地源热泵
地源热泵技术是一种利用法层常温土壤或地下水中的能量作为能源的新型热泵技术。该技术可同时供暖和制冷,并能够提供生活热水。
地源热泵系统利用地下常温土壤或地下水温度相对稳定的特性,通过输入少量的高品位能源(如电能)运用埋藏于建筑物周围的管路系统或地下水与建筑物内部进行热交换,实现低品位热能向高品位转移的冷暖两用空调系统。它由水循环系统、热交换器、地源热泵机组的控制系统组成。地源热泵系统冬季代替锅炉从土壤中取出热量,以30-40℃左右的热风向建筑物供暖,夏季代替普通空调向土壤排热,以10-17℃左右的冷风形式给建筑物制冷。地源热泵技术节能效果显著,消耗1KW的能量,用户可以得到4KW以上的热量或冷量。它不向外界排放任何废气、废水、废渣,是一种理想的“绿色技术”。从能源角度来说,它是一种用之不尽的可再生能源。
需要注意的是,地源热泵中的热(冷)源不是指地热田中的热气或热(温)水而是指一般的常温土壤或地下水。它对地下热源没有特殊的要求。可在中国绝大部分地区应用,对于利用地下水的地源热泵系统,它只向水中取热或排热,并不消耗水量也不污染水质,所抽取的地下水要全部回灌地下,完全不受地下水资源变化和管理的限制,应用地区广泛。
系统组成
地源热泵系统由室外换热系统和室内换热系组成。具体说来,室外换热系统分为闭式系统和开放式系统,根据室内换热系统的不同将地源热泵分为土—气型地源热系统和土—水型地源热系统,而这再者的室外系统均是一致的。
室外换热系统
一、闭路式换热系统
(一) 垂直式埋设地耦管换热方式
其换热方式为两管制垂直式耦管换热方式,即打一定深度、一定数量的地耦管孔,每个孔内埋设一对U型地耦管,所有的地耦管通过集水器汇集,在管道集水器端设置循环泵,与室内热泵机组的换热器形成一个闭式系统。
优点:系统稳定,不需要直接抽取地下水和利用地下水的水量,不会对本地区地下水的平衡和地下水的品质造成任何影响,不受地下水使用政策和季节变化影响,可节省地下水资源。
使用范围:适合于空地大、能满足于空调负荷的建筑
(二) 水平式埋管换热方式
通过中间介质(通常为水或者是加入防冻剂的水)作为热载体,使中间介质在水平埋于土壤内部的封闭环路(土壤换热器)中循环流动,从而实现与大地土壤进行热交换的目的。
适合于制冷供暖面积较小(数百平方米),周围有较大空地的建筑物,如别墅和小型单体建筑。
(三) 潜水式地耦管理换热方式
将盘管放入河水(或湖水)中,盘管与室内循环水换热系统形成闭式系统。
主要适用于负荷较小、或周围水质较差的建筑。
二、开放式系统介绍
(一) 开放式地下水(打井)换热方式
打一数量的抽水井和回灌井。采用调节池设计,将抽取上来的地下水进行暂时存放,当水温降低至不可利用的温度扣再进行回灌。
(二) 开放式地表水(直接抽取)换热方式
直接抽取地表水,将其通过板式换热器与室内水循环进行隔离换热
室内换热系统:
一、土—气型地源热泵
土—气型地源热泵的室内换热系统是由土—气型地源热泵机组、水路系统、电气自控系统、风路系统及相关附属部件等部分组成。
土—气型地源热泵机组实现热量的转换及热量品质的提升。水路系统连接PE管或板式换热器中的循环水路现机组内的换热器。风路系统将各个需要制冷或供热房间的室内空气进行循环,以实现室内空气的降温(夏季)或升温(冬季)电气自控系统为机组内的动力设备提供电能及控制调节。当对室内空气质量要求特别高时,可加装新风、保温和负氧离子发生器等装置。
二、土—水型地源热泵机组的室内换热系统的组成
土—水型地源热泵机组的室内换热系统由土—水型地源热泵机组、水路系统、循环水泵、电气自控系统、风机盘管及相关附属部件等部分组成。
土—水型地源热泵机组实现热量的转换及热量品质的提升。水路系统分为两部分:一部分连接PE管或板式换热器中的循环水路现机组内的换热器;另一部分连接机组内另一换热器与风机盘管。风机盘管实现房间夏季的制冷和冬季的供热。循环水泵在驱动循环水在热泵机组内与风机盘管内进行循环,电气自控系统为地源热泵机组、循环水泵、风机盘管提供电能及控制调节
技术原理
一、制冷原理
在制冷状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽—液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝,由水路循环将冷媒所携带的热量吸收,最终由水路循环转移至地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中,通过冷媒—空气热交换器,以13℃以下的冷风的形式为房间供冷。
三、制热原理
在制热状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由地下水路循环吸收地下水或土壤里的热量,通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发,将水路循环中的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝,由空气循环将冷媒所携带的热量吸收,在地下的热量不断转移至室内的过程中,以35℃以热的热风的形式向室内供暖。
地源热泵的优势
高效节能
绿色环保
分户计费
使用寿命长
控制设备简单
系统可靠性强
同时供暖制冷
维护费用低廉
远程中央控制智能化
应用灵活、安全可靠
送回风分区、新风独立