地源熱泵

地源熱泵系統(tǒng)介紹及其優(yōu)點(diǎn)

  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越重要的角色。人們對空調(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,隨著國際經(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,并通過在工程中的成功運(yùn)用得到了空調(diào)界人士的認(rèn)可和推崇,成為了我國中央空調(diào)發(fā)展的趨勢,體現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保、靈活、舒適的新概念。美國環(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/供熱熱泵空調(diào)機(jī)組。
 
  原理
 
  地源熱泵系統(tǒng)是一種由雙管路水系統(tǒng)連接起建筑物中的所有地源熱泵機(jī)組而構(gòu)成的封閉環(huán)路的中央空調(diào)系統(tǒng)
 
  在冬季,地源熱泵系統(tǒng)通過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
 
  熱量排入環(huán)路而為大地所吸收,使房屋得到供冷。尤如電冰箱那樣,從冰箱內(nèi)部抽出熱量并將它排出箱外使箱內(nèi)保持低溫
 
  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,需要時各部件的修配和更換很方便。因為設(shè)計簡單,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)的是空氣過濾網(wǎng)和凝結(jié)水盤的清潔。
 
  系統(tǒng)設(shè)計簡單,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)堅固,壽命長久。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
 
  1.    地源熱泵系統(tǒng)能充分利用蘊(yùn)藏于土壤和湖泊中的巨大能量,循環(huán)再生,實現(xiàn)對建筑物的供暖制冷。因而運(yùn)行費(fèi)用較低。
 
  2.    地源熱泵風(fēng)冷熱泵節(jié)能40%,比電采暖節(jié)能70%。比燃?xì)鉅t效率提高48%。所需制冷劑比一般熱泵空調(diào)減少50%。
 
  3.    地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動部件要比常規(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,延長壽命。
 
  4.    地源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行中無需燃燒,因此不會產(chǎn)生有毒氣體,也不會發(fā)生爆炸。
 
  5.    由于地源熱泵系統(tǒng)供冷供熱更為平穩(wěn),降低了停、開機(jī)的頻率和空氣過熱和過冷的峰值。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.    一年四季任何時間都可以隨時提供空調(diào),可以隨意設(shè)定室內(nèi)溫度,達(dá)到五星級要求。
 
  8.    提供新風(fēng),保證室內(nèi)空氣新鮮。
 
  9.    設(shè)計簡單靈活,安裝快速。
 
  應(yīng)用
 
  地源熱泵系統(tǒng)的能量來源于地下能源。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環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無論嚴(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、別墅、住宅等領(lǐng)域。
 
 
 
  地源熱泵技術(shù)是利用土壤溫度相對穩(wěn)定的特性,通過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候,只需小功率的壓縮機(jī)就可實現(xiàn),從而達(dá)到節(jié)能的目的,其耗電量僅為普通中央空調(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,不需要鍋爐,無燃燒產(chǎn)物排放,可大幅度降低溫室氣體的排放。據(jù)美國地?zé)?/a>泵協(xié)會提供的報告,僅美國肯塔基州路易斯威爾市總建筑面積15.8萬平方米的高特.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)備分開使用給用戶帶來的不便,同時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、渣場所占用的寶貴面積,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),故每個區(qū)域內(nèi)的主風(fēng)管道截面高度較小,不會像傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)那樣過多占用建筑內(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
 
  每臺機(jī)組可獨(dú)立供冷或供熱,個別機(jī)組故障不影響整個系統(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衰減,更無結(jié)霜除霜之慮。無儲煤、儲油罐等衛(wèi)生及安全隱患。
 
  壽命最長
 
  空調(diào)設(shè)計壽命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。
 
  控制簡單
 
  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)程中央計算機(jī)控制,具有隨人流變化而自動調(diào)整地?zé)?/a>泵制冷或供暖出力,實現(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、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)
 
  自動化程度高,無需專業(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,不會出現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)備中制冷劑壓力過高或過低的現(xiàn)象,維護(hù)費(fèi)用大大低于傳統(tǒng)空調(diào);
 
  一套設(shè)備實現(xiàn)制冷、制熱和生活熱水,減少對主機(jī)設(shè)備的維護(hù)量。
 
  2.幾種空調(diào)方案性能比較
 
  項目
 
  地源熱泵
 
  VRV空調(diào)系統(tǒng)
 
  冷水機(jī)組+
 
  燃油鍋爐
 
 
  優(yōu)劣勢分析
 
  初投資
 
  初投資略高
 
  初投資
 
  初投資相對較少
 
  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,一臺機(jī)組就可以實現(xiàn)制冷、制熱和生活熱水
 
  一套系統(tǒng)實現(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)簡單,維護(hù)費(fèi)用低
 
  隨著管道的加長,對管材材質(zhì)、制造工藝、現(xiàn)場焊接等的要求也提高;滲漏等問題也增多。
 
  鍋爐房需設(shè)置安全裝置,需請壓力容器檢測站每年進(jìn)行檢測,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
 
  使用的是儲存于地表的太陽能,只需要消耗少量的電能
 
  直接通過冷媒進(jìn)行冷熱交換,無二次載體,比較節(jié)能
 
  通過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,需要小型機(jī)房,面積較小;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;且冷卻塔和儲油設(shè)備也需要占地面積
 
  對設(shè)備及機(jī)房的要求很高
 
  使用壽命
 
  壽命最長,可達(dá)38000小時及以上
 
  一般為25000 小時左右
 
  平均使用壽命約為
 
  21000 小時
 
  平均使用壽命約為
 
  21000 小時
 
  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,一臺機(jī)組就可以實現(xiàn)制冷、制熱和生活熱水
 
  一套系統(tǒng)實現(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)簡單,維護(hù)費(fèi)用低
 
  隨著管道的加長,對管材材質(zhì)、制造工藝、現(xiàn)場焊接等的要求也提高;滲漏等問題也增多。
 
  鍋爐房需設(shè)置安全裝置,需請壓力容器檢測站每年進(jìn)行檢測,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
 
  使用的是儲存于地表的太陽能,只需要消耗少量的電能
 
  直接通過冷媒進(jìn)行冷熱交換,無二次載體,比較節(jié)能
 
  通過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,需要小型機(jī)房,面積較小;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;且冷卻塔和儲油設(shè)備也需要占地面積
 
  對設(shè)備及機(jī)房的要求很高
 
  使用壽命
 
  壽命最長,可達(dá)38000小時及以上
 
  一般為25000 小時左右
 
  平均使用壽命約為
 
  21000 小時
 
  平均使用壽命約為
 
  21000 小時