什么是地源熱泵系統
地源熱泵系統是利(li)(li)(li)用(yong)(yong)(yong)淺(qian)層地(di)能(neng)(neng)進行(xing)供熱(re)(re)(re)制冷(leng)(leng)的(de)(de)(de)新(xin)型能(neng)(neng)源利(li)(li)(li)用(yong)(yong)(yong)技術的(de)(de)(de)環保能(neng)(neng)源利(li)(li)(li)用(yong)(yong)(yong)系(xi)(xi)統。地(di)源熱(re)(re)(re)泵系(xi)(xi)統通(tong)常是轉(zhuan)移(yi)(yi)地(di)下(xia)土(tu)壤中(zhong)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)或(huo)者冷(leng)(leng)量(liang)(liang)到(dao)所需要的(de)(de)(de)地(di)方,還利(li)(li)(li)用(yong)(yong)(yong)了地(di)下(xia)土(tu)壤巨大(da)的(de)(de)(de)蓄熱(re)(re)(re)蓄冷(leng)(leng)能(neng)(neng)力,冬(dong)季(ji)地(di)源把熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)從地(di)下(xia)土(tu)壤中(zhong)轉(zhuan)移(yi)(yi)到(dao)建(jian)(jian)筑物內,夏(xia)季(ji)再(zai)把地(di)下(xia)的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)量(liang)(liang)轉(zhuan)移(yi)(yi)到(dao)建(jian)(jian)筑物內,一個(ge)年度形(xing)成一個(ge)冷(leng)(leng)熱(re)(re)(re)循(xun)環系(xi)(xi)統,實現節(jie)能(neng)(neng)減排的(de)(de)(de)功能(neng)(neng)。
地(di)源(yuan)(yuan)(yuan)熱(re)(re)(re)泵(beng)系(xi)(xi)統(tong)(tong)是以巖土體、地(di)下(xia)水(shui)(shui)或地(di)表水(shui)(shui)為低溫熱(re)(re)(re)源(yuan)(yuan)(yuan),由水(shui)(shui)源(yuan)(yuan)(yuan)熱(re)(re)(re)泵(beng)機組、地(di)熱(re)(re)(re)交換系(xi)(xi)統(tong)(tong)、建(jian)筑物(wu)內(nei)系(xi)(xi)統(tong)(tong)組成的供熱(re)(re)(re)空調(diao)系(xi)(xi)統(tong)(tong)。根(gen)據(ju)地(di)熱(re)(re)(re)能(neng)交換系(xi)(xi)統(tong)(tong)形(xing)式的不(bu)同,地(di)源(yuan)(yuan)(yuan)熱(re)(re)(re)泵(beng)系(xi)(xi)統(tong)(tong)分(fen)為地(di)埋管地(di)源(yuan)(yuan)(yuan)熱(re)(re)(re)泵(beng)系(xi)(xi)統(tong)(tong)、地(di)下(xia)水(shui)(shui)地(di)源(yuan)(yuan)(yuan)熱(re)(re)(re)泵(beng)系(xi)(xi)統(tong)(tong)和地(di)表水(shui)(shui)地(di)源(yuan)(yuan)(yuan)熱(re)(re)(re)泵(beng)系(xi)(xi)統(tong)(tong)。
地源熱泵系統是(shi)一(yi)種先進的(de)高效節能(neng)、無任(ren)何污染的(de)采(cai)暖空調方式(shi),在建筑用(yong)能(neng)領(ling)域,是(shi)作為環保和節能(neng)首推的(de)新(xin)技術應用(yong)項目。2003年建設部(bu)將地(di)(di)源(yuan)熱(re)泵采暖空調技(ji)術列(lie)為(wei)建筑節能新技(ji)術成果大力推廣,應用和推廣地(di)(di)源(yuan)熱(re)泵技(ji)術,將對保護環境(jing)、提(ti)高(gao)環境(jing)質量、進(jin)一步推動和落實藍天工(gong)程起到更好的積極(ji)效果。
地源熱泵原理
地源熱泵系統是從常溫土(tu)壤(rang)或地(di)表水(地(di)下水),冬季從地(di)下提取熱量,夏季把(ba)建筑的熱量又(you)存入地(di)下,從而解決冬夏兩季采暖和空調的冷熱源。
地源熱泵采暖空調系統冬季通過土壤換熱器,從地下垂直埋管環路中吸收低品位熱能,再借助壓縮機系統將低品位的能量提升為高品位的能量,產生45-50℃的熱水,可以利用地板采暖、風機盤管、等設施用于采暖,并且可以提供生活熱水。同樣在夏季,熱泵將制冷系統產生的冷凝熱釋放到地下,制取7℃的冷水(shui)供應室內空調(diao)。
地源熱泵系統使用大自然中大量可重復利用的能源。為了產生100%的可利用(yong)的熱(re)能(neng),一般采暖鍋(guo)爐需(xu)要110%至120%的初(chu)級能源(燃(ran)油或燃(ran)氣)。并且(qie)這(zhe)種資源是不可再生(sheng)(sheng)的,燃(ran)燒后還要(yao)造成(cheng)環(huan)境的污染。地源熱泵系統(tong)正好相反,產生(sheng)(sheng)同(tong)樣(yang)所需(xu)(xu)的熱量,它僅需(xu)(xu)要(yao)1/4的電能,其他3/4的(de)能(neng)量(liang)來(lai)自大自然中免費的(de)可再生(sheng)能(neng)源。通(tong)過使用熱(re)泵機組,地(di)球上寶貴而且(qie)昂貴的(de)高品位能(neng)源將不(bu)再浪費,而是用于家庭(ting)采暖(nuan)領域(yu)。
地源熱泵系統是把熱交換器埋于地下,通過水在由高強度塑料管(PE管(guan))組(zu)成的(de)(de)封閉環(huan)路中(zhong)循環(huan)流(liu)動,從(cong)而實現(xian)與大地土(tu)壤進行(xing)冷熱(re)(re)交換的(de)(de)目的(de)(de)。夏季通過機組(zu)將(jiang)房(fang)間內的(de)(de)熱(re)(re)量轉移(yi)到(dao)地下,對房(fang)間進行(xing)降溫。同時儲存熱(re)(re)量,以備(bei)冬用。冬季通過熱(re)(re)泵將(jiang)土(tu)壤中(zhong)的(de)(de)熱(re)(re)量轉移(yi)到(dao)房(fang)間,對房(fang)間進行(xing)供暖,同時儲存冷量,以備(bei)夏用,大地土(tu)壤提供了(le)一個(ge)很好的(de)(de)免費能量存貯源泉,這樣就(jiu)實現(xian)了(le)能量的(de)(de)季節(jie)轉換。
土(tu)壤熱(re)交換器(qi)埋(mai)管(guan)形(xing)(xing)式,地(di)下埋(mai)管(guan)換熱(re)器(qi)主要有兩種形(xing)(xing)式,即水平埋(mai)管(guan)和垂直(zhi)埋(mai)管(guan),選擇哪種形(xing)(xing)式取決于現場可用(yong)(yong)地(di)表面(mian)積、當地(di)巖土(tu)類型以及鉆孔費用(yong)(yong)。盡管(guan)水平埋(mai)管(guan)通常是(shi)淺層(ceng)埋(mai)管(guan),可采用(yong)(yong)人工(gong)開挖,初投(tou)資比(bi)垂直(zhi)埋(mai)管(guan)小些(xie),但它(ta)的換熱(re)性能比(bi)豎埋(mai)管(guan)小很多(duo),并且往往受可利用(yong)(yong)土(tu)地(di)面(mian)積的限(xian)制,所以在實(shi)際(ji)工(gong)程應(ying)用(yong)(yong)中,一般(ban)都采用(yong)(yong)垂直(zhi)埋(mai)管(guan)。
夏天熱泵中制冷劑逆向流動,與用戶換熱的冷凝器變為蒸發器從集水器中的低溫水(7-12℃)提取熱能,與地下循(xun)(xun)環(huan)液換(huan)熱的蒸發器變(bian)為冷(leng)凝器向地下循(xun)(xun)環(huan)液排放熱量,循(xun)(xun)環(huan)液中熱量再向地下低溫區(qu)排放,如此循(xun)(xun)環(huan)往復連續地向用戶提供7-12℃的冷(leng)水。
冬天熱泵中制冷劑正向流動,壓縮機排出的高溫高壓R22氣體進(jin)入冷(leng)凝器(qi)向集(ji)水器(qi)中的(de)水放(fang)出熱(re)(re)(re)量,相(xiang)變為高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)高(gao)(gao)壓的(de)液體,再經(jing)熱(re)(re)(re)力膨(peng)脹閥(fa)節流降壓變為低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)低(di)(di)壓的(de)液體進(jin)入蒸發器(qi),從(cong)地下(xia)循(xun)環液中吸取低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)熱(re)(re)(re)后相(xiang)變為低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)低(di)(di)壓的(de)飽和蒸汽后進(jin)入壓縮機吸氣端,由壓縮機壓縮排出高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)高(gao)(gao)壓氣體完(wan)成(cheng)一(yi)個循(xun)環。如此循(xun)環往復將地下(xia)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)熱(re)(re)(re)能“搬運”到集(ji)水器(qi),從(cong)而不斷的(de)向用戶提(ti)供45℃-50℃的熱水。