地源熱泵簡介:
熱泵:熱泵是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱,經(jīng)過電力做功,輸出可用的高品位熱能的設(shè)備,可以把消耗的高品位電能轉(zhuǎn)換為3倍甚至3倍以上的熱能,是一種高效供能技術(shù)。熱泵技術(shù)在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用可分為空氣源熱泵、水源熱泵以及地源熱泵三類。由于熱泵是提取自然界中能量,效率高,沒有任何污染物排放,是當(dāng)今最清潔、經(jīng)濟(jì)的能源方式。在資源越來越匱乏的今天,作為人類利用低溫?zé)崮艿淖钕冗M(jìn)方式,熱泵技術(shù)已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注和重視。
地源熱泵:地源熱泵(也稱地?zé)岜?是利用地下常溫土壤和地下水相對穩(wěn)定的特性,通過深埋于建筑物周圍的管路系統(tǒng)或地下水,采用熱泵原理,通過少量的高位電能輸入,實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移與建筑物完成熱交換的一種技術(shù)。地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源既能供熱又能制冷的高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(電能),即可實現(xiàn)能量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹霓D(zhuǎn)移。在冬季,把土壤中的熱量“取”出來,提高溫度后供給室內(nèi)用于采暖;在夏季,把室內(nèi)的熱量“取”出來釋放到土壤中去,并且常年能保證地下溫度的均衡
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要分為三個部分:室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機(jī)組系統(tǒng)和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。其中水源熱泵機(jī)組主要有兩種形式:水-水型機(jī)組或水-空氣型機(jī)組。三個系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞,水源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水,與建筑物采暖空調(diào)末端換熱介質(zhì)可以是水或空氣。
地源熱泵的工作原理:
地源熱泵原理: 地源熱泵工作原理是:冬季,熱泵機(jī)組從地源(淺層水體或巖土體)中吸收熱量,向建筑物供暖;夏季,熱泵機(jī)組從室內(nèi)吸收熱量并轉(zhuǎn)移釋放到地源中,實現(xiàn)建筑物空調(diào)制冷。根據(jù)地?zé)峤粨Q系統(tǒng)形式的不同,地源熱泵系統(tǒng)分為地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)和地埋管地源熱泵系統(tǒng)。
地源熱泵制冷原理:地源熱泵系統(tǒng)在制冷狀態(tài)下,地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對冷媒做功,使其進(jìn)行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將室內(nèi)空氣循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝,由循環(huán)水路將冷媒中所攜帶的熱量吸收,最終通過室外地能換熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至地下水或土壤里。在室內(nèi)熱量通過室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)、水源熱泵機(jī)組系統(tǒng)和室外地能換熱系統(tǒng)不斷轉(zhuǎn)移至地下的過程中,通過冷媒-空氣熱交換器(風(fēng)機(jī)盤管),以13℃以下的冷風(fēng)的形式為房供冷。
地源熱泵制熱原理:地源熱泵系統(tǒng)在制熱狀態(tài)下,地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對冷媒做功,并通過四通閥將冷媒流動方向換向。由室外地能換熱系統(tǒng)吸收地下水或土壤里的熱量,通過水源熱泵機(jī)組系統(tǒng)內(nèi)冷媒的蒸發(fā),將水路循環(huán)中的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝,由空氣循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過程中,以室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)向室內(nèi)供暖。
地源熱泵技術(shù)包含了抽地下水方式、埋管方式、抽取湖水或江河水方式等,抽取湖水或江河水方式造價最低,埋管方式最貴,但最好。只要有足夠的場可地埋設(shè)管道(地下冷熱交換裝置)或政府允許抽取地下水的就應(yīng)該優(yōu)先考慮選擇地源熱泵中央空調(diào)。地源熱泵中央空調(diào)如此節(jié)能是應(yīng)為地源熱泵技術(shù)借助了地下的能量,地下的能量還是來至于太陽能。
地源熱泵的優(yōu)點:
1、地源熱泵技術(shù)屬可再生能源利用技術(shù):地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源(通常小于400米深)作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以稱之為地能(Earth Energy),是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽能量,比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制,真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源,使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。
2、地源熱泵屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù):地能或地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對穩(wěn)定,冬季比環(huán)境空氣溫度高,夏季比環(huán)境空氣溫度低,是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源,這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%,因此要節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右。另外,地能溫度較恒定的特性,使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。據(jù)美國環(huán)保署EPA估計,設(shè)計安裝良好的地源熱泵,平均來說可以節(jié)約用戶30~40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。
3、地源熱泵環(huán)境效益顯著:地源熱泵的污染物排放,與空氣源熱泵相比,相當(dāng)于減少40%以上,與電供暖相比,相當(dāng)于減少70%以上,如果結(jié)合其它節(jié)能措施節(jié)能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑,但比常規(guī)空調(diào)裝置減少25%的充灌量;屬自含式系統(tǒng),即該裝置能在工廠車間內(nèi)事先整裝密封好,因此,制冷劑泄漏機(jī)率大為減少。該裝置的運(yùn)行沒有任何污染,可以建造在居民區(qū)內(nèi),沒有燃燒,沒有排煙,也沒有廢棄物,不需要堆放燃料廢物的場地,且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。
4、地源熱泵一機(jī)多用,應(yīng)用范圍廣:地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào),還可供生活熱水,一機(jī)多用,一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng);可應(yīng)用于賓館、購物商場、家電電腦辦公樓、學(xué)校等建筑,更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。
5、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用低:在同等條件下,采用地源熱泵系統(tǒng)的建筑物能夠減少維護(hù)費(fèi)用。地源熱泵非常耐用,它的機(jī)械運(yùn)動部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安裝在室內(nèi),從而避免了室外的惡劣氣候,其地下部分可保證50年,地上部分可保證30年,因此地源熱泵是免維護(hù)空調(diào),節(jié)省了維護(hù)費(fèi)用,使用戶的投資在3年左右即可收回。水體溫度較恒定的特性,使熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠穩(wěn)定,保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性,且無需專人維護(hù)或操作,運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用極少。
6、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)控制方便:地源熱泵所有空調(diào)系統(tǒng)都有微電腦精確控制,主機(jī)與循環(huán)泵、潛水泵等附屬設(shè)備均實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)動運(yùn)行,用戶可獨立計費(fèi),自主調(diào)節(jié)水溫、室溫調(diào)節(jié)起停時間或遠(yuǎn)程監(jiān)控。