什么是地源熱泵系統
地源熱泵系統是利用(yong)(yong)淺(qian)層(ceng)地(di)能(neng)進(jin)行供熱制冷(leng)(leng)(leng)的新(xin)型(xing)能(neng)源利用(yong)(yong)技(ji)術的環保(bao)能(neng)源利用(yong)(yong)系統。地(di)源熱泵系統通常是轉移地(di)下(xia)土壤中(zhong)熱量(liang)(liang)或者冷(leng)(leng)(leng)量(liang)(liang)到所需要(yao)的地(di)方,還利用(yong)(yong)了地(di)下(xia)土壤巨(ju)大的蓄熱蓄冷(leng)(leng)(leng)能(neng)力,冬季地(di)源把熱量(liang)(liang)從地(di)下(xia)土壤中(zhong)轉移到建筑物(wu)(wu)內,夏季再(zai)把地(di)下(xia)的冷(leng)(leng)(leng)量(liang)(liang)轉移到建筑物(wu)(wu)內,一個年度形成一個冷(leng)(leng)(leng)熱循(xun)環系統,實現節能(neng)減(jian)排的功能(neng)。
地(di)(di)(di)(di)源(yuan)(yuan)熱(re)(re)泵系(xi)統(tong)是以(yi)巖土(tu)體、地(di)(di)(di)(di)下(xia)水(shui)或地(di)(di)(di)(di)表水(shui)為低(di)溫(wen)熱(re)(re)源(yuan)(yuan),由水(shui)源(yuan)(yuan)熱(re)(re)泵機(ji)組、地(di)(di)(di)(di)熱(re)(re)交換系(xi)統(tong)、建筑物內(nei)系(xi)統(tong)組成(cheng)的供熱(re)(re)空調系(xi)統(tong)。根據地(di)(di)(di)(di)熱(re)(re)能(neng)交換系(xi)統(tong)形式的不同,地(di)(di)(di)(di)源(yuan)(yuan)熱(re)(re)泵系(xi)統(tong)分為地(di)(di)(di)(di)埋管地(di)(di)(di)(di)源(yuan)(yuan)熱(re)(re)泵系(xi)統(tong)、地(di)(di)(di)(di)下(xia)水(shui)地(di)(di)(di)(di)源(yuan)(yuan)熱(re)(re)泵系(xi)統(tong)和地(di)(di)(di)(di)表水(shui)地(di)(di)(di)(di)源(yuan)(yuan)熱(re)(re)泵系(xi)統(tong)。
地源熱泵系統是(shi)一(yi)種(zhong)先(xian)進的(de)高(gao)效節(jie)(jie)能、無任何污(wu)染的(de)采暖空調方式,在建筑用能領域,是(shi)作為(wei)環保(bao)和節(jie)(jie)能首推的(de)新技術應用項目。2003年建設部將地源熱泵(beng)采(cai)暖空調(diao)技術(shu)(shu)(shu)列(lie)為建筑節(jie)能(neng)新技術(shu)(shu)(shu)成果(guo)大力推(tui)廣,應用和推(tui)廣地源熱泵(beng)技術(shu)(shu)(shu),將對保護環境、提高環境質量、進一步推(tui)動和落實藍天工程(cheng)起(qi)到更好的積極效果(guo)。
地源熱泵原理
地源熱泵系統是從(cong)常溫土壤或(huo)地表水(地下(xia)水),冬季(ji)從(cong)地下(xia)提取熱量,夏季(ji)把建筑的(de)熱量又存入地下(xia),從(cong)而解(jie)決冬夏兩季(ji)采暖和空調的(de)冷(leng)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(de)冷水供應室內空(kong)調。
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(de)可利(li)用(yong)的(de)熱能,一般(ban)采暖鍋爐需要110%至120%的(de)初級能源(yuan)(燃油或燃氣)。并且這種資源(yuan)是不可再(zai)生(sheng)的(de),燃燒后還要(yao)造成環(huan)境的(de)污染(ran)。地源(yuan)熱泵(beng)系統正好相反,產生(sheng)同樣所需的(de)熱量,它僅需要(yao)1/4的電(dian)能,其他3/4的(de)能量來自(zi)大自(zi)然中免(mian)費的(de)可再生能源(yuan)。通過使(shi)用熱泵機組(zu),地球上(shang)寶貴而且昂貴的(de)高(gao)品位能源(yuan)將不再浪(lang)費,而是用于家庭采暖領域。
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))組成(cheng)的封閉(bi)環(huan)(huan)路中循環(huan)(huan)流動(dong),從而實(shi)現與大(da)地土(tu)壤(rang)進(jin)(jin)行(xing)(xing)冷熱(re)(re)交換的目(mu)的。夏(xia)季(ji)通過(guo)機組將(jiang)房(fang)間內的熱(re)(re)量轉移(yi)(yi)到地下,對房(fang)間進(jin)(jin)行(xing)(xing)降溫。同時儲存熱(re)(re)量,以備冬用。冬季(ji)通過(guo)熱(re)(re)泵將(jiang)土(tu)壤(rang)中的熱(re)(re)量轉移(yi)(yi)到房(fang)間,對房(fang)間進(jin)(jin)行(xing)(xing)供暖,同時儲存冷量,以備夏(xia)用,大(da)地土(tu)壤(rang)提供了(le)(le)一個(ge)很好的免(mian)費能(neng)量存貯源泉,這樣就(jiu)實(shi)現了(le)(le)能(neng)量的季(ji)節轉換。
土壤熱交換(huan)器埋(mai)(mai)(mai)管(guan)(guan)(guan)形(xing)(xing)式,地(di)下(xia)埋(mai)(mai)(mai)管(guan)(guan)(guan)換(huan)熱器主要有兩種形(xing)(xing)式,即水(shui)平(ping)埋(mai)(mai)(mai)管(guan)(guan)(guan)和垂(chui)直(zhi)埋(mai)(mai)(mai)管(guan)(guan)(guan),選擇(ze)哪種形(xing)(xing)式取決于現場可用(yong)地(di)表(biao)面積(ji)、當(dang)地(di)巖土類型以及鉆孔費用(yong)。盡管(guan)(guan)(guan)水(shui)平(ping)埋(mai)(mai)(mai)管(guan)(guan)(guan)通常(chang)是淺層埋(mai)(mai)(mai)管(guan)(guan)(guan),可采用(yong)人工開(kai)挖,初投資比垂(chui)直(zhi)埋(mai)(mai)(mai)管(guan)(guan)(guan)小些,但它的(de)換(huan)熱性能比豎埋(mai)(mai)(mai)管(guan)(guan)(guan)小很多,并且往(wang)往(wang)受(shou)可利(li)用(yong)土地(di)面積(ji)的(de)限制(zhi),所以在實際工程應(ying)用(yong)中,一般都采用(yong)垂(chui)直(zhi)埋(mai)(mai)(mai)管(guan)(guan)(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(qu)熱(re)能(neng),與地下(xia)循環(huan)液(ye)(ye)換熱(re)的(de)蒸發器變為冷凝器向地下(xia)循環(huan)液(ye)(ye)排放熱(re)量(liang),循環(huan)液(ye)(ye)中熱(re)量(liang)再向地下(xia)低溫區(qu)排放,如(ru)此循環(huan)往(wang)復連續地向用戶(hu)提供7-12℃的冷水。
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)(jin)入冷凝(ning)器(qi)向集水(shui)(shui)器(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)放出熱量,相變為高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)液體,再(zai)經(jing)熱力(li)膨脹閥節流降壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)變為低溫(wen)低壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)液體進(jin)(jin)入蒸(zheng)(zheng)發器(qi),從(cong)(cong)地(di)下(xia)循環(huan)液中(zhong)吸(xi)取低溫(wen)熱后(hou)(hou)相變為低溫(wen)低壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)飽(bao)和蒸(zheng)(zheng)汽后(hou)(hou)進(jin)(jin)入壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)機吸(xi)氣端,由(you)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)機壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)排出高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)氣體完成一個循環(huan)。如此(ci)循環(huan)往復將地(di)下(xia)低溫(wen)熱能“搬運”到集水(shui)(shui)器(qi),從(cong)(cong)而不斷的(de)(de)(de)向用戶(hu)提供(gong)45℃-50℃的熱水。