1912年,地源熱泵概念被提出,1946年,第一個地源熱泵系統(tǒng)在美國的俄勒岡州的波蘭特市中心區(qū)建成,遺憾的是在當(dāng)時地源熱泵系統(tǒng)并沒有引起轟動,到后來的50年代,歐洲開始了對地源熱泵系統(tǒng)的研究,同時得到了很多企業(yè)和公司的重視,歐洲建立了很多水平埋管式土壤源熱泵。地源熱泵具有非常良好的工作特點,例如高效節(jié)能,穩(wěn)定可靠、無環(huán)境污染、一機多用、維護費用低、使用壽命長、節(jié)省空間、實現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用,從上世紀到這個世紀,地源熱泵已經(jīng)逐步成型,地源熱泵系統(tǒng)也逐漸走入人們的視野,那么什么是地源熱泵系統(tǒng)呢?
提起地源熱泵系統(tǒng),不少人都是非常的陌生的,不知道什么是地源熱泵系統(tǒng),也不知道地源熱泵系統(tǒng)怎么樣,我國的地源熱泵系統(tǒng)出現(xiàn)比較晚,但是這毫不影響我國人民對它的喜愛,那么什么是地源熱泵系統(tǒng)呢?今天小編就為大家具體的介紹一下地源熱泵系統(tǒng),讓大家了解一下地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點。
地源熱泵系統(tǒng)主要分三部分:室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機組和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。其中水源熱泵機主要有兩種形式:水—水式或水—空氣式。三個系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進行熱量的傳遞,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。
地源熱泵系統(tǒng)是利用淺層地能進行供熱制冷的新型能源利用技術(shù)的環(huán)保能源利用系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)通常是轉(zhuǎn)移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方,還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季地源把熱量從地下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi),夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi),一個年度形成一個冷熱循環(huán)系統(tǒng),實現(xiàn)節(jié)能減排的功能。
一、地源熱泵系統(tǒng)—地源熱泵系統(tǒng)的主要優(yōu)點:
1、高效:一般空調(diào)對著空氣換熱稱為風(fēng)冷熱泵,缺點在于天氣炎熱或者寒冷最需要冷量或熱量時效率反而下降。地溫一年四季基本恒定在16℃左右,略高于該地區(qū)平均溫度1到2度,使得熱泵無論在制冷或制熱工況中均處于高效率點。地能或地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對穩(wěn)定,土壤與空氣溫差一般為17度,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)運行效率要高40%~60%,因此要節(jié)能和節(jié)省運行費用40%-50%左右。通常地源熱泵消耗1KW的能量,用戶可以得到5KW以上的熱量或4KW以上冷量,所以我們將其稱為節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)。
2、節(jié)能省費用:冬季運行時,COP約為4.0,即投入1KW電能,可得到4KW以上的熱能,夏季運行時,COP約為5.0,投入1KW電能,可得到5KW以上的冷量,能源利用效率為電采暖方式的3-4倍;并且熱交換器不需要除霜,減少了結(jié)霜和除霜的用電能耗。比常規(guī)空氣源空調(diào)節(jié)能30-50%。地源熱泵系統(tǒng)運動部件要比常規(guī)系統(tǒng)少,因而減少維護,系統(tǒng)安裝在室內(nèi),不暴露在風(fēng)雨中,也可免遭損壞,更加可靠,延長壽命。
3、環(huán)保:供熱時沒有燃燒過程,避免了排煙污染,供冷時省了冷卻塔,避免了噪音及霉菌污染。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,真正的實現(xiàn)了節(jié)能減排。
4、舒適:因為地源熱泵機組供冷暖時都是通過冷熱水經(jīng)風(fēng)機旁管(或地板埋管、墻埋管)交換完成的,所產(chǎn)生的冷氣和暖氣(或輻射熱)比常規(guī)空調(diào)的要更柔和的多,不易感冒。
5、節(jié)省占地面積:省去了冷卻塔、鍋爐及與之配套的煤棚和渣場,節(jié)省了土地資源,產(chǎn)生附加經(jīng)濟效益,并改善了建筑物的外部形象。
6、一機多用:地源熱泵系統(tǒng)可供暖、制冷,還可供生活熱水,一機多用,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)。
7、使用壽命長:地源熱泵的地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管,壽命可達50年。要比普通空調(diào)高35年使用壽命。
實現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用:地源熱泵熱源的形式多樣化,無論是干凈清澈的地下水,資源量大而無法高效利用的海水,還是生活和工業(yè)生產(chǎn)廢水,抑或者地表水,都可以高效的加以利用,實現(xiàn)太陽能量的轉(zhuǎn)移。提高了水資源的循環(huán)利用率,一度解決了我國污水處理困難和淡水資源匱乏難題。同時避免了不可再生資源的消耗,實現(xiàn)可持續(xù)綠色環(huán)保的發(fā)展戰(zhàn)略。
地源熱泵系統(tǒng)是以巖土體、地下水或地表水為低溫?zé)嵩矗伤礋岜脵C組、地?zé)峤粨Q系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同,地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。
地源熱泵系統(tǒng)的能量來源于自然能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調(diào)”。被認為是目前可使用的對環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無論嚴寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用??蓮V闊應(yīng)用在辦公樓、賓館、學(xué)校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場、別墅、住宅等領(lǐng)域。
地源熱泵是利用淺層地能進行供熱制冷的新型能源利用技術(shù),熱泵是利用逆卡諾循環(huán)原理轉(zhuǎn)移冷量和熱量的設(shè)備。地源熱泵通常是指能轉(zhuǎn)移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方,通常都是用來做為空調(diào)制冷或者采暖用的。地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季把熱量從地下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)部,夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)部,只是冬夏兩季工作的溫度范圍不同而已。
二、地源熱泵系統(tǒng)分類:
1、直接利用地下井水的地源熱泵系統(tǒng)
其最大優(yōu)點是非常經(jīng)濟,占地面積小,但要注意必須符合下列條件:水質(zhì)良好;水量豐富;符合標準。2、地下埋管的地源熱泵系統(tǒng)
對于垂直式埋管系統(tǒng),其優(yōu)點有:較小的土地占用,管路及水泵用電少,其缺點是鉆井費用較高;對于水平式埋管系統(tǒng),其優(yōu)點有:安裝費用比垂直式埋管系統(tǒng)低,應(yīng)用廣泛,使用者易于掌握,其缺點有:占地面積大,受地面溫度影響大,水泵耗電量大。
3、地表水式熱泵
其優(yōu)點有:在10米或更深的湖中,可提供10℃的直接制冷,比地下埋管系統(tǒng)投資要小,水泵能耗較低,高可靠性,低維修要求、低運行費用,在溫暖地區(qū),湖水可做熱源,其缺點有:在淺水湖中,盤管容易被破壞,由于水溫變化較大,會降低機組的效率。
4、混合型地源熱泵系統(tǒng)
適用于空間小,不能單獨采用地下埋管換熱系統(tǒng)的建筑,冷卻塔和閉環(huán)式系統(tǒng)相結(jié)合制冷,節(jié)省成本;事實證明該系統(tǒng)是高效率、低費用的。
三、地源熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu):
1、地源熱泵系統(tǒng)的組成部分
地源熱泵系統(tǒng)由以室外系統(tǒng),室內(nèi)系統(tǒng),機房系統(tǒng)三部分組成。也就是我們經(jīng)常說的地源熱泵空調(diào)三合一
2、地源熱泵系統(tǒng)的室外系統(tǒng)
地源熱泵系統(tǒng)的室外系統(tǒng)主要由地埋管,地埋管填料,組成。 地埋管是室外地下?lián)Q熱器,就是降水通過地埋管在地下循環(huán),在底下進行熱交換。 地埋管填料是地埋管的輔助材料,是為了讓地埋管能夠更好的在底下達到換熱的效果。
3、地源熱泵系統(tǒng)的室內(nèi)系統(tǒng)
地源熱泵系統(tǒng)的室內(nèi)系統(tǒng)中包含連接水管,電動二通閥門組件和風(fēng)機盤管(空調(diào)),以及地暖組成。 連接水管主要的作用是進行熱水和冷水的輸送。
電動二閥門組件的作用是控制熱水和冷水的流量,以及水輸送的斷開和聯(lián)通作用。
風(fēng)機盤管是地源熱泵空調(diào)中使用的組件,主要作用是進行室內(nèi)熱交換。
地暖主要的作用是進行室內(nèi)的采暖。