地源熱泵系統(tǒng)介紹及其優(yōu)點

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1、地源熱泵系統(tǒng)介紹及其優(yōu)點吳國慶2015年10月隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，集中空調(diào)的設(shè)備性能不斷得到改善，空調(diào)在現(xiàn)代建筑中成為必備設(shè)置的系統(tǒng)。人們對居住活動空間的舒適度要求也不斷提高，節(jié)能、環(huán)保成為追求和實踐的主要目標。近年來，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在我國得到了長足的發(fā)展，在工程中的成功運用得到了人們的認可和推崇，將成為了我國空調(diào)系統(tǒng)主要能源體系的發(fā)展趨勢，地源熱泵系統(tǒng)體現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保、靈活、舒適的新概念。根據(jù)相關(guān)權(quán)威文獻記載：“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：地源熱泵主機是一種以水為循環(huán)介質(zhì)的供冷和供熱機組、且可帶熱回收換熱器提供衛(wèi)生熱水。機組由制冷工質(zhì)

2、壓縮機、水/制冷劑（氣態(tài)）熱交換器和水/汽液態(tài)熱交換器、電動熱力膨脹閥（或毛細膨脹管）、安全裝置等部件所組成。機組配置有一個四通換向閥、形成一套可逆的制冷/制熱裝置，是一種可滿足空調(diào)系統(tǒng)需要供冷和供熱的熱泵機組。原理：地源熱泵系統(tǒng)是由地下水環(huán)路換熱器和建筑內(nèi)部水環(huán)路換熱裝置加上地源熱泵主機所構(gòu)成。當建筑內(nèi)部環(huán)路換熱裝置供冷時，通過熱泵機組作用、地下環(huán)路換熱器向大地排熱；當建筑內(nèi)部環(huán)路換熱裝置供熱時，通過熱泵機組作用、地下環(huán)路換熱器向大地排冷（或稱為吸熱），地下?lián)Q熱器埋管作用的地質(zhì)體積就形成一個儲能場，儲能場溫度變化的溫差所具備的能量近似于空調(diào)系統(tǒng)一個空調(diào)季節(jié)所需要的能量總和。在冬季

3、，地源熱泵系統(tǒng)通過埋在地下的管道換熱，通過循環(huán)水從儲能場吸收熱量，送入熱泵機組的水/制冷劑（氣態(tài)）熱交換器，將制冷工質(zhì)的低壓氣態(tài)溫度從低溫提升至常溫，制冷工質(zhì)壓縮機將常溫氣體壓縮成高溫高壓氣體，送入水/汽液態(tài)熱交換器，高溫高壓氣體換熱放出熱量后轉(zhuǎn)變成高壓常溫液體，換熱器另一側(cè)的循環(huán)水將高溫的熱量用溫差的形式帶出、進入建筑內(nèi)部水環(huán)路和換熱裝置，放出熱量達到供熱的目的，高壓液體經(jīng)過電動熱力膨脹閥再次變成低壓低溫氣體，進入下一次循環(huán)，熱泵機組就這樣周而復(fù)始的循環(huán)進行工作。通過熱泵機組壓縮機作用，運用制冷工質(zhì)的相變轉(zhuǎn)換，將地下的熱量取出、搬運至室內(nèi)維持所需的空調(diào)室內(nèi)溫度。冬季地下儲能場的溫

4、度是逐步降低的過程。在夏季，地源熱泵系統(tǒng)通過埋在地下的管道換熱，向儲能場排熱（相當于從儲能場吸收冷量），送入熱泵機組的水/汽液態(tài)熱交換器，將制冷工質(zhì)的高溫高壓汽態(tài)冷凝成高壓常溫液體，高壓液體經(jīng)過電動熱力膨脹閥作用變成低壓低溫氣體進入水/制冷劑（氣態(tài)）熱交換器、換熱器另一側(cè)的室內(nèi)循環(huán)水將低溫的冷量用溫差的形式帶出、進入建筑內(nèi)部水環(huán)路換熱裝置，達到制冷空調(diào)的目的，低壓常溫的氣體再次進入制冷工質(zhì)壓縮機、將常溫氣體壓縮成高溫高壓氣體，進入下一次循環(huán)。夏季地下儲能場的溫度是逐步升高的過程。系統(tǒng)：系統(tǒng)是由下列部分所組成：地源熱泵主機、室內(nèi)循環(huán)水泵、室內(nèi)水管環(huán)路、室內(nèi)換熱設(shè)備（如風機盤管）、室外

5、地下埋管環(huán)路、地下?lián)Q熱管群、室外循環(huán)水泵、電器控制箱和溫度控制器等。地源熱泵系統(tǒng)可根據(jù)實際使用情況組合不同形式的空調(diào)系統(tǒng)：⑴同時使用且使用時段相同的建筑空間、采用集中空調(diào)的方式，熱泵主機房統(tǒng)一設(shè)置，優(yōu)點是：采用容量較大的熱泵主機，系統(tǒng)主機房有很好整體感和規(guī)整的機房管路布置，主機的COP值比較高，系統(tǒng)可在較高的能效比的工況下運行。⑵采用分樓層設(shè)置或分區(qū)域設(shè)置主機房的中型容量主機房系統(tǒng)，適合多樓層、多部門、使用時間不同的建筑，優(yōu)點是運行節(jié)能效果明顯、避免出現(xiàn)大馬拉小車的運行工況。⑶采用小機組（水環(huán)式熱泵）多點布置，把地下環(huán)路管網(wǎng)引入使用區(qū)域，以滿足不同區(qū)域溫度的要求和使用時段不同的要求

6、，如居住建筑、宿舍公寓等，優(yōu)點是計量收費簡單，責權(quán)利功能明確，管理比較方便。⑷采用小型熱泵風管機多點布置，以滿足多分隔的商鋪使用要求，使用者可根據(jù)自己的需求使用空調(diào)。優(yōu)點是計量收費簡單，責權(quán)利功能明確。地源熱泵主機均可外加熱回收換熱器制備衛(wèi)生熱水，以滿足熱水供應(yīng)的要求。優(yōu)點：1.地源熱泵系統(tǒng)能充分利用土壤的儲能特性，其儲能量可循環(huán)再生，實現(xiàn)對建筑物的供暖、制冷和衛(wèi)生熱水供應(yīng)。不消耗化石燃料，減小對地球資源的消耗。2.地源熱泵系統(tǒng)主機安裝在室內(nèi)，便于維護，運行更加可靠，延長主機壽命。機體不暴露在風雨中，可免遭雨水侵蝕。3.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50年。4

7、.一年四季任何時間都可以隨時提供空調(diào)，可以按需設(shè)定溫度，滿足主動節(jié)能的需求，使用方便。（水環(huán)式系統(tǒng)）5.配置相應(yīng)的熱平衡設(shè)施，可達到一年四季提供衛(wèi)生熱水的目的。6.不受氣候條件限制，在需要的地方均可設(shè)置(火山口和極地除外)。7.熱泵主機制冷COP值可高達6.5、制熱COP值可高達5.0.8.熱泵主機噪音比較小、處理也比較方便，用現(xiàn)有的一般技術(shù)措施就能將機器噪音降至不影響周圍的效果。缺點：1.設(shè)計計算工作量較大。2.地下?lián)Q熱器的水力平衡比較難。3.地下?lián)Q熱器的管接頭施工