地源热泵空调技术应用分析

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1、地源热泵空调技术应用分析一 中央空调系统形式介绍 1、 传统的中央空调主要有： ----------空气源热泵（风冷机组）+辅助电加热形式； ----------冷却塔水冷冷水机组+锅炉形式； ----------溴化锂机组+锅炉形式； 溴化锂机组+锅炉形式我们不去比较，因为它的能效比是非常低的，溴化锂机组只有在有电厂免费余热蒸汽时它才是一种非常好的方案选择。 其它两种形式在制冷时都是把房间的热量向室外空气排放，受室外气温因素影响太大，其制冷量随室外空气温度升高而降低，尤其在38度左右的高温环境，机组制冷性能极不稳定，效率低下。在制热时，空气源热泵当室外温度降到零度以下时需加辅助电加热

2、装置，耗电量大，效率很低;而水冷冷水机组+锅炉这种空调形式，在供热时需用电锅炉或燃煤、液化气、燃油锅炉，污染严重危险性大，运行费用昂贵。传统的空气源分体空调缺点就更多，分体空调除具有传统的空气源中央空调（风冷机组）的缺点外，分体空调内机非常影响室内装修效果，并占据宝贵的平面和空间，外机也大大影响建筑物的外形美观。 2、地源热泵中央空调:地源热泵中央空调分为水源热泵和土壤热交换器（耦合埋管）地源热泵两种形式 2.1 水源热泵中央空调 水源热泵概念、原理及归类  2.1.1、水源热泵概念     水源热泵技术是一种利用地球表面或浅层水源（如地下水、河流和湖泊），或者是人工再生水源（工业和生

3、活废水、地热尾水等）的低温低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移，既可供热又可制冷的高效、环保、节能的空调系统。  2.1.2、水源热泵原理  地球表面浅层水源（一般在 1000 米以内），像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是：在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。通常水源热泵消耗 1kW 的能量，用户

4、可以得到 4kW 以上的热量或冷量。  2.1.3、水源热泵的分类     当利用的对象都是水体和地层（含水地层）的蓄能，而且都是以水作为热泵机组的冷热源，都可以将之归类为水源热泵系统。水源热泵可以分为地下水源热泵以及地表水源热泵。地下水热泵系统，也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，由回灌井群灌回地下。    地表水热泵系统。通过直接抽取或者间接换热的方式，利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵的冷热源。  2.2 土壤热交换器地源空调系统。 这种空调系统是把热交换器（耦合埋管）埋于

5、地下，通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温。同时储存热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用，大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。  〈1〉工作原理：地源热泵空调的心脏是一个“热泵”（制冷、供热）。供暖时，它吸取地热向用户排放，此过程只消耗少量电能。制冷时，它吸取用户室内的热量向地下排放，同样也消耗少 〈2〉 机组运行过程：冬天热泵中制冷剂正向流动，压缩机排出的高温高压R22气体进入冷凝器向集水器中的

6、水放出热量，相变为高温高压的液体，再经热力膨胀阀节流降压变为低温低压的液体进入蒸发器，从地下循环液中吸取低温热后相变为低温低压的饱和蒸汽后进入压缩机吸气端，由压缩机压缩排出高温高压气体完成一个循环。如此循环往复将地下低温热能“搬运”到集水器，从而不断的向用户提供45℃-50℃的热水。如图3所示。夏天热泵中制冷剂逆向流动，与用户换热的冷凝器变为蒸发器从集水器中的低温水（7-12℃）提取热能，与地下循环液换热的蒸发器变为冷凝器向地下循环液排放热量 循环液中热量再向地下低温区排放，如此循环往复连续地向用户提供7-12℃的冷水。 〈3〉土壤热交换器埋管形式：地下埋管换热器主要有两种形式，即水平

7、埋管和垂直埋管。选择哪种形式取决于现场可用地表面积、当地岩土 类型以及钻孔费用。尽管水平埋管通常是浅层埋管，可采用人工开挖，初投资比垂直埋管小些，但它的换热性能比竖埋管小很多，并且往往受可利用土地面积的限制。2.3 地源热泵发展概况    地源热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文现中。20世纪50年代，欧洲和美国开始了研究地源热泵的第一次高潮。但在当时能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。直到上世纪70年代，石油危机和日益恶化