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地源热泵供暖空调的原理及应用--地热供暖(制冷)地大热能
来源:地大热能 2021-10-09
地源热泵系统是一种节能、环保、高效的能源利用技术,它充分发挥了浅层岩体的储冷储热作用,实现对建筑物的供暖和制冷,是—种典型的绿色技术。
 
近年来随着资源和环境的问题日益严重,在满足人们健康、舒适要求的前提下,合理利用自然资源,保护环境,减少常规能源消耗,已成为所有行业都需要面对的一个重要问题。对于日常耗能大户的供暖企业,选择清洁、高效的清洁能源供应就成为重点。地源热泵空调系统通过吸收大地(包括土壤、井水、湖泊等)的冷热量,冬季从大地吸收热量,夏季从大地吸收冷量,再由热泵机组向建筑物供冷供热而实现节能,是—种利用可再生能源的高效节能、无污染的既可供暖又可制冷的新型空调系统。


 
地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热,向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时,它还可供应生活用水,可谓一举三得,是一种有效地利用能源的方式。

地源热泵系统包括三种不同的系统∶ 以利用土壤作为冷热源的土壤源热泵,以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统;以利用地表水为冷热源的地表水热泵系统。
 
1.地源热泵的工作原理
系统通过地源热泵将环境中的热能提取出来对建筑物供暖或者将建筑物中的热能释放到环境中去而实现对建筑物的制冷,夏季可以将富余的热能存于地层中以备冬用; 同样,冬季可以将富余的冷能贮存于地层以备夏用。这样,通过利用地层自身的特点实现对建筑物、环境的能量交换。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。通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管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凝器内冷媒的冷凝,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,通过风机盘管,以13℃以下的冷风的形式为房间供冷。在制热状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,并通过换向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,通过冷凝器内冷媒的蒸发,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蒸发器内冷媒的冷凝,由风机盘管循环将冷媒所携带的热是吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中,以3 5℃以上热风的形式向室内供暖。系统实际上是指通过将传统的空调器的冷凝器或蒸发器延伸至地下,使其与浅层岩土或地下水进行热交换,或是通过中间介质(如防冻液)作为热载体,并使中间介质在封闭环路中通过在浅层岩土中循环流动,从而实现利用低温位浅层地能对建筑物内供暖或制冷的—种节能、环保型的新能源利用技术。该技术可以充分发挥浅层地表得储能储热作用,达到环保、节能双重功效,而被誉为"21世纪最有效的空调技术"。
 
2. 地源热泵的发实际应用
北美对地源热泵应用偏重于全年冷热联供,采用闭式水环热泵系统;欧洲国家偏重于冬季供暖,往往采用热泵站方式集中供热供冷。我国气候条件与美国比较相似,所以北美的方式对我国更具借鉴意义。在我国,地源热泵的研究起始于20世纪80年代,最近5年该项技术成了国内建筑节能及暖通界热门的研究课题,也开始应用于工程实践,与此相关的热泵产品应运而生,掀起了一股"地热空调"的热潮。


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