用再增加1.7亿美元。热泵技术越来越引起人们的重视。1.1.2国内的发展我国的地源热泵事业近几年已开始起步，而且发展势头良好。越来越多的中国用户开始熟悉地源热泵，并且对其应用产生了浓厚的兴趣，可以预计中国的地源热泵市场前景广阔。美国能源部和中国科技部于1997年11月签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，其中主要内容之一就是“地源热泵”，该项目拟在中国的北京、宁波和广州3个城市各建一座使用地源热泵进行供暖制冷的商业建筑，以推广运用这种“绿色技术”。缓解中国对煤炭和石油的依赖程度，从而达到能源资源多元化的目的。与此同时，科技部委托的中国企业公正酝酿将美国的地源热泵技术及设备引进中国市场，这将促进我国地源热泵技术的市场化产业化的发展，并使我国地源热泵的研究开发尽快跟上国际潮流，因此我们有理由相信，在充分学习借鉴国外先进技术和运行经验的基础上，在各级政府的有力支持下，中国的科技界与企业界携手共进，依靠自己的力量完全有能力在不长的时间内开拓出具有中国特色的地源热泵产业。热泵发展到今天，制热温度低于的热泵已较成熟且由于部件和工质基本与制冷设备通用，应用也最广泛制热温度在之间的热泵，其工业化应用的领域正在逐步拓展，相关部件及工质体系正在完善。制冷温度大于的热泵其大规模应用还有较多技术问题需解决，应用领域也有待开拓。.2地源热泵的特点 (1) 是可再生能源利用技术:地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源是一种低温位热能，就象一个巨大的太阳能集热器，地表浅层收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，量大面广、无处不在。夏季热泵将室内多余的热量释放给地下岩层蓄存起来，冬季再将其从地下抽取出来送到室内。且仅采用电力这种清洁能源，没有燃油、燃煤污染；没有排烟、没有废弃物；不消耗水资源，不污染地下物质；又排除了噪音的污染，是一种理想的“绿色技术”，符合当前的可持续发展要求。 (2) 属经济有效的节能技术:与目前使用较为广泛的空气源热泵相比，地源热泵的节能效果非常明显。传统的空气源热泵系统，工质为空气，换热性能较差，夏天空气温度过高，不利于冷凝器向空气放热；而冬天气温过低，不利于蒸发器从空气中吸收热量。同时，昼夜气温较大幅度的变化也特别不利于热泵系统的高效、稳定运行。而地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，而且大地的换热性能要远远优于空气。另外地源热泵的地下换热器无需除霜，和空气源热泵系统相比能减少大约13%的除霜能耗。这种热力特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户供热制冷空调运行费用的30%。 (3) 环境效益显著:地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比减少40%以上，与电供暖相比减少70%以上，如果结合其它节能措施，那么节能减排会更明显。制造方面，地源泵也采用制冷剂，但是其充灌量比常规空调装置减少25%；安装施工方面，由于采取自含式系统(即该装置能在工厂车间内事先整装密封好)，因此制冷剂泄漏机率大为减少。在运行方面，由于该装置的运行无燃烧热泵的性能指标无排烟，也不产生废弃物，既不需要堆放燃料废物的场地，也不用远距离输送热量，因此基本不会产生任何污染，可以放心的建造在居民区内。据不完全统计，美国2001年地源热泵的安装量达到了40万台，带来的环保效应是降低温室气体排放1百万吨，相当于减少50万辆汽车的污染物排放或植树1百万英亩，全年节约能源费用达4.2亿美元。 (4) 一机多用，应用范围广:地源热泵系统除了可供暖制冷，还可同时供应生活热水，做到了真正的一机多用，一套地源热泵系统可替换原来的锅炉加中央空调的两套装置或系统。地源热泵的应用范围也非常广泛，可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，也适合于别墅住宅的采暖、空调与热水集中供应。 (5) 系统维护费用低:在同等条件下，采用地源热泵系统的建筑物能减少维护费用。地源热泵非常耐用，它的机械运动部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安装在室内，从而避免了室外恶劣气候的影响，因此地源热泵是免维护空调，节省了维护费用。此外，地源热泵机组的使用寿命长，均在15年以上；机组紧凑、节省空间；自动控制程度高，可无人值守。第二章地源热泵系统.热泵循环2.1.1热泵热泵是一种制热装置，该装置以消耗少量电能或燃料能量代价无用的低温热能变为有用的高温热能。热泵的工作过程如图.根据热力学第一定律1，2和之间满足如下关系式： Q1=Q2+ （2.1）其中1 热泵提供给用户的有用热能，kW Q 2 热泵从低温热源中吸取的免费热能，kWW 热泵工作时消耗的电能或燃料能，kW由式（2.1）可见Q1W，即热泵制取的有用热能总是大于所消耗的电能或燃料能，而用燃料加热，电加热等装置制热时，所获得的热能一般小于所消耗电能或燃料的燃烧能，这是热泵与普通加热装置的根本区别也是热泵制热的最突出的优点。2.1.2 热泵循环 单极蒸汽压缩机由压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器四个基本设备组成。 (1) 压缩机的作用三将蒸发器中的制冷剂蒸汽吸入，并将其压缩到冷凝压力，然后排至冷凝器，常用的压缩机有活塞式、离心式、螺杆式、涡旋、，滚动转子式和滑片式。 (2) 冷凝器是一个换热器，它的作用是将来自压缩机的高压制冷剂蒸汽冷却并凝成液体。在这一过程中，制冷剂蒸发放出热量，故须用其他物体或介质（水或空气）来冷却，常用的冷凝器有列管式、套片式、套管式等。 (3) 节流机构常用的有膨胀阀，毛细管等。制冷剂液体流过节流机构时，压力由冷凝压力降低到蒸发或蒸发压力，一部分液体转化为蒸汽。 (4) 蒸发器也是一个换热器，它的作用是使经节流机构供入的制冷剂液体蒸发成蒸汽，以吸收被冷却空气或其他物体。常用的蒸发器有满液式、干式、套片式等。 从压缩机出来的高压高温制冷剂气体2进入冷凝器，被冷却并将进一步冷凝成液体3后进入节流机构减压，部分液体闪散发成蒸汽，这些气液两相的混合物4进入蒸发器，在里面吸热蒸发成蒸汽1后回到压缩机重新被压缩从而完成一个循环。如图2-2所示：2.1.3热泵的分类(1) 按工作原理分类分蒸气压缩式热泵、吸收式热泵、化学热泵、蒸汽喷射式热泵、热电热泵(2) 按驱动热泵所用的能源种类分类分电动热泵、燃气热泵、燃动热泵、蒸气式热水热泵(3) 按载热介质分类分空气空气热泵、空气水热泵、水水热泵、水空气热泵、土壤水热泵、土壤空气热泵(4) 按利用热源分类分空气、地表水、地下水、土壤、废热热泵2.2地源热泵系统2.2.1 地源热泵的含义 地源热泵是一个广义的定义，包括冷热源为土壤、地下水和地表水的热泵系统，即:土壤藕合热泵系统(闭式系统)，也称为土壤源热泵系统；水源热泵系统，包括地下水热泵系统和地表水热泵系统。地源热泵还有一系列其它术语，如地热热泵、地能热泵、地源系统等。1997年由ASHRAE统一为标准术语地源热泵。地源热泵是高效利用能源技术中的一种，所谓热泵就是以消耗一部分高质能(机械能、电能等)或高温位能为代价，通过热力循环把热能由低温物体转移到高温物体的能量利用装置。热泵系统冬季可以供暖，夏季可以制冷。在冬季热泵利用工质在冷凝器液化时所放出的热量为室内供暖，在夏季热泵系统就是空调制冷系统，利用制冷剂工质在蒸发器蒸发吸热达到为室内制冷的目的。室内换热装置供热时做冷凝器，制冷时做蒸发器;室外换热装置供暖时做蒸发器，制冷时做冷凝器，通过四通阀转换。因此热泵系统是一次投资冬夏两用的设备，相比供暖和制冷分离的建筑设备节省了成本，更为经济。从能量利用的角度来看，热泵是通使用少量高品位能源电能来驱动压缩机促使制冷剂工质相变循环与强制循环的水或空气传热，从而在冬季把大量的低品位低温热能，如空气、土壤或水中的热能，转化为可以用来供热的温度较高的热能，在夏季将热量从低温的室内转移至相对高温的室外。2.2.2 地源热泵的工作原理 本文所指的地源热泵系统就是以大地(土壤、地层等)为冷热源的土壤源热泵。其基本结构可分三个部分。水源热泵机组、空调末端装置和地下埋管。在地表以下埋藏着若干段长寿命，高强度的塑料管道，在冬季管道里循环的水或防冻剂溶液从土壤里吸收热量传递给热泵，在夏季将热量从热泵传递回土壤中去。这些塑料管道就相当于一个地下换热器，这个地下换热器根据可利用区域的地质特点，既可水平放置又可垂直放置；同时根据可利用区域的面积大小，既可串联排布又可并联排布。土壤源热泵的系统组成和工作原理如图2-3所示。在制冷工况时，空调房间的冷负荷连同压缩机的功所转化的热量被排入大地。室外埋管换热器2与换热器6(此时换热器6在热泵机组中起冷凝器的作用)之间通过管道连接成一个封闭的回路，在水泵7的作用，水在回路中往复循环，办公室的热量在换热器6(蒸发器)中吸收制冷剂的热量，通过室外埋管换热器2传入大地，达到对办公室的制冷；在供热工况时，从压缩机1出来的制冷剂经四通阀作用换向，此时换热器6转换成为热泵机组的蒸发器，循环水流经室外埋管换热器2时吸收大地中的热量，通过换热器6(冷凝器)释放热量，达到对办公室的供热。如图2-3 工作原理图 第三章地源热泵在办公室的设计在设计前可参考常规空调系统设计规范，设计标准和设计手册等资料进行前期的准备工作（如查呼和浩特的气象资料、负荷的计算公式等）。(1) 根据建筑物特点(形式、面积)估算供热、制冷时的热负荷、冷负荷和湿负荷；(2) 根据热负荷、冷负荷选择热泵机组；(3) 根据向土壤排放和吸收热量设计计算埋管换热器；(4) 根据热负荷、冷负荷和湿负荷设计和选择风机盘管。3.1热泵机组的选择3.1.1气象条件表3室内设计参数 夏季 冬季温度 /相对湿度 / %温度 /相对湿度/ %25602030表32室外设计参数干球温度/湿球温度/相对温度/%室外风速/m/s最大冻土深度大气压力/kPa夏季30211.588.926冬季-23531.6143m90.1263.1.2热泵机组的确定 冬热负荷：60-80W/，夏热负荷：95-115W/；取热负荷:65 W/（北方比较冷），冷负荷:95 W/。则制热量：650kW； 制冷量：950kW。选择上海开利空调销售服务有限公司设计的开利30HXC-HP螺杆式水-水热泵机组，它可使用地下水，湖水，河水，土壤等作为热源/冷源；制热量：498-1548kW； 制冷量：479-1337kW。表33典型的高温冷热水型螺杆水源热泵机组系列性能参数（制冷剂R134a）300AHP2名义制量/KW输入功率/KW冷凝器蒸发器热水进/出水温度/热水流量/水压降功率/KPa热水进/出水温度/热水流量/水压降率/KPa制冷工况116732550/551656915/77429制冷工况98720112/71706518/299335备注： 1：双螺杆压缩机（2台）；半封闭电动机；电子膨胀阀。 2：制热时最高热水出水温度60； 3：机组水侧标准设计压力1.0MPa; 4：机组由两个回路组成，大大提高机组可靠性。 5：整个空调系统还要配上安装于室内的分机盘管式空气处理末端装置。3.1.3性能指标的计算 R134蒸发温度0，冷凝温度60。如图3-1所示蒸发温度为0时对应的蒸发压力：P1=P4=292.82kPa冷凝温度为60时对应的冷凝压力：P2=P3=1681.3kPa蒸发温度为0时饱和蒸汽的焓：h1=397.2kJ/kg蒸发温度为0时饱和蒸汽的比容：v1=0.0689/kg蒸发温度为0时饱和蒸汽的熵：s1=1.722 kJ/(kg.K)冷凝温度为60时饱和蒸汽的焓：h3=287.4 kJ/kg节流前后焓相等，故：h3=h4=287.4 kJ/kg压缩过程12为等熵过程：s2=s1=1.722 kJ/(kg.K)2点压力为：p2=1681.3kPa可知2点的焓：h2=432.0 kJ/kg单位质量制热量为qe=h2-h3=432.0-287.4=144.6 kJ/kg单位质量耗功量为：w=h2-h1=432.0-397.2=34.8 kJ/kg制热系数为：COPh=qc/w=144.6/34.8=4.2制冷系数为：COP=4.2-1=3.23.2冬夏季地下换热量计算3.2.1换热量计算冬夏季地下换热量分别是指夏季向土壤排放的热量和冬季从土壤吸收的热量。可由下述公式计算：Q1= Q1×(1+1/COP1)=950×(1+1/3.2)=1246.9kWQ2=Q2×(1+1/COP2)=650×(1+1/3.2)=853.7kW式中：Q1-夏季向土壤排放的热量，kW Q2-冬季向土壤排放的热量，kW Q1-夏季设计总冷负荷, kW Q2-冬季设计总冷负荷, kW COP1-设计工况下水源热泵机组的制冷系数 COP2-设计工况下水源热泵机组的制冷系数3.2.2 U型埋管管径和管材及长度的确定在实际工程中确定管径必须满足两个要求:(1)管道要大到足够保持最小输送功率；(2)管道要小到足够使管道内保持紊流以保证流体与管道内壁之间的传热。显然，上述两个要求相互矛盾，需要综合考虑。一般并联环路用小管径，集管用大管径，地下热交换器埋管常用管径有20mm, 25mm, 32mm, 40mm, 50mm,。小管径采用32mm，大管径采用75 mm。材料高密度聚乙稀管HDPE。U型埋管的总长度：L=Q×1000/55=1246.9×1000/55=22668.6m L=Q×1000/55=853.7×1000/55=12466m 取长的修正后为23000m式中：Q-夏季向土壤排放的热量或冬季向土壤排放的热量，kW L-U型埋管总长,m 分母“55”每米管长的最大散（吸）热量,W/m3.2.3钻孔间距及钻孔数量的确定 在夏季制冷(冬季制热)工况下，随着热泵机组的运行，埋管向地下放热(吸热)而使其周围土壤温度不断升高(降低)并向远处传热，必然存在一区分土壤温度是否受扰动的界面，定义此界面到埋管中心轴线的水平距离为热作用半径。为了简化计算，忽略钻孔之间的热作用相互影响，所以在设计时，必须确保相邻钻孔之间的距离大于热作用半径。一般取46 m。取5 m。 钻孔数量可由下式确定: N=L/2l=23000/2×80=144式中:N一钻孔总数，个; L一埋管总长度，m; I一单个钻孔深度，m; 分母“2”一考虑到单个钻孔内埋管长度约等于钻孔深度的2倍。3.2.4埋管方式及连接方式单U型竖直埋管。 （水平埋管占地面积大不适合中国人多地少的国情）并联连接。（串联采用大管径管道需较多防冻液管道成本及安装费高）如图3-2所示的埋管换热器布置方式：.3分机盘管机组设计3.3.1湿负荷的确定M=0.001MNG=0.001×1×2000×204=204kg/h=57g/s 式中：G-成年人每小时散热量，g/h（取102） M-群聚系数， （取1） N-室内全部人数， （取2000人）3.3.2新风量的确定每人所需新风量20-30 /h人， （取25.5/h人）则新风量： G我=51000/h3.3.3送风量的确定 ：=Q/W=950000/57=16667 kJ/kg在图3-3上根据t=25及相对湿度65%确定N点，In=57.5 kJ/kg过N点作线与相对湿度90%线交点，即得送风状态IoIo=45 kJ/kg则总风量：G=Q/(In-IO)=950/(57.5-45)=76kg/s风机盘管（FP）的风量：GF=G-GW=76-16.8=59.2 Kg/s=177600/s确定M点：MO/OL=GW/GF=(Im-Io)/(Io-Il)16.8/59.2=(Im-45)/(45-57.5)Im=41.5 kJ/kgFP供冷量：QT=GF(In-Im)=59.2(57.5-41.5)=947.2kW950 kW符合设计要求3.3.4分机盘管机组的选择由上可以选择北京北空空调器有限公司的分机盘管机组：表34常规型分机盘管机组（卧式暗装，中挡）型 号风量/h冷量W热量W输入功率W噪声dB水量kg/h水阻KRFP-2016001009415141210<52192050风 机形 式双进风多叶低噪声钢风轮离心风机叶轮数量4电 机2电 源220V/50HZ热交换 器构 造薄壁紫铜管穿U型双翻边铝翅片高校热交换器最大压力1MPa尺 寸L 1990K480M226备注；1：制冷：室内干球温度27,室内湿球温度19.5，冷水进/出口温度7/12； 2：制热：室内干球温度21,冷水进口温度60； 3：采用双管制，供回水管夏季供冷水，冬季供热水；冬夏冷热水切换在机房完成。 4：风机盘管采用三速风量调节。第四章地源热泵的应用的可行性性分析.节能性分析节能是贯穿可持续发战略和科教兴国战略的一个重要方面，是执行节约能源，保护环境基本国策和中华人民共和国节约能源法的必要组成部分。是我国经济体制改革和技术创新的迫切需要，是当今世界性的大潮流和大趋势。积极推进节能，有利于改善人民的生活和工作环境。保证国民经济持续稳定发展。减轻大气污染，减少温室气体排放，缓减地球变暖的趋势。地源热泵空调系统运行能耗主要来自于三个部分:热泵机组、埋地换热器系统以及室内系统终端（空调机组），所有这三部分都存在着不可逆损失，如由热源温差导致的不可逆损失、流体粘性与机械摩擦引起的不可逆损失等。从热力学分析的角度看，有些不可逆损失是不可避免的，这部分损失可称之为“合理的不可逆损失”，此外还有一部分“不合理的不可逆损失”。“不合理的不可逆损失”中的有些部分需要付出高昂的经济代价才能减少，那么这部分“不合理的不可逆损失”从热经济学的角度看也是“合理的不可逆损失”。例如，为了减少温差传热使用过大面积的换热器，不但造成了初投资的增加，还使得系统水泵的运行费用较大幅度地增加，这部分从热力学角度看来“不合理的不可逆损失”在减少时，成本大大超过了由此产生的收益。因而也是“合理的不可逆损失”。因此系统在进行优化时，应着重考虑减少热经济学的“不合理的不可逆损失”。本文为了节能我归纳了几方面：(1) 在采暖方面用热泵替代传统的锅炉；(2) 智能化控制；夏季：机组正常运行时间为：7：30-17：00；每周系统运行5个工作日，节假日停机；冬季：机组正常运行时间为：7：30-17：00；每周系统运行5个工作日，节假日和夜间根据室内温度（7）进行末端设备的启停；(3) 变频调速来提高水泵和风机的效率；(4) 冬季空调系统的余热利用； 如果把排风携带的能量加以利用，可以减少处理新风所需的能量，降低机组的负荷，提高系统的经济性；同时，降低总能耗对环境亦有重要价值。(5) 采用智能控制风量和水量来提高机组的效率；(6) 对设备的维护和定期修理；对设备的维护的目的是延长其寿命，维持正常运行和保持最初的运行效率。.经济性分析 对地源热泵系统来说制热工况比制冷工况难以实现，原因土壤可利用的温差在制热工况比制冷工况要小。而且一般用户选用地源热泵主要是为了冬季供暖。如果只作夏季供冷，选用水冷机组出投资反而会更有优势。因此，热泵工况运行的分析具有典型意义。4.2.1 制热工况运行经济性分析 统计从10月21日-4月4日（166天）期间的耗电量。期间基本未停机，只是根据楼内人员及室内温度情况进行末端设备的启停，即便在夜间22：00以后楼内基本没有工作人员时，也保持1/41/3的末端设备运作以保证楼内温度不至于过低。(1) 总耗电量： 压缩机：56.3kW×24h/d×166d=224299kW.h 水泵：用户水泵 29kW×24h/d×166d=115536kW.h 循环水泵 14kW×24h/d×166d=55776kW.h 潜水泵 36kW×24h/d×166d=1434246kW.h 分机盘管：0.21kW×24h/d×166d×95×0.7=55636.6kW.h (0.7为同时使用系数)(2) 电费：供暖每平面的供暖电费224299kW.h+115536kW.h+55776kW.h+1434246kW.h+55636.6kW.h=594671 kW.h594671 kW.h×0.43/10000=25元/(3) 地源热泵供暖与利用其他常用能源供暖费用比较表41供暖费用比较燃煤燃气燃油电暖器热泵燃料价格500 元/1.20 元/立方米11000 元/ 0.43 元/kW.h0.43 元/kW.h热转换效率%557585100410燃料热值5000 kW.h/10500 kW.h/10500 kW.h/1000 kW.h/1000 kW.h/ kW.h热值费用 元/kW.h0.1020.2160.3360.40.133运行费用元/13.428.544.352.825特点污染严重费用低轻微污染费用较高轻微污染费用高无污染 费用最高无污染 费用低4.2.2：制热工况运行经济性分析 统计从6月-8月期间的耗电量，正常运行时间7：3017：00；每周5个工作日，其余时间停机。(1) 总耗电量 压缩机：56.3kW×9.5h/d×65d=34765kW.h 水泵：用户水泵 29kW×9.5h/d×65d=17907.5kW.h 循环水泵14kW×9.5h/d×65d=17907.5kW.h 潜水泵 36kW×9.5h/d×65d=22230kW.h 分机盘管：0.21kW×9.5h/d×65d×95×0.9=12319kW.h (0.9为同时使用系数)(2) 电费：供冷每平面每天的供冷电费34765kW.h+17907.5kW.h+17907.5kW.h+22230kW.h+12319kW.h=85866kW.h85866kW.h×0.43/10000/65d=0.056元/.d从上面分析中可以看到如利用地源热泵机组供暖，运行费用只比燃煤锅炉高。相对于其他供暖方式具有较好的经济性。夏季供冷虽然比其他单冷从空调系统初投资略高，但供暖是可以很快收回高出的初投资部分。所以采用地源热泵机组供暖和制冷从经济上是可行的。参考文献1 陆耀庆 实用供热空调手册-北京 中国建筑工业出报社 19932 陈车谢继红 热泵技术及其应用-北京机械工业出版社 20063 郁永章 热泵原理 北京；高等教育出版社，19864 徐邦裕 热泵 中国建筑工业出报社 1988.7 5 范存养 空调用热泵及其设计 上海 同济大学科技情报站 19806 金楠.地源热泵竖直U形管传热和土壤温度场数值模拟研究.北京工业大学硕士学位论文.2004.57 侯立泉.U型垂直埋管式土壤源热泵运行特性的实验研究.太原理工大学硕士学位论文.2003.58 裴侠风.地源热泵技术的应用现状及展望.制冷与空调。2004.39 寿青云，陈汝东.高效节能的空调一地源热泵.节能.2001.10 郝宁克，徐从海，郝伟伟.地源热泵中央空调系统简介.中国住宅设施.2005. 1111 刘宪英，胡鸣明等.地热源热泵地下埋管换热器传热模型的综述.重庆垃筑大学学报，1999.8.12 颜爱斌，赵军.地源热泵系统U型埋地换热器的实验研究与优化分析.天津城市设学院学报，2005.6.13曾和义，刁乃仁，方肇洪.竖直埋管地热换热器的稳态温度场分析.山东建筑工程学院学报，2002.3.14 地下建筑暖通空调设计手册编写组.地下建筑暖通空调设计手册