地源熱泵
地源熱泵分類
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-11-03 10:56:40瀏覽次數(shù):1612
地源熱泵在國內(nèi)也被稱為地熱泵。根據(jù)利用地熱源的種類和方式不同可以分為以下3類:土壤源熱泵或稱土壤耦合熱泵(GCHP)、地下水熱泵(GWHP)、地表水熱泵(SWHP)。
(一)土壤源熱泵
土壤源熱泵以大地作為熱源和熱匯,熱泵的換熱器埋于地下,與大地進(jìn)行冷熱交換。土壤源熱泵系統(tǒng)主機(jī)通常采用水—水熱泵機(jī)組或水—?dú)?a href="http://xldcn.com/t/熱泵機(jī)組.html" >熱泵機(jī)組。根據(jù)地下熱交換器的布置形式,主要分為垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管3類。
垂直埋管換熱器通常采用的是U型方式,按其埋管深度可分為淺層(< 30m),中層(30~100 m)和深層(>100 m)3種。埋管深,地下巖土溫度比較穩(wěn)定,鉆孔占地面積較少,但相應(yīng)會(huì)帶來鉆孔、鉆孔設(shè)備的經(jīng)費(fèi)和高承壓埋管的造價(jià)提高??偟膩碚f,垂直埋管換熱器熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)在于:
(1)占地面積?。?br style="padding:0px;margin:0px;white-space:normal;" /> (2)土壤的溫度和熱特性變化??;
(3)需要的管材最少,泵耗能低;
(4)能效比很高。而劣勢(shì)主要在于:由于相應(yīng)的施工設(shè)備和施工人員的缺乏,造價(jià)偏高。
水平埋管換熱器有單管和多管2種形式。其中單管水平換熱器占地面積最大,雖然多管水平埋管換熱器占地面積有所減少,但管長應(yīng)相應(yīng)增加來補(bǔ)償相鄰管間的熱干擾。水平埋管換熱器熱泵系統(tǒng)由于施工設(shè)備廣泛使用而且施工人員易找,又加上許多家庭有足夠大的施工場地,因此造價(jià)就可以減下來。除需要較大場地外,水平埋管換熱器系統(tǒng)的劣勢(shì)還在于:運(yùn)行性能上不穩(wěn)定(由于淺層大地的溫度和熱特性隨著季節(jié)、降雨以及埋深而變化);泵耗能較高;系統(tǒng)效率降低。
蛇行埋管換熱器比較適用于場地有限又較經(jīng)濟(jì)的情況下。雖然挖掘量只有單管水平埋管換熱器20%~30%,但是用管量會(huì)明顯增加。這種方式優(yōu)缺點(diǎn)類似于水平埋管換熱器,所以有的文獻(xiàn)將其歸入水平埋管換熱器。
(二)地下水熱泵系統(tǒng)
在土壤源熱泵得到發(fā)展以前,歐美國家最常用的地源熱泵系統(tǒng)是地下水熱泵系統(tǒng)。目前在民用中已經(jīng)很少使用,主要應(yīng)用在商業(yè)建筑中。最常用的系統(tǒng)形式是采用水—水式板式換熱器,一側(cè)走地下水,一側(cè)走熱泵機(jī)組冷卻水。早期的地下水系統(tǒng)采用的是單井系統(tǒng),即將地下水經(jīng)過板式換熱器后直接排放。這樣做,一則浪費(fèi)地下水資源,二則容易造成地層塌陷,引起地質(zhì)災(zāi)害。于是產(chǎn)生了雙井系統(tǒng),一個(gè)井抽水,一個(gè)井回灌。地下水熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是造價(jià)要比土壤源熱泵系統(tǒng)低,另外水井很緊湊,不占什么場地,技術(shù)也相對(duì)比較成熟,水井承包商也容易找。其劣勢(shì)就在于:
(1)有些地方法規(guī)禁止抽取或回灌地下水;
(2)可供的地下水有限;
(3)如水質(zhì)不好或打井不合格要注意水處理;
(4)如泵選擇過大、控制不良或水井與建筑偏遠(yuǎn),泵耗能就會(huì)過大。
(三)地表水熱泵系統(tǒng)
地表水熱泵系統(tǒng)主要有開路和閉路系統(tǒng)。在寒冷地區(qū),開路系統(tǒng)并不適用,只能采用閉路系統(tǒng)??偟膩碚f,地表水熱泵系統(tǒng)具有相對(duì)造價(jià)低廉、泵耗能低、維修率低以及運(yùn)行費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)。但是,在公共用的河中,管道或水中的其他設(shè)備容易受到損害。另外,如果湖泊過小或過淺,湖泊的溫度會(huì)隨著室外氣候發(fā)生較大的變化,這就會(huì)產(chǎn)生效率降低、制冷或供熱能力降低的后果。
湖北地大熱能科技有限公司,依托中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地?zé)衢_發(fā)研究所,已成為國內(nèi)一家專業(yè)從事地?zé)豳Y源勘查、開發(fā)、利用的技術(shù)服務(wù)高新企業(yè)。地大熱能擁有國內(nèi)外地學(xué)、地?zé)犷I(lǐng)域研究的最新理論成果及專業(yè)勘查、應(yīng)用技術(shù)和設(shè)備,為開發(fā)商提供獨(dú)具競爭優(yōu)勢(shì)的地?zé)豳Y源解決方案。電話:027—87580888 網(wǎng)址http://xldcn.com
(一)土壤源熱泵
土壤源熱泵以大地作為熱源和熱匯,熱泵的換熱器埋于地下,與大地進(jìn)行冷熱交換。土壤源熱泵系統(tǒng)主機(jī)通常采用水—水熱泵機(jī)組或水—?dú)?a href="http://xldcn.com/t/熱泵機(jī)組.html" >熱泵機(jī)組。根據(jù)地下熱交換器的布置形式,主要分為垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管3類。
垂直埋管換熱器通常采用的是U型方式,按其埋管深度可分為淺層(< 30m),中層(30~100 m)和深層(>100 m)3種。埋管深,地下巖土溫度比較穩(wěn)定,鉆孔占地面積較少,但相應(yīng)會(huì)帶來鉆孔、鉆孔設(shè)備的經(jīng)費(fèi)和高承壓埋管的造價(jià)提高??偟膩碚f,垂直埋管換熱器熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)在于:
(1)占地面積?。?br style="padding:0px;margin:0px;white-space:normal;" /> (2)土壤的溫度和熱特性變化??;
(3)需要的管材最少,泵耗能低;
(4)能效比很高。而劣勢(shì)主要在于:由于相應(yīng)的施工設(shè)備和施工人員的缺乏,造價(jià)偏高。
水平埋管換熱器有單管和多管2種形式。其中單管水平換熱器占地面積最大,雖然多管水平埋管換熱器占地面積有所減少,但管長應(yīng)相應(yīng)增加來補(bǔ)償相鄰管間的熱干擾。水平埋管換熱器熱泵系統(tǒng)由于施工設(shè)備廣泛使用而且施工人員易找,又加上許多家庭有足夠大的施工場地,因此造價(jià)就可以減下來。除需要較大場地外,水平埋管換熱器系統(tǒng)的劣勢(shì)還在于:運(yùn)行性能上不穩(wěn)定(由于淺層大地的溫度和熱特性隨著季節(jié)、降雨以及埋深而變化);泵耗能較高;系統(tǒng)效率降低。
蛇行埋管換熱器比較適用于場地有限又較經(jīng)濟(jì)的情況下。雖然挖掘量只有單管水平埋管換熱器20%~30%,但是用管量會(huì)明顯增加。這種方式優(yōu)缺點(diǎn)類似于水平埋管換熱器,所以有的文獻(xiàn)將其歸入水平埋管換熱器。
(二)地下水熱泵系統(tǒng)
在土壤源熱泵得到發(fā)展以前,歐美國家最常用的地源熱泵系統(tǒng)是地下水熱泵系統(tǒng)。目前在民用中已經(jīng)很少使用,主要應(yīng)用在商業(yè)建筑中。最常用的系統(tǒng)形式是采用水—水式板式換熱器,一側(cè)走地下水,一側(cè)走熱泵機(jī)組冷卻水。早期的地下水系統(tǒng)采用的是單井系統(tǒng),即將地下水經(jīng)過板式換熱器后直接排放。這樣做,一則浪費(fèi)地下水資源,二則容易造成地層塌陷,引起地質(zhì)災(zāi)害。于是產(chǎn)生了雙井系統(tǒng),一個(gè)井抽水,一個(gè)井回灌。地下水熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是造價(jià)要比土壤源熱泵系統(tǒng)低,另外水井很緊湊,不占什么場地,技術(shù)也相對(duì)比較成熟,水井承包商也容易找。其劣勢(shì)就在于:
(1)有些地方法規(guī)禁止抽取或回灌地下水;
(2)可供的地下水有限;
(3)如水質(zhì)不好或打井不合格要注意水處理;
(4)如泵選擇過大、控制不良或水井與建筑偏遠(yuǎn),泵耗能就會(huì)過大。
(三)地表水熱泵系統(tǒng)
地表水熱泵系統(tǒng)主要有開路和閉路系統(tǒng)。在寒冷地區(qū),開路系統(tǒng)并不適用,只能采用閉路系統(tǒng)??偟膩碚f,地表水熱泵系統(tǒng)具有相對(duì)造價(jià)低廉、泵耗能低、維修率低以及運(yùn)行費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)。但是,在公共用的河中,管道或水中的其他設(shè)備容易受到損害。另外,如果湖泊過小或過淺,湖泊的溫度會(huì)隨著室外氣候發(fā)生較大的變化,這就會(huì)產(chǎn)生效率降低、制冷或供熱能力降低的后果。
湖北地大熱能科技有限公司,依托中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地?zé)衢_發(fā)研究所,已成為國內(nèi)一家專業(yè)從事地?zé)豳Y源勘查、開發(fā)、利用的技術(shù)服務(wù)高新企業(yè)。地大熱能擁有國內(nèi)外地學(xué)、地?zé)犷I(lǐng)域研究的最新理論成果及專業(yè)勘查、應(yīng)用技術(shù)和設(shè)備,為開發(fā)商提供獨(dú)具競爭優(yōu)勢(shì)的地?zé)豳Y源解決方案。電話:027—87580888 網(wǎng)址http://xldcn.com
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