地源熱泵
地源熱泵系統(tǒng)介紹及其優(yōu)點(diǎn)
文章來(lái)源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-10-29 13:42:39瀏覽次數(shù):1762
隨著空調(diào)工業(yè)的發(fā)展,先進(jìn)的中央空調(diào)系統(tǒng)不斷的出現(xiàn),空調(diào)在現(xiàn)代建筑中扮演著越來(lái)越重要的角色。人們對(duì)空調(diào)的要求也不斷提高,節(jié)能、環(huán)保、靈活成s為今后共同追求的目標(biāo)。近年來(lái),隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作的不斷深入,地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入了我國(guó),并通過(guò)在工程中的成功運(yùn)用得到了空調(diào)界人士的認(rèn)可和推崇,成為了我國(guó)中央空調(diào)發(fā)展的趨勢(shì),體現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保、靈活、舒適的新概念。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局已經(jīng)宣布,地源熱泵系統(tǒng)是目前可使用的對(duì)環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。
組成
地源熱泵空調(diào)機(jī)組是一種水冷式的供冷/供熱機(jī)組。機(jī)組由封閉式壓縮機(jī)、同軸套管式水/制冷劑熱交換器、熱力膨脹閥(或毛細(xì)膨脹管)、四通換向閥、空氣側(cè)盤管、風(fēng)機(jī)、空氣過(guò)濾器、安全控制等所組成。機(jī)組本身帶有一套可逆的制冷/制熱裝置,是一種可直接用于供冷/供熱的熱泵空調(diào)機(jī)組。
原理
在冬季,地源熱泵系統(tǒng)通過(guò)埋在地下的封閉管道(稱為環(huán)路)從大地收集自然界的熱量,而后由環(huán)路中的循環(huán)水把熱量帶到室內(nèi)。再由裝在室內(nèi)的地源熱泵系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)和熱交換器把大地的能量集中,并以較高的溫度釋放到室內(nèi)。
在夏季,此運(yùn)行程序則相反,地源熱泵系統(tǒng)將從室內(nèi)抽出的多余
系統(tǒng)
系統(tǒng)是由下列部分所組成:模塊式地源熱泵機(jī)組、循環(huán)水泵、水管環(huán)路、水系統(tǒng)控制箱和室內(nèi)溫控器等。
地源熱泵機(jī)組采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件,需要時(shí)各部件的修配和更換很方便。因?yàn)樵O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,并不需要高技術(shù)的操作工程人員的服務(wù)。唯一需要經(jīng)常保養(yǎng)的是空氣過(guò)濾網(wǎng)和凝結(jié)水盤的清潔。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,靈活、安裝快速。機(jī)組己在工廠組裝好并自帶溫度控制裝置,現(xiàn)場(chǎng)工作只是少量低壓風(fēng)管、電氣連接裝置和不需要保溫的水管的連接。管道可采用鋼管、銅管或塑料管。維修方便快捷,機(jī)組結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,壽命長(zhǎng)久。熱泵機(jī)組的功率系數(shù)(COP)可達(dá)到5.0以上,即1千瓦電輸入,有5千瓦多冷量輸出的高效率。
優(yōu)勢(shì)
3. 地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件要比常規(guī)系統(tǒng)少,因而減少維護(hù),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(zhǎng)壽命。
4. 地源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行中無(wú)需燃燒,因此不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體,也不會(huì)發(fā)生爆炸。
5. 由于地源熱泵系統(tǒng)的供冷、供熱更為平穩(wěn),降低了停、開(kāi)機(jī)的頻率和空氣過(guò)熱和過(guò)冷的峰值。這種系統(tǒng)更容易適合供冷、供熱負(fù)荷的分區(qū)。
6. 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(dá)50年。
7. 一年四季任何時(shí)間都可以隨時(shí)提供空調(diào),可以隨意設(shè)定室內(nèi)溫度,達(dá)到五星級(jí)要求。
8. 提供新風(fēng),保證室內(nèi)空氣新鮮。
9. 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單靈活,安裝快速。
應(yīng)用
地源熱泵系統(tǒng)的能量來(lái)源于地下能源。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(rèn)為是目前可使用的對(duì)環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無(wú)論嚴(yán)寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用。可廣闊應(yīng)用在辦公樓、賓館、學(xué)校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場(chǎng)、別墅、住宅等領(lǐng)域。
1.地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)性能分析
地源熱泵技術(shù)是利用土壤溫度相對(duì)穩(wěn)定的特性,通過(guò)輸入少量的高品位能源(如電能),運(yùn)用土壤與建筑物內(nèi)部進(jìn)行熱量的交換,實(shí)現(xiàn)低品位熱能向高品位轉(zhuǎn)移的冷暖兩用空調(diào)系統(tǒng)。夏季高溫差的散熱和冬季低溫差的取熱,使得地源熱泵系統(tǒng)換熱效率很高。因此在產(chǎn)生同樣熱量或冷量的時(shí)候,只需小功率的壓縮機(jī)就可實(shí)現(xiàn),從而達(dá)到節(jié)能的目的,其耗電量?jī)H為普通中央空調(diào)與鍋爐系統(tǒng)的40%—60%。
環(huán)保清潔
地源熱泵系統(tǒng)在冬季供暖時(shí),不需要鍋爐,無(wú)燃燒產(chǎn)物排放,可大幅度降低溫室氣體的排放。據(jù)美國(guó)地?zé)?/a>泵協(xié)會(huì)提供的報(bào)告,僅美國(guó)肯塔基州路易斯威爾市總建筑面積15.8萬(wàn)平方米的高特.豪斯飯店地源熱泵系統(tǒng),每年可減排CO2 849噸;SO2 19.97噸;NOX 14.98噸;微塵 2.49噸。
舒適低噪
地源熱泵系統(tǒng),采用全空氣系統(tǒng),舒適性好。空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)均勻,溫度分布合理,氣流速度小于0.3米/秒,無(wú)吹風(fēng)感。噪音小,采取降噪措施后可小于40分貝。
一機(jī)多用
地源熱泵可完全代替冷水機(jī)組+鍋爐兩種設(shè)備,解決了供暖制冷設(shè)備分開(kāi)使用給用戶帶來(lái)的不便,同時(shí)其熱回收功能可高效提供大量高品質(zhì)的生活熱水。
節(jié)省空間
沒(méi)有中央機(jī)房、冷卻塔、鍋爐房和其它室外設(shè)備,省去了鍋爐房,冷卻塔及附屬的煤場(chǎng)、渣場(chǎng)所占用的寶貴面積,產(chǎn)生附加經(jīng)濟(jì)效益,并改善了環(huán)境外部形象。室內(nèi)系統(tǒng)是分散式的系統(tǒng),故每個(gè)區(qū)域內(nèi)的主風(fēng)管道截面高度較小,不會(huì)像傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)那樣過(guò)多占用建筑內(nèi)的吊頂空間,從而保證每層的使用空間。
運(yùn)行靈活
安全可靠
每臺(tái)機(jī)組可獨(dú)立供冷或供熱,個(gè)別機(jī)組故障不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。機(jī)組的運(yùn)行工況穩(wěn)定,幾乎不受環(huán)境溫度變化的影響,即使在寒冷的冬季制熱量也不會(huì)衰減,更無(wú)結(jié)霜除霜之慮。無(wú)儲(chǔ)煤、儲(chǔ)油罐等衛(wèi)生及安全隱患。
壽命最長(zhǎng)
空調(diào)設(shè)計(jì)壽命10年,燃?xì)忮仩t為8-10年;地源熱泵機(jī)組運(yùn)行工況穩(wěn)定,其壽命為20年以上,它比所有各種空調(diào)系統(tǒng)和采暖設(shè)備的壽命都要長(zhǎng)。
控制簡(jiǎn)單
根據(jù)用戶要求設(shè)體積很小的終端控制器,中央控制僅需選擇水路控制,除去了一般中央空調(diào)集中控制所有參量的復(fù)雜環(huán)節(jié),從而降低控制成本。利于采用全系統(tǒng)可編程智能化遠(yuǎn)程中央計(jì)算機(jī)控制,具有隨人流變化而自動(dòng)調(diào)整地?zé)?/a>泵制冷或供暖出力,實(shí)現(xiàn)節(jié)能最大化,運(yùn)行費(fèi)用最小化。還可設(shè)置顯示和打印設(shè)備,可存儲(chǔ)、分析各種采暖、制冷、維修等經(jīng)濟(jì)及技術(shù)數(shù)據(jù),促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行最優(yōu)化。
低維護(hù)費(fèi)
自動(dòng)化程度高,無(wú)需專業(yè)人員操控。地源熱泵系統(tǒng)不設(shè)冷卻塔、屋頂風(fēng)機(jī),壓縮機(jī)工作穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)備中制冷劑壓力過(guò)高或過(guò)低的現(xiàn)象,維護(hù)費(fèi)用大大低于傳統(tǒng)空調(diào);
一套設(shè)備實(shí)現(xiàn)制冷、制熱和生活熱水,減少對(duì)主機(jī)設(shè)備的維護(hù)量。
2.幾種空調(diào)方案性能比較
項(xiàng)目
地源熱泵
VRV空調(diào)系統(tǒng)
冷水機(jī)組+
燃油鍋爐
優(yōu)劣勢(shì)分析
初投資
初投資略高
初投資高
初投資相對(duì)較少
初投資頗高
運(yùn)行費(fèi)用
可比一般的中央空調(diào)節(jié)約40-60%
通過(guò)在不同負(fù)荷下調(diào)節(jié)室外機(jī)的輸出功率及制冷劑流量來(lái)達(dá)到節(jié)能效果。
需要機(jī)組和設(shè)備兩套機(jī)組,維護(hù)需要專業(yè)人員
不需要用電,但是耗能比常規(guī)空調(diào)大30-40%,節(jié)電不節(jié)能。
設(shè)備結(jié)構(gòu)
一機(jī)三用,一臺(tái)機(jī)組就可以實(shí)現(xiàn)制冷、制熱和生活熱水
需要制冷和制熱兩套設(shè)備,能耗大
一機(jī)三用
維護(hù)管理
系統(tǒng)采用自控系統(tǒng),系統(tǒng)簡(jiǎn)單,維護(hù)費(fèi)用低
隨著管道的加長(zhǎng),對(duì)管材材質(zhì)、制造工藝、現(xiàn)場(chǎng)焊接等的要求也提高;滲漏等問(wèn)題也增多。
鍋爐房需設(shè)置安全裝置,需請(qǐng)壓力容器檢測(cè)站每年進(jìn)行檢測(cè),否則不準(zhǔn)使用;冷卻塔需定期清洗;維護(hù)費(fèi)用高
水泵和冷卻塔能耗大,機(jī)組冷量衰減快。維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用高。
節(jié)能
使用的是儲(chǔ)存于地表的太陽(yáng)能,只需要消耗少量的電能
直接通過(guò)冷媒進(jìn)行冷熱交換,無(wú)二次載體,比較節(jié)能
通過(guò)水載體輸送到客戶末端,冷量/熱量損失大
除非有廢氣、廢熱可利用,否則并不節(jié)能。
機(jī)房占地
當(dāng)使用水-水機(jī)組時(shí),需要小型機(jī)房,面積較??;使用水-空氣吊裝空調(diào)就不需要專門的機(jī)房
室外機(jī)可采用壁掛或立式放置,不需機(jī)房,但嚴(yán)重影響建筑外觀
需要冷凍站和鍋爐房;且冷卻塔和儲(chǔ)油設(shè)備也需要占地面積
對(duì)設(shè)備及機(jī)房的要求很高
使用壽命
壽命最長(zhǎng),可達(dá)38000小時(shí)及以上
一般為25000 小時(shí)左右
平均使用壽命約為
21000 小時(shí)
平均使用壽命約為
21000 小時(shí)
需要機(jī)組和設(shè)備兩套機(jī)組,維護(hù)需要專業(yè)人員
不需要用電,但是耗能比常規(guī)空調(diào)大30-40%,節(jié)電不節(jié)能。
設(shè)備結(jié)構(gòu)
一機(jī)三用,一臺(tái)機(jī)組就可以實(shí)現(xiàn)制冷、制熱和生活熱水
一套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制冷和制熱,但生活熱水系統(tǒng)需另配
需要制冷和制熱兩套設(shè)備,能耗大
一機(jī)三用
維護(hù)管理
系統(tǒng)采用自控系統(tǒng),系統(tǒng)簡(jiǎn)單,維護(hù)費(fèi)用低
隨著管道的加長(zhǎng),對(duì)管材材質(zhì)、制造工藝、現(xiàn)場(chǎng)焊接等的要求也提高;滲漏等問(wèn)題也增多。
鍋爐房需設(shè)置安全裝置,需請(qǐng)壓力容器檢測(cè)站每年進(jìn)行檢測(cè),否則不準(zhǔn)使用;冷卻塔需定期清洗;維護(hù)費(fèi)用高
水泵和冷卻塔能耗大,機(jī)組冷量衰減快。維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用高。
節(jié)能
使用的是儲(chǔ)存于地表的太陽(yáng)能,只需要消耗少量的電能
直接通過(guò)冷媒進(jìn)行冷熱交換,無(wú)二次載體,比較節(jié)能
通過(guò)水載體輸送到客戶末端,冷量/熱量損失大
除非有廢氣、廢熱可利用,否則并不節(jié)能。
機(jī)房占地
當(dāng)使用水-水機(jī)組時(shí),需要小型機(jī)房,面積較??;使用水-空氣吊裝空調(diào)就不需要專門的機(jī)房
室外機(jī)可采用壁掛或立式放置,不需機(jī)房,但嚴(yán)重影響建筑外觀
需要冷凍站和鍋爐房;且冷卻塔和儲(chǔ)油設(shè)備也需要占地面積
對(duì)設(shè)備及機(jī)房的要求很高
使用壽命
壽命最長(zhǎng),可達(dá)38000小時(shí)及以上
一般為25000 小時(shí)左右
平均使用壽命約為
21000 小時(shí)
平均使用壽命約為
21000 小時(shí)