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地源熱泵工作原理及優缺點

發布時間:2019-03-11 11:48:53    信息來源:

 

地源熱泵技術原理

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地源熱泵原理圖

 

地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源既能供熱又能制冷的高效節能環保型空調系統。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(電能),即可實現能量從低溫熱源向高溫熱源的轉移。


冬季制熱

在制熱狀態下,地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功,并通過四通閥將冷媒流動方向換向。由地下的水路循環吸收地下水或土壤里的熱量,通過冷媒/水熱交換器內冷媒的蒸發,將水路循環中的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環的同時再通過冷媒/空氣熱交換器內冷媒的冷凝,由空氣循環將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉移至室內的過程中,以強制對流 、自然對流或輻射的形式向室內供暖。


夏季制冷

在制冷狀態下,地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功,使其進行汽-液轉化的循環。通過冷媒/空氣熱交換器內冷媒的蒸發將室內空氣循環所攜帶的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環的同時再通過冷媒/水熱交換器內冷媒的冷凝,由水路循環將冷媒所攜帶的熱量吸收,最終由水路循環轉移至地下水或土壤里。在室內熱量不斷轉移至地下的過程中,通過冷媒-空氣熱交換器,以13℃以下的冷風的形式為房供冷。


簡單的來說就是:


在冬季,把土壤中的熱量“取”出來,提高溫度后供給室內用于采暖;


在夏季,把室內的熱量“取”出來釋放到土壤中去,并且常年能保證地下溫度的均衡。

 


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地源熱泵優點

 

1

地源熱泵技術屬可再生能源利用技術 


地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源(通常小于400米深)作為冷熱源,進行能量轉換的供暖空調系統。地表淺層地熱資源可以稱之為地能(EarthEnergy,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。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

地源熱泵屬經濟有效的節能技術


地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩定,冬季比環境空氣溫度高,夏季比環境空氣溫度低,是很好的熱泵熱源和空調冷源,這種溫度特性使得地源熱泵比傳統空調系統運行效率要高40%,因此要節能和節省運行費用40%左右。另外,地能溫度較恒定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩定,也保證了系統的高效性和經濟性。


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據美國環保署EPA估計,設計安裝良好的地源熱泵,平均來說可以節約用戶30~40%的供熱制冷空調的運行費用。 


3

地源熱泵環境效益顯著


地源熱泵的污染物排放,與空氣源熱泵相比,相當于減少40%以上,與電供暖相比,相當于減少70%以上,如果結合其它節能措施節能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑,但比常規空調裝置減少25%的充灌量;屬自含式系統,即該裝置能在工廠車間內事先整裝密封好,因此,制冷劑泄漏機率大為減少。該裝置的運行沒有任何污染,可以建造在居民區內,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,且不用遠距離輸送熱量。 


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4

地源熱泵一機多用


應用范圍廣地源熱泵系統可供暖、空調,還可供生活熱水,一機多用,一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統;可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑,更適合于別墅住宅的采暖、空調。 

 

5

地源熱泵空調系統維護費用低


在同等條件下,采用地源熱泵系統的建筑物能夠減少維護費用。地源熱泵非常耐用,它的機械運動部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安裝在室內,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空調,節省了維護費用,使用戶的投資在3年左右即可收回。 


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    此外,機組使用壽命長,均在15年以上;機組緊湊、節省空間;自動控制程度高,可無人值守。


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