地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)工作原理

在供暖狀態(tài)下，壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功，并通過(guò)換向閥將冷媒流動(dòng)方向換向。由地下的水路循環(huán)吸收地表水、地下水或土壤里的熱量，通過(guò)冷凝器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)，將水路循環(huán)中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時(shí)再通過(guò)蒸發(fā)器內(nèi)冷媒的冷凝，由風(fēng)機(jī)盤管循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過(guò)程中，以35℃以上熱風(fēng)的形式為房間供暖。

在制冷狀態(tài)下，地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功，使其進(jìn)行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過(guò)蒸發(fā)器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將由風(fēng)機(jī)盤管循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)同時(shí)再通過(guò)冷凝器內(nèi)冷媒的冷凝，由水路循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收，最終由水路循環(huán)轉(zhuǎn)移至地水、地下水或土壤里。在室內(nèi)熱量不斷轉(zhuǎn)移至地下的過(guò)程中，通過(guò)風(fēng)機(jī)盤管，以13℃以下的冷風(fēng)的形式為房間供冷。

通常我們叫它風(fēng)盤，形象的說(shuō)就是中央空調(diào)出風(fēng)口，是中央空調(diào)理想的末端產(chǎn)品，它隱藏在客廳或房間的局部吊頂?shù)奈恢茫瑢⒃丛床粩嗟睦錈犸L(fēng)量傳輸?shù)浇ㄖ拿恳粋€(gè)角落。風(fēng)機(jī)盤管種類有很多，系統(tǒng)主要由低噪聲電機(jī)、盤管等組成。風(fēng)機(jī)將室內(nèi)空氣或室外混合空氣通過(guò)表冷器進(jìn)行冷卻或加熱后送入室內(nèi)，使室內(nèi)氣溫降低或升高，以滿足人們的舒適性要求。

地暖全稱是低溫輻射地板采暖，是將溫度不高于60攝氏度的熱水或發(fā)熱電纜，暗埋在地?zé)岬匕逑碌谋P管系統(tǒng)內(nèi)加熱整個(gè)地面，通過(guò)地面均勻地向室內(nèi)輻射散熱的一種采暖方式。根據(jù)熱源不同又分為水暖和電暖兩種，我國(guó)目前大多采用的是低溫?zé)崴┡到y(tǒng)。

儲(chǔ)熱水箱和電熱水器的保溫水箱一樣，是儲(chǔ)存熱水的容器，是解決家庭生活熱水的一個(gè)重要組件。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)可利用空調(diào)末端的余熱免費(fèi)制取生活熱水。

概念

地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是利用淺層地能進(jìn)行供熱制冷的新型能源利用技術(shù)，是熱泵的一種，熱泵是利用卡諾循環(huán)和逆卡諾循環(huán)原理轉(zhuǎn)移冷量和熱量的設(shè)備。地源熱泵通常是指能轉(zhuǎn)移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方。通常熱泵都是用來(lái)做為空調(diào)制冷或者采暖用的。地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力，冬季地源把熱量從地下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，一個(gè)年度形成一個(gè)冷熱循環(huán)。

歷史

地源一詞是從英文"ground source"翻譯而來(lái)，漢語(yǔ)的內(nèi)涵則十分廣泛，應(yīng)包括所有地下資源的含義。但在空調(diào)業(yè)內(nèi)，目前僅指地殼表層(小于400米)范圍內(nèi)的低溫?zé)豳Y源，它的熱源主要來(lái)自太陽(yáng)能，極少能量來(lái)自地球內(nèi)部的地?zé)崮堋?/p>

地源熱泵的概念最早于1912年由瑞士的專家提出，而該技術(shù)的提出始于英、美兩國(guó)。1946年美國(guó)在俄勒岡州的波蘭特市中心區(qū)建成第一個(gè)地源熱泵系統(tǒng)，但是這種能源的利用方式?jīng)]有引起當(dāng)時(shí)社會(huì)各界的廣泛注意，無(wú)論是在技術(shù)、理論上都沒(méi)有太大的發(fā)展。

20世紀(jì)50年代，歐洲開始了研究地源熱泵的第一次高潮，但由于當(dāng)時(shí)的能源價(jià)格低，這種系統(tǒng)并不經(jīng)濟(jì)，因而未得到推廣。直到20世紀(jì)70年代初世界上出現(xiàn)了第一次能源危機(jī)，它才開始受到重視，許多公司開始了地源熱泵的研究、生產(chǎn)和安裝。這一時(shí)期，歐洲建立了很多水平埋管式土壤源熱泵，主要用于冬季供暖。雖然歐洲是世界上發(fā)展地源熱泵最成熟的地區(qū)，但是它也曾因?yàn)闊岜脤＜也欢惭b技術(shù)，安裝工人又不懂熱泵原理等因素，致使地源熱泵的發(fā)展走了一段彎路。

上世紀(jì)80年代后期，地源熱泵技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，更多的科學(xué)家致力于地下系統(tǒng)的研究，努力提高熱吸收和熱傳導(dǎo)效率，同時(shí)越來(lái)越重視環(huán)境的影響問(wèn)題。地源熱泵生產(chǎn)呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)，瑞士和瑞典的年遞增率超過(guò)10%。美國(guó)的地源熱泵生產(chǎn)和推廣速度很快，技術(shù)產(chǎn)生了飛速的發(fā)展，成為世界上地源熱泵生產(chǎn)和使用的頭號(hào)大國(guó)。

可再生性

地源熱泵是一種利用地球所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng)，地源熱泵是利用清潔可再生能源的一種技術(shù)。地表土壤和水體是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，所收集的太陽(yáng)輻射能量，比每年利用能量的500倍還多(地下的水體是通過(guò)土壤間接接受太陽(yáng)輻射能量)，它又是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對(duì)平衡，地源熱泵技術(shù)的成功使用，使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無(wú)限的太陽(yáng)能或地能成為現(xiàn)實(shí)。

高效節(jié)能

地源熱泵機(jī)組利用的土壤或水體溫度冬季為12-22℃，溫度比環(huán)境空氣溫度高。熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高;土壤或水體溫度夏季為18-32℃，溫度比環(huán)境空氣溫度低，制冷系統(tǒng)冷凝溫度降低，使用冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式，機(jī)組效率大大提高，可以節(jié)能30-40%的運(yùn)行費(fèi)用。投入1KW的電能可以得到4KW以上的熱量或 5KW以上冷量。

環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益顯著

地源熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，不消耗水也不污染水，不需要鍋爐.冷卻塔，也不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，環(huán)保效益顯著。但是在土壤源地源熱泵系統(tǒng)廢棄時(shí)，位于地下的熱交換管道無(wú)法取出處理，會(huì)造成打井區(qū)域的地下污染。地源熱泵機(jī)組的電力消耗，與空氣源熱泵相比可以減少40%以上;與電供暖相比可以減少70%以上，它的制熱系統(tǒng)比燃?xì)忮仩t的效率平均提高近 50%,比燃油爐的效率高出75%。

一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣

地源熱泵系統(tǒng)可制熱.制冷，還可提供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物，地源熱泵有較明顯的優(yōu)勢(shì)。不僅節(jié)省了大量的能源，減少了設(shè)備的初投資。地源熱泵可應(yīng)用于賓館、居住小區(qū)、公寓、廠房、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑，小型的地源熱泵更適合別墅住宅的采暖,制冷。

自動(dòng)運(yùn)行

地源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定，系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)得較簡(jiǎn)單;機(jī)組運(yùn)行可靠，維護(hù)費(fèi)用低;自動(dòng)控制程度高，使用壽命長(zhǎng)。