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地源热泵的原理和特点
浏览: 发布日期:2018-05-21
       地源热泵是陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源(如电能)实现由低品位热能向高品位热能转移的装置。通常地源热泵消耗1kWh的能量,用户可以得到4.4kWh以上的热量或冷量。
       1、地源热泵原理
       冬季,热泵机组从地源(浅层水体或岩土体)中吸收热量,向建筑物供暖;夏季,热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中,实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形式的不同,地源热泵系统分为地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统。 1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供冷。2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。由地下的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。地源热泵将地下的热量不断转移至室内的过程中,以35℃以上热风的形式向室内供暖。
       2、地源热泵局限性及不足特点
       目前地源热泵的技术存在的最大不足是“土壤热不平衡”的问题。南方地区以供冷为主,常年向地下注入热量;而北方地区冬季供暖需求大,从土壤中大量吸热,长年运行后将导致土壤温度失衡,影响周围生态。
       夏热冬冷地区的夏季供冷量往往大于冬季供热量,多出的热量可通过冷却塔散去,也可通过余热回收系统,用于供应生活热水,从一定程度上缓解土壤热不平衡的问题。 其次,地源热泵应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响;一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同;采用地下水的利用方式,会受到当地地下水资源的制约;打井埋管受场地限制比较大,必须有足够的面积用于打井和埋管;设计及运行中对全年冷热平衡有较大要求,要做到夏季往地下排放的热量与冬季从地下取用的热量大体平衡。