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地源热泵工作原理及优缺点

地源热泵工作原理及优缺点

地源热泵是一种高效、节能、环保的空调系统,利用地下浅层地热资源进行加热和制冷。地源热泵可以通过输入少量高档能源(电能)从低温热源转移到高温热源。
冬季制热
在加热状态下,地源热泵机组中的压缩机为制冷剂工作,并通过四通阀改变制冷剂的流动方向。地下水循环吸收地下水或土壤中的热量,通过制冷剂/水热交换器中制冷剂的蒸发,将水循环中的热量吸收到制冷剂中,然后通过制冷剂/空气热交换器中制冷剂的冷凝,通过空气循环吸收制冷剂携带的热量。在地下热量不断转移到室内的过程中,以强制对流、自然对流或辐射的形式加热室内热量。
夏季制冷
在制冷状态下,地源热泵机组中的压缩机为制冷剂工作,使其进行蒸汽-液体转换循环。室内空气循环中携带的热量通过制冷剂/空气热交换器中制冷剂的蒸发吸收到制冷剂中。在制冷剂循环的同时,制冷剂/水热交换器中制冷剂的冷凝通过水循环吸收制冷剂携带的热量,最后从水循环转移到地下水或土壤中。在室内热量不断转移到地下的过程中,制冷剂-空气热交换器以13℃以下的冷空气形式供冷。
简单来说:
冬季,将土壤中的热量取出来,提高温度后,供室内供暖;
夏季,将室内热量取出来,释放到土壤中,常年保证地下温度的平衡。
冬季
夏季
地源热泵的优点。
1
地源热泵技术属于可再生能源利用技术。
地源热泵是一种采暖空调系统,利用地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源进行能量转换。地表浅层地热资源可称为地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能和地热能的低温热能。地表浅层是一种巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能,是人类每年使用能量的500倍以上。它不受地域和资源的限制。它真的很广泛,无处不在。这种储存在地表浅层的几乎无限可再生能源也使地能成为清洁可再生能源的一种形式。
2
地源热泵是一种经济有效的节能技术。
地能或地表浅层地热资源温度全年相对稳定,冬季高于环境空气温度,夏季低于环境空气温度。这是一个很好的热泵热源和空调冷源。这种温度特性使地源热泵的运行效率高于传统空调系统的40%,因此节能节约运行成本约为40%。此外,地能温度恒定的特点使热泵机组运行更加可靠稳定,保证了系统的高效性和经济性。
据美国环保局EPA估计,设计安装良好的地源热泵平均可节省用户30~40%的供热制冷空调运行成本。
3
地源热泵具有显著的环境效益。
与空气源热泵相比,地源热泵的污染物排放相当于减少了40%以上。与电加热相比,它相当于减少了70%以上。如果结合其他节能措施,节能减排将更加明显。虽然也使用制冷剂,但充填量比传统空调装置低25%;这是一个自包装的系统,即该装置可以提前在工厂车间组装和密封。因此,制冷剂泄漏的概率大大降低。该装置的运行无污染。可建在居民区内,无燃烧、排烟、废物,无燃料废物堆放场所,无远程输送热量。
4
地源热泵一机多用。
广泛使用的地源热泵系统可供热、空调、生活热水、多用途、一套系统可更换原锅炉和空调和空调;可用于酒店、购物中心、办公楼、学校等建筑,更适合别墅住宅供暖、空调。
5
地源热泵空调系统维护成本低。
在同等条件下,使用地源热泵系统的建筑物可以降低维护成本。地源热泵非常耐用,机械运动部件很少。所有部件要么埋在地下,要么安装在室内,以避免室外恶劣气候。地下部分可保证50年,地上部分可保证30年。因此,地源热泵免维护空调,节省维护成本,用户投资可在3年左右收回。
此外,机组使用寿命长,均在15年以上;机组紧凑,节省空间;自动控制程度高,无人值守。

地源热泵工作原理及优缺点插图