对地源热泵空调系统技术原理及特点探讨

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1、对地源热泵空调系统技术原理及特点探讨郑钢浙江陆特能源科技股份有限公司浙江省杭州市310000【摘要】地源热泵技术是一种高效节能的环保型供热、空调技术。该技术是以地球表面浅层地热资源作为冷热源，利用热泵工作原理，通过少量的高位电能输入、实现低位热能向高位热能转移的一种技术。木文对地源热泵空调系统的技术进行了探讨。【关键词】地源热泵；空调系统；技术原理；特点1地源热泵的系统构成地源热泵供暖空调系统主要由热泵机组、室内末端空调系统以及地能换热系统三部分构成。前两者属于地面系统，与齊通的热泵系统相似；而地能换热系统属于地下系统，是地源热泵的关键技术。热泵系统由四通阀、压缩机、冷凝器、节流阀以及蒸发器组

2、成，通过制冷剂的循环实现供暖；末端空调系统则分为风机盘管系统或低温地板采暖系统等。2.地源热泵系统的分类根据地能换热系统的区别，地源热泵主要分为三类，即以土壤为热源的土壤源热泵系统、以地表水为热源的地表水源热泵系统和以地下水为热源的地下水源热泵系统。在选择系统方案时，应首先对当地的水文地质情况进行全面地调查,其次对建筑物的土地面积、冷热负荷、建筑高度与规模以及机房面积等因素进行对比分析，同时考虑系统造价问题，以最优成木实现地源热泵空调系统的效率最大化。3.地源热泵技术原理在自然环境中，水从高处往低处流动，热量由高温处向低温处传递。热泵（制冷机）即是通过作功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的

3、装置。热泵的工作原理是：由电能驱动压缩机，使工质循环流动，反复发生物理相变，分别在蒸发器中汽化吸热，在冷凝器中液化放热，使热量不断得到交换传递，并通过阀门切换使机组实现制热或制冷的功能。在制冷模式时，高温高压的制冷剂气体从压缩机出来后进入制冷剂的冷凝器,向水中排放热量而冷却成高压液体，并使水温升高。到膨胀阀节流膨胀成低压液体，进入蒸发器蒸发成低压蒸汽，同吋吸收（蒸发吸热）水或空气的热量。低压制冷剂蒸汽又进入压缩机压缩成高压气体，如此循环往复。水或空气的温度被蒸发器降低，用来冷却环境。在供热模式时，高温高压的制冷剂气体从压缩机出来后进入制冷剂的冷凝器,向水中排放热量而冷却成高压液体。到膨胀阀节流

4、膨胀成低压液体，进入蒸发器蒸发成低压蒸汽，冋吋吸收（蒸发吸热）水或空气的热量将水冷却。低压制冷剂蒸汽又进入压缩机压缩成高压气体，如此循环不止。水或空气的温度被冷凝器升高，用来给环境供热。由此可见，热泵与制冷机的工作原理和过程是相同的。热泵与制冷机在名称上的差别只是反映了他们在应用S的上的不同。如果以得到高温的热量为目的，则一般称为热泵：如果是以从低温热源除去热量为B的，或得到冷量，则叫做制冷机。建筑空调系统一般应满足冬季供热和夏季制冷两种要求，传统的空调系统通常需分别设置冷源（制冷机）和热源（锅炉）。建筑空调系统如果在冬季以热泵的方式运行，则可以省去锅炉和锅炉房。与直接把电能转换为热能的电锅炉

5、相比，采用热泵空调系统供热的电耗仅为前者的1/3—1/4,可大大节省运行费用。采用这种清洁能源也可冇效缓解人气污染问题。2.地源热泵空调技术特点4.1使用清洁可再生能源，环保效果好。地源热泵利用的是地表中清洁可再生的太阳能,制热吋不需锅炉，无燃料燃烧吋产生的污染物;制冷吋不需冷却塔，避免了冷却塔运行吋的噪声、功耗和水的损耗。与土壤和水源之间只有热量交换，不消耗水资源，不污染地下土壤。4.2高效节能，运行费用低。冬季地下土壤或水体温度比环境温度高，夏季比环境温度低，且始终保持较为稳定的状态。由于这一特点，地源热泵机组的运行能效比或性能系数上升。4.3—机多用，服务面广。地源热泵机组既可供暖、制冷

6、，还可提供生活热水，一套设备可以替代原来的锅炉加冷水机组两套设备。4.4运行稳定可靠，寿命长。无论是寒冬还是酷暑，由于土壤或水体的温度较为稳定，机组都在较为稳定的工况下运行，保证了机组的高效性，并冇利于延长其使用寿命。4.5与空气源热泵相比，地源热泵性能不受空气温度变化的影响，冬季不存在除霜问题。采用地源热泵中央空调的建筑，室内温度稳定，并因运行费用低,设计上可加大新风量，保证室内的舒适度。4.6系统简单，维护费用低。地源热泵中央空调系统组成简单，地下或室外部分几乎不需维护，普通的制冷空调工人即可胜任室内部分的维护工作。4.7可实现区域控制，便于物业管理。区域控制最大的优点是，各区域机组可在同

7、一吋刻各自独立进行制冷或制热运行，避免能源浪费，充分体现了地源热泵中央空调系统的节能性和舒适性。4.8结构紧凑，节省机房面积，不需大型冷冻机房和锅炉房，不需冷却塔，不影响建筑美观。小规格机组形式多样，可直接安装在室内，与室内装修融为一体。4.9对设计与安装技术水平要求高。虽然地源热泵机组本身具奋较高的能效比和性能系数，但如果空调系统设计和安装不合理，那么他的优越性就得不到充分体现，也就收不到应有的