中文名 | 熱泵 | 外文名 | (Heat Pump) |
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地????位 | 全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù) | 來????源 | 自然界的空氣、水或土壤中 |
熱泵工作原理
水從高處流向低處,熱由高溫物體傳遞到低溫物體,這是自然規(guī)律。然而,在現(xiàn)實生活中,為了農(nóng)業(yè)灌溉、生活用水等的需要,人們利用水泵將水從低處送到高處。同樣,在能源日益緊張的今天,為了回收通常排到大氣中的低溫熱氣、排到河川中的低溫熱水等中的熱量,熱泵被用來將低溫物體中的熱能傳送高溫物體中,然后高溫物體來加熱水或采暖,使熱量得到充分利用。熱泵系統(tǒng)的工作原理與制冷系統(tǒng)的工作原理是一致的。要搞清楚熱泵的工作原理,首先要懂得制冷系統(tǒng)的工作原理。制冷系統(tǒng)(壓縮式制冷)一般由四部分組成:壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器。其工作過程為:低溫低壓的液態(tài)制冷劑(例如氟利昂),首先在蒸發(fā)器(例如空調(diào)室內(nèi)機)里從高溫熱源(例如常溫空氣)吸熱并氣化成低壓蒸氣。然后制冷劑氣體在壓縮機內(nèi)壓縮成高溫高壓的蒸氣,該高溫高壓氣體在冷凝器內(nèi)被低溫熱源(例如冷卻水)冷卻凝結(jié)成高壓液體。再經(jīng)節(jié)流元件(毛細管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥等)節(jié)流成低溫低壓液態(tài)制冷劑。如此就完成一個制冷循環(huán)。熱泵的性能一般用制冷系數(shù)(COP性能系數(shù))來評價。制冷系數(shù)的定義為由低溫物體傳 到高溫物體的熱量與所需的動力之比。通常熱泵的制冷系數(shù)為3-4左右,也就是說,熱泵能夠?qū)⒆陨硭枘芰康?到4倍的熱能從低溫物體傳送到高溫物體。所以熱泵實質(zhì)上是一種熱量提升裝置,工作時它本身消耗很少一部分電能,卻能從環(huán)境介質(zhì)(水、空氣、土壤等)中提取4-7倍于電能的裝置,提升溫度進行利用,這也是熱泵節(jié)能的原因。歐美日都在競相開發(fā)新型的熱泵。據(jù)報導(dǎo)新型的熱泵的制冷系數(shù)可6到8。如果這一數(shù)值能夠得到普及的話,這意味著能源將得到更有效的利用。熱泵的普及率也將得到驚人的提高。地源熱泵是熱泵的一種,是以大地或水為冷熱源對建筑物進行冬暖夏涼的空調(diào)技術(shù),地源熱泵只是在大地和室內(nèi)之間“轉(zhuǎn)移”能量。利用極小的電力來維持室內(nèi)所需要的溫度。在冬天,1千瓦的電力,將土壤或水源中4-5千瓦的熱量送入室內(nèi)。在夏天,過程相反,室內(nèi)的熱量被熱泵轉(zhuǎn)移到土壤或水中,使室內(nèi)得到?jīng)鏊目諝狻6叵芦@得的能量將在冬季得到利用。如此周而復(fù)始,將建筑空間和大自然聯(lián)成一體。以最小的代價獲取了最舒適的生活環(huán)境。
由于熱泵裝置的工作原理與壓縮式制冷是一致的;所以在小型空調(diào)器中,為了充分發(fā)揮它的效能,在夏季空調(diào)降溫或在冬季取暖,都是使用同一套設(shè)備來完成的。在冬季取暖時,將空調(diào)器中的蒸發(fā)器與冷凝器通過一個換向閥來調(diào)換工作,見左圖《熱泵系統(tǒng)原理圖》所示。由圖中可看出,在夏季空調(diào)降溫時,按制冷工況運行,由壓縮機排出的高壓蒸汽,經(jīng)換向閥(又稱四通閥)進入冷凝器,制冷劑蒸汽被冷凝成液體,經(jīng)節(jié)流裝置進入蒸發(fā)器,并在蒸發(fā)器中吸熱,將室內(nèi)空氣冷卻,蒸發(fā)后的制冷劑蒸汽,經(jīng)換向閥后被壓縮機吸入,這樣周而復(fù)始,實現(xiàn)制冷循環(huán)。在冬季取暖時,先將換向閥轉(zhuǎn)向熱泵工作位置,于是由壓縮機排出的高壓制冷劑蒸汽,經(jīng)換向閥后流入室內(nèi)蒸發(fā)器(作冷凝器用),制冷劑蒸汽冷凝時放出的潛熱,將室內(nèi)空氣加熱,達到室內(nèi)取暖目的,冷凝后的液態(tài)制冷劑,從反向流過節(jié)流裝置進入冷凝器(作蒸發(fā)器用),吸收外界熱量而蒸發(fā),蒸發(fā)后的蒸汽經(jīng)過換向閥后被壓縮機吸入,完成制熱循環(huán)。這樣,將外界空氣(或循環(huán)水)中的熱量“泵”入溫度較高的室內(nèi),故稱為“熱泵”。對于一臺分體式熱泵空調(diào)來說,夏天制冷時就是以室外機為冷凝器、室內(nèi)機為蒸發(fā)器,運行時就把室內(nèi)的熱輸送到了室外。而冬季則以室內(nèi)機為冷凝器、室外機為蒸發(fā)器,這樣就把室外的熱量輸送到了室內(nèi),通常這些是通過四通換向閥來實現(xiàn)的。熱泵空調(diào)里面有一個四通換向閥。在制冷工況下,室內(nèi)熱交換器就是蒸發(fā)器,室外熱交換器(夏天往外呼呼出熱風(fēng)的那個東西)就是冷凝器。冬季供熱的時候,四通換向閥切換,改變冷媒的流向,此時,室內(nèi)熱交換器就是冷凝器,室外熱交換器(冬天往外呼呼出冷風(fēng)的那個東西)就是蒸發(fā)器。由于冬季往外出冷風(fēng),換熱器要結(jié)霜,所以等結(jié)霜到一定程度時,四通換向閥再切換,空調(diào)變成夏季制冷工況,室外熱交換器得到熱量,化霜,化霜完畢后,四通閥再切換到制熱狀態(tài)。除霜時,為了防止向室內(nèi)吹冷風(fēng),故室內(nèi)機的風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)。(當然這種逆向除霜對舒適性有一定影響,所以又有了熱氣旁通除霜、蓄熱除霜等不需要切換工況的方式)
能量分析
在熱泵循環(huán)中,從低溫熱源(室外空氣或循環(huán)水,其溫度均高于蒸發(fā)溫度t0)中取得Q0 kcal/h的熱量,消耗了機械功ALkcal/h,而向高溫熱源(室內(nèi)取暖系統(tǒng))供應(yīng)了Q1 kcal/h的熱量,這些熱量之間的關(guān)系是符合熱力學(xué)第一定律的,即Q1=Q0 AL kcal/h如果不用熱泵裝置,而用機械功所轉(zhuǎn)變成的熱量(或用電能直接加熱高溫熱源,則所得的熱量為ALkcal/h,而用熱泵裝置后,高溫熱源(取暖系統(tǒng))多獲得了熱量:Q1-AL=Q0 kcal/h。這一熱量是從低溫熱源取得的,如果不用熱泵裝置,就無法取得這一熱量。故用熱泵裝置既可節(jié)省燃料,又可利用余熱。熱泵的工作循環(huán)與熱機的工作循環(huán)正好相反,熱機是利用高溫熱源的能量來產(chǎn)生機械功的,而熱泵是靠消耗機械功將低溫熱源的熱量轉(zhuǎn)移到高溫物體中去。熱泵具有兩個相同的熱源溫度,則它們之間的關(guān)系為:φ=Q1╱AL=(Q0 AL)╱AL=ε 1,ε 是制冷機的制冷系數(shù)。由此可看出,熱量轉(zhuǎn)換系數(shù)的最小值是φ=1,在此極限情況下ε=0,Q0=0,即沒有從低溫熱源吸取熱量。
作為自然界的現(xiàn)象,正如水由高處流向低處那樣,熱量也總是從高溫區(qū)流向低溫區(qū)。但人們可以創(chuàng)造機器,如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣,采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以熱泵實質(zhì)上是一種熱量提升裝置,熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱量,并把它傳遞給被加熱的對象(溫度較高的物體),其工作原理與制冷機相同,都是按照逆卡諾循環(huán)工作的,所不同的只是工作溫度范圍不一樣。熱泵在工作時,它本身消耗一部分能量,把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量
加以挖掘,通過傳熱工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)提高溫度進行利用,而整個熱泵裝置所消耗的功僅為輸出功中的一小部分,因此,采用熱泵技術(shù)可以節(jié)約大量高品位能源。在運行中,蒸發(fā)器從周圍環(huán)境中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質(zhì),工質(zhì)蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮后溫度和壓力上升,高溫蒸氣通過冷凝器冷凝成液體時,釋放出的熱量傳遞給了儲水箱中的水。冷凝后的傳熱工質(zhì)通過膨脹閥返回到蒸發(fā)器,后再被蒸發(fā),如此循環(huán)往復(fù)。
熱泵工作工質(zhì)以前一般為氟利昂,但由于氟利昂對地球大氣臭氧有破壞作用,為了保護地球的生態(tài)環(huán)境,除了提高熱泵的制冷系數(shù),有效利用能源以外,各國科學(xué)還致力于新型工質(zhì)的開發(fā),已有替代氟利昂的工質(zhì)得到應(yīng)用。但是,今天中國大部分廠家所采用的工質(zhì)還是R22,采用環(huán)保工質(zhì)R417A、134A的時代還未到來。而日本等一些國家已率先采用CO2作為工質(zhì),從而不對臭氧層造成破壞。(所以在安裝時,銅管務(wù)必要連接緊密,防止R22漏出。)此外,以上所述的R22、R417A、134A、CO2皆對人體不造成傷害的,即使有漏出,整套設(shè)備仍然都是安全的。
熱泵分類
按熱源種類不同分為:空氣源熱泵,水源熱泵,地源熱泵,雙源熱泵(水源熱泵和空氣源熱泵結(jié)合)等。
原理
空氣源熱泵在運行中,蒸發(fā)器從空氣中的環(huán)境熱能中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質(zhì),工質(zhì)蒸氣經(jīng)壓縮機壓縮后壓力和溫度上升,高溫蒸氣通過黏結(jié)在貯水箱外表面的特制環(huán)形管時,冷凝器冷凝成液體,將熱量傳遞給空氣源熱泵貯水箱中的水。
熱泵工質(zhì)
空氣源熱泵傳熱工質(zhì)是一種特殊物質(zhì),常壓下其沸點為零下40℃,凝固點為零下100℃以下,該物質(zhì)冷的時候是液體,但很容易被蒸發(fā)成氣體,反之亦然。在實際運行中,空氣源熱泵中傳熱工質(zhì)的蒸發(fā)極限溫度為零下20℃左右,因此5℃的環(huán)境溫度對如此低的溫度也是“熱”的,甚至下雪的溫度,比如說0℃,相比之下也是熱的,因此,仍可交換一些熱能。
原理
地球表面淺層水源(一般在1000 米以內(nèi)),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太陽進入地球的相當?shù)妮椛淠芰?,并且水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。水源熱泵技術(shù)的工作原理就是:通過輸入少量高品位能源(如電能),實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源,即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來,釋放到水體中去,由于水源溫度低,所以可以高效地帶走熱量,以達到夏季給建筑物室內(nèi)制冷的目的;而冬季,則是通過水源熱泵機組,從水源中“提取”熱能,送到建筑物中采暖。
優(yōu)勢
與鍋爐(電、燃料)和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比,水源熱泵具明顯的優(yōu)勢。鍋爐供熱只能將90%~98%的電能或70%~90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量,供用戶使用,因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能,比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量;由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定,一般為10~25℃,其制冷、制熱系數(shù)可達3.5~4.4,與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比,要高出40%左右,其運行費用為普通中央空調(diào)的50%~60%。因此,近十幾年來,水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美及中、北歐等國家取得了較快的發(fā)展,中國的水源熱泵市場也日趨活躍,使該項技術(shù)得到了相當廣泛的應(yīng)用,成為一種有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。
地源熱泵是一種利用淺層地熱資源(也稱地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)設(shè)備。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(如電能),實現(xiàn)由低溫位熱能向高溫位熱能轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源,即在冬季,把地能中的熱量取出來,提高溫度后,供給室內(nèi)采暖;夏季,把室內(nèi)的熱量取出來,釋放到地能中去。通常地源熱泵消耗1kWh的能量,用戶可以得到4kWh以上的熱量或冷量。
高溫空氣能熱泵從字面來理解是指制熱出水溫度高于60℃(即:高溫熱水)或出風(fēng)溫度能夠達到 80 ℃以上的熱泵(即:高溫烘干熱泵)。相對今天市場上熱銷的常規(guī)熱泵而言,常規(guī)熱水溫度一般是55℃以下,而新一代高溫空氣能熱泵可制取高達85℃左右的高溫熱水,能夠運用于電鍍,巴氏消毒,屠宰,玻璃清洗,印染等行業(yè)。
工作原理
高溫空氣能熱泵工作原理是:利用逆卡諾循環(huán)原理,通過自然能(空氣蓄熱)獲取低溫熱源,經(jīng)系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫熱源,用來取(供)暖、干燥或供應(yīng)熱水。
優(yōu)點
高溫空氣能熱泵的四大優(yōu)點:第一,節(jié)能,有利于能源的綜合利用,高溫空氣能熱泵是把空氣中的低溫熱能吸收進來,經(jīng)過壓縮機壓縮后轉(zhuǎn)化為高溫熱能,其節(jié)能效果相當顯著;第二,有利于環(huán)境保護;第三,冷熱結(jié)合,設(shè)備應(yīng)用率高,節(jié)省出投資,第四,因為它是電驅(qū)動,調(diào)控比較方便。相比電鍋爐,可以節(jié)約50%以上的電力消耗,而且減少了經(jīng)常更換電熱管的麻煩;相比傳統(tǒng)煤鍋爐和燃油鍋爐,無污染,無排放,安全,省去了每年例行的安檢,省去了專業(yè)的鍋爐工,全自動控溫,運行費用也大幅降低50%以上。高溫熱泵能夠完成某種特殊領(lǐng)域供熱供冷需求的熱泵。一般來講,高溫空氣能熱泵采用專門的熱泵壓縮機,特殊的制冷劑及系統(tǒng)。
十九世紀早期法國科學(xué)家薩迪.卡諾(Sadi karnot)在 1824年首次以論文提出“卡諾循環(huán)”理論,這成為熱泵技術(shù)的起源。1852年英國科學(xué)家開爾文(L.Kelvin)提出,冷凍裝置可以用于加熱,將逆卡諾循環(huán)用于加熱的熱泵設(shè)想。他第一個提出了一個正式的熱泵系統(tǒng),當時稱為“熱量倍增器”。之后許多科學(xué)家和工程師對熱泵進行了大量研究,研究持續(xù)80年之久。1912年瑞士的蘇黎世成功安裝一套以河水作為低位熱源的熱泵設(shè)備用于供暖,這是早期的水源熱泵系統(tǒng),也是世界上第一套熱泵系統(tǒng)。熱泵工業(yè)在20世紀40年代到50年代早期得到迅速發(fā)展,家用熱泵和工業(yè)建筑用的熱泵開始進入市場,熱泵進入了早期發(fā)展階段。20世紀70年代以來,熱泵工業(yè)進入了黃金時期,世界各國對熱泵的研究工作都十分重視,諸如國際能源機構(gòu)和歐洲共同體,都制定了大型熱泵發(fā)展計劃,熱泵新技術(shù)層出不窮,熱泵的用途也在不斷的開拓,廣泛應(yīng)用于空調(diào)和工業(yè)領(lǐng)域,在能源的節(jié)約和環(huán)境保護方面起著重大的作用。21 世紀,隨著“能源危機 ”出現(xiàn),燃油價格忽升,經(jīng)過改進發(fā)展成熟的熱泵以其高效回收低溫環(huán)境熱能,節(jié)能環(huán)保的特點,重新登上歷史舞臺,成為當前最有價值的新能源科技。前國際熱能署專門成立國際熱泵中心,設(shè)立熱泵推廣工程(Heat Pump Programme),向世界上各國推廣協(xié)調(diào)熱泵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。美、加、瑞典、德、日、韓等國政府均發(fā)出專門官方指引,促進熱泵技術(shù)的社會應(yīng)用。相對世界熱泵的發(fā)展,中國熱泵的研究工作起步約晚20-30年左右。新中國成立后,隨著工業(yè)建設(shè)新高潮的到來,熱泵技術(shù)才開始引入中國。進入21世紀后,由于中國沿海地區(qū)的快速城市化、人均GDP的增長、2008年北京奧運會和2010年上海世博會等因素拉動了中國空調(diào)市場的發(fā)展,促進了熱泵在中國的應(yīng)用越來越廣泛,熱泵的發(fā)展十分迅速,熱泵技術(shù)的研究不斷創(chuàng)新。從2001年熱泵起步開始,經(jīng)過5年的培育,中國熱泵行業(yè)開始從導(dǎo)入期轉(zhuǎn)入成長期。熱泵行業(yè)快速發(fā)展,一方面得益于能源緊張使得熱泵節(jié)能優(yōu)勢越來越明顯,另一方面與多方力量的加入推動行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新有很大關(guān)系。
泳池熱泵的換熱器系統(tǒng)是鈦管換熱器,普通熱泵的換熱器是銅管的,銅管換熱器耐腐蝕性質(zhì)沒有鈦管的好,
壓縮式熱泵 與壓縮式系統(tǒng)熱泵不同的是,在這類熱泵系統(tǒng)中,工作介質(zhì)的工作區(qū)域為過熱區(qū)。對于氣體壓縮式熱泵系統(tǒng),目前主要以二氧化碳、濕空氣作為工作介質(zhì)的熱泵系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù),是相關(guān)領(lǐng)域研究的兩類熱點課...
地源熱泵是一種利用地表淺層地熱資源(也稱地能,包括地下水、土壤和地表水等攜帶的能量)的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)集地質(zhì)勘探成井技術(shù)
熱泵(Heat Pump)是一種將低位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源的裝置,也是全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù)。它不同于人們所熟悉的可以提高位能的機械設(shè)備--"泵";熱泵通常是先從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能,經(jīng)過電力做功,然后再向人們提供可被利用的高品位熱能。
熱泵(Heat Pump)是一種將低位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源的裝置,也是全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù)。它不同于人們所熟悉的可以提高位能的機械設(shè)備——“泵”;熱泵通常是先從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能,經(jīng)過電力做功,然后再向人們提供可被利用的高品位熱能。
我國熱泵市場的銷售渠道主要是企業(yè)自營模式、代理模式和二者的混合模式三大類。
直營模式是企業(yè)在各地開設(shè)分公司或派出業(yè)務(wù)人員直接經(jīng)營,這種模式主要以商用機為主,家用機此種模式較少。直營模式受企業(yè)實力和能力的限制,難以做強做大。經(jīng)銷制模式是廠家在各地建立派出機構(gòu),拓展渠道,前期派出業(yè)務(wù)人員進行輔導(dǎo)性工作,后期由經(jīng)銷商獨立完成市場操作,這種模式存在的問題是企業(yè)和經(jīng)銷商利益博弈的后果常常是二者分家,渠道不穩(wěn)定。第三種是混合模式。智研咨詢數(shù)據(jù)顯示,由一些企業(yè)在周邊市場采用直銷模式,而在外埠市場采取經(jīng)銷制。從行業(yè)內(nèi)看,經(jīng)銷商模式占據(jù)很大比例??傮w上看,熱泵行業(yè)的銷售渠道建設(shè)還處在初級階段,非常適合的渠道模式以及渠道管理方式仍然不很確定。
市場上熱泵熱水器種類很多,主要有太陽能助推型、水源和空氣源三種系列。太陽能助推式熱泵是熱泵與太陽能技術(shù)結(jié)合使用的一種熱泵技術(shù);水源熱泵是利用一定溫度的水源(20℃以上)作為熱源以制冷劑為媒介,將水源中的熱量吸收后經(jīng)壓縮機壓縮制熱,通過熱交換器與冷水交換熱量以達到取暖和制取熱水的目的,水源熱泵必須有一定溫度和流量的水源;空氣源熱泵以水源熱泵類似方法從空氣獲得熱量來加熱水。三種熱泵中,空氣源熱泵受到的條件限制最小,發(fā)展空間最大。
空氣源熱泵熱水器主要由壓縮機、熱交換器、軸流風(fēng)扇、保溫水箱、水泵、儲液罐、過濾器、電子膨脹閥和電子自動控制器等組成。接通電源后,軸流風(fēng)扇開始運轉(zhuǎn),室外空氣通過蒸發(fā)器進行熱交換,溫度降低后的空氣被風(fēng)扇排出系統(tǒng),同時,蒸發(fā)器內(nèi)部的工質(zhì)吸熱汽化被吸入壓縮機,壓縮機將這種低壓工質(zhì)氣體壓縮成高溫、高壓氣體送入冷凝器,被水泵強制循環(huán)的水也通過冷凝器,被工質(zhì)加熱后送去供用戶使用,而工質(zhì)被冷卻成液體,該液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流降溫后再次流入蒸發(fā)器,如此反復(fù)循環(huán)工作,空氣中的熱能被不斷“泵”送到水中,使保溫水箱里的水溫逐漸升高,最后達到55℃左右,正好適合人們洗浴。
空氣源熱泵是當今世界上最先進的能源利用產(chǎn)品之一。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展與人們生活品位的提高,生活用熱水已成為人們的生活必需品,然而傳統(tǒng)的熱水器(電熱水器,燃油、氣熱水器)具有能耗大、費用高、污染嚴重等缺點;而節(jié)能環(huán)保型太陽能熱水器的運行又受到氣象條件的制約。空氣源熱泵的供熱原理與傳統(tǒng)的太陽能熱水器截然不同,空氣源熱泵以空氣、水、太陽能等為低溫熱源,空氣源熱泵以電能為動力從低溫側(cè)吸取熱量來加熱生活用水,熱水通過循環(huán)系統(tǒng)直接送入用戶作為熱水供應(yīng)或利用風(fēng)機盤管進行小面積采暖??諝庠礋岜檬菍W(xué)校宿舍、酒店、洗浴中心等場所的大、中、小熱水集中供應(yīng)系統(tǒng)的最佳解決方案。
我國熱泵市場的銷售渠道主要是企業(yè)自營模式、代理模式和二者的混合模式三大類。直營模式是企業(yè)在各地開設(shè)分公司或派出業(yè)務(wù)人員直接經(jīng)營,這種模式主要以商用機為主,家用機此種模式較少。直營模式受企業(yè)實力和能力的限制,難以做強做大。經(jīng)銷制模式是廠家在各地建立派出機構(gòu),拓展渠道,前期派出業(yè)務(wù)人員進行輔導(dǎo)性工作,后期由經(jīng)銷商獨立完成市場操作,這種模式存在的問題是企業(yè)和經(jīng)銷商利益博弈的后果常常是二者分家,渠道不穩(wěn)定。第三種是混合模式。智研咨詢數(shù)據(jù)顯示,由一些企業(yè)在周邊市場采用直銷模式,而在外埠市場采取經(jīng)銷制。從行業(yè)內(nèi)看,經(jīng)銷商模式占據(jù)很大比例??傮w上看,熱泵行業(yè)的銷售渠道建設(shè)還處在初級階段,非常適合的渠道模式以及渠道管理方式仍然不很確定。
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直熱式熱泵與循環(huán)式熱泵——稿件介紹了兩種熱泵的加熱方式及其各自優(yōu)勢。
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熱泵技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀 摘要 :本文從熱泵的定義入手,介紹了它的原理, 、節(jié)能和環(huán)境效益,比較它與制冷機的區(qū)別,給出了熱泵 的熱力學(xué)循環(huán)原理圖,并介紹了熱泵的分類方法以及一些常用熱泵的原理圖。最后介紹了我國的熱泵發(fā)展 情況,提出了未來的計劃和要達到的目標。 關(guān)鍵詞 :熱泵;節(jié)能;環(huán)境;分類;現(xiàn)狀 1 熱泵的節(jié)能與環(huán)境效益 1.1熱泵定義 熱泵是一種以消耗部分能量作為補償條件使熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體的能量利 用裝置。熱泵能把空氣、土壤、水中所含的不能直接利用的熱能、太陽能、工業(yè)廢熱等轉(zhuǎn)換 為可以利用的熱能。 在暖通空調(diào)工程中可以用熱泵作為空調(diào)系統(tǒng)的熱源來提供 100℃以下的 低溫用能。 根據(jù)熱力學(xué)第二定律, 熱量是不會自動從低溫區(qū)向高溫區(qū)傳遞的, 必須向熱泵輸入一部 分驅(qū)動能量才能實現(xiàn)這種熱量的傳遞。 熱泵雖然需要消耗一定量的驅(qū)動能, 但根據(jù)熱力學(xué)第 一定律,所供給用戶的熱量卻是消耗的驅(qū)
相信現(xiàn)如今人們都希望過上舒適健康的生活,而當前生活中應(yīng)用的地源熱泵是比較高檔的保暖設(shè)施,地源熱泵在家庭中使用可以較好的提供暖氣。那么,地源熱泵有什么優(yōu)勢呢?下文為大家具體分析。
地源熱泵功率—地源熱泵優(yōu)缺點的原理介紹
地源熱泵是利用淺層地能進行供熱制冷的新型能源利用技術(shù),熱泵是利用逆卡諾循環(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,通常都是用來做為空調(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,冬季把熱量從地下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)部,夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)部,只是冬夏兩季工作的溫度范圍不同而已。
地源熱泵功率—地源熱泵優(yōu)缺點的優(yōu)缺點介紹
對于垂直式埋管系統(tǒng),其優(yōu)點有。較小的土地占用,管路及水泵用電少,其缺點是鉆井費用較高;對于水平式埋管系統(tǒng),其優(yōu)點有:安裝費用比垂直式埋管系統(tǒng)低,應(yīng)用廣泛,使用者易于掌握,其缺點有:占地面積大,受地面溫度影響大,水泵耗電量大。
地源熱泵功率—地源熱泵優(yōu)缺點的結(jié)構(gòu)介紹
地源熱泵系統(tǒng)的組成部分。地源熱泵系統(tǒng)由以室外系統(tǒng),室內(nèi)系統(tǒng),機房系統(tǒng)三部分組成。也就是我們經(jīng)常說的地源熱泵空調(diào)三合一。地源熱泵系統(tǒng)的室外系統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)的室外系統(tǒng)主要由地埋管,地埋管填料,組成。 地埋管是室外地下?lián)Q熱器,就是降水通過地埋管在地下循環(huán),在底下進行熱交換。 地埋管填料是地埋管的輔助材料,是為了讓地埋管能夠更好的在底下達到換熱的效果。地源熱泵系統(tǒng)的室內(nèi)系統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)的室內(nèi)系統(tǒng)中包含連接水管,電動二通閥門組件和風(fēng)機盤管(空調(diào)),以及地暖組成。 連接水管主要的作用是進行熱水和冷水的輸送。
地源熱泵是一種家庭生活中應(yīng)用逐漸普及的一種取暖設(shè)施,使用地源熱泵可以較好的改變?nèi)藗兩钯|(zhì)量。上文中講解了地源熱泵的一些特性,感興趣的朋友們可以參考本文介紹,詳細了解地源熱泵的知識。
一、 定義上的區(qū)別:
地源熱泵和水源熱泵在概念上來講主要是針對系統(tǒng)所說的,也就是地源熱泵系統(tǒng)和水源熱泵系統(tǒng),而不是針對主機,有很多人在這方面有誤解,換句話說地源熱泵主機和水源熱泵主機是一樣的主機。
而我們通常所說的地源熱泵或者水源熱泵就是指主機源水側(cè)水源的來源。 如果是地源熱泵的話,那么他的水源來源于地下埋管的閉式環(huán)路,源水側(cè)的水通過地下埋管與地下進行熱交換,而不發(fā)生物質(zhì)交換,這就是我們通常所說的地源熱泵,歐美的表示方法為geothermal-heatpump。
水源熱泵區(qū)別于地源熱泵的就是源水側(cè)水源直接取自地下水或者江水或者海水等,它是一種開式的型式,水被直接拿來取熱或排熱并按要求排放回原取水點,只是利用了自然界水中的能量,這樣的形式就稱為水源熱泵了。
二、 簡理解單的區(qū)別:
1:地源熱泵是室外打孔,占地面積比水源熱泵要大
2:水源熱泵是室外打水井,但現(xiàn)在政府對打井審批比較復(fù)雜(水源熱泵是需要打井的,通常都需要水務(wù)局批準。),而地源熱泵國家不需要相關(guān)的審批手續(xù)
3:地源熱泵比水源熱泵室外部分投資要高
所有的淺層低溫能熱泵都統(tǒng)稱為:地源熱泵
地源熱泵分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。
你所說的地源熱泵應(yīng)該是指土壤源的。
“地源”和“水源”的區(qū)別主要是介質(zhì)不同,設(shè)計和施工方法也不同。
土壤源熱泵也是閉式系統(tǒng)的一種,主要是在建筑物周圍的地下鋪設(shè)地耦管,封閉的管內(nèi)流動介質(zhì)與建筑物內(nèi)部完成熱交換。
水源熱泵是開式系統(tǒng)的一種,地下水或地表水經(jīng)過換熱器提取熱量。
地源熱泵用地埋管收集土壤中的熱量 水源熱泵用地下水收集水體中的熱量 兩者原理類似,實際設(shè)計溫度,載冷劑和閥部件有一定區(qū)別,因為地下水溫度較高,可直接作為載冷劑。而地埋管出水溫度較低,經(jīng)常有可能低于零度,所以常采用乙二醇溶液作為載冷劑,乙二醇濃度視最低出水溫度而定。 原理一樣,取熱源的方式不同。
水源熱泵是打井直接取地下水進行換熱或換冷;
地源熱泵是在地下埋設(shè)很多管道,然后再在管道內(nèi)注滿水或者防凍液作為換熱介質(zhì),通過管道內(nèi)的介質(zhì)循環(huán)吸收地下的熱量或冷量。
三、 其它區(qū)別:
地源熱泵是地下閉式系統(tǒng),水源是熱泵是地下開區(qū)系統(tǒng),水源受到政府限制,還有地下水源是否長期穩(wěn)定的影響。地源則相對穩(wěn)定的多。聯(lián)系是,它們都是相同的制冷(熱)原理,只是所用的媒介不一樣。
地源熱泵包括土壤源熱泵和水源熱泵
水源熱泵包括地表水和地下水源熱泵
簡單的說地源熱泵是提取地下土壤源的溫度,水源熱泵是提取地下水的溫度,再通過組機等來達到供暖或制冷,地源熱泵要比小源熱泵貴很多,所以一般只要一個地區(qū)地下水豐富的話就會采用水源熱泵
四、 簡單的圖對比:
五、 地源熱泵的優(yōu)點:
地源熱泵中央空調(diào)的工作原理,是充分利用了地表下土壤及水資源具有恒溫和償量大的特點,為空調(diào)機組創(chuàng)造了一個極佳的工作條件,在制冷過程中,機組將空調(diào)空間的熱量置換出來,并帶入地下被土壤或水源所吸收,制熱時機組將地下土壤中的熱能轉(zhuǎn)換出來帶入所需采暖的空間;
由于地下土壤焓量大及選定溫度適宜,所以機組的工作效率大為提高;
其COP(能效比)值在采暖時達3.8以上,而在制冷時,則高達5.2以上,與普通中央空調(diào)相比,其節(jié)能達30%-50%,從而達到了高效節(jié)能的效果;
機組在工作過程中噪音小、不耗水、不產(chǎn)生任何廢棄及污染物,環(huán)保效果顯著;機組安裝簡便,占地小免去了室外冷卻塔,使維修量極小,投資成本大為降低,是當今最為經(jīng)濟的空調(diào)技術(shù)。
水源空調(diào)用地表水就可以,如湖泊、江河等均可 。
六、水源熱泵與地源熱泵打井的區(qū)別:
地下水源地源熱泵和地埋管地源熱泵的打井設(shè)計規(guī)則:
地源:井口間隔4米以上,采用DN32管地埋,管型U,材質(zhì)PE,井深60~180米,井口直徑160~200毫米。
水源:間隔15米以上,采用大徑單管,材質(zhì)PE,井深60~150米,井口400毫米。根據(jù)地質(zhì)條件不同每口取水井配2~15口回灌井。
地質(zhì)特點可以從相關(guān)部門索取,也可以先打一口研究井。
比如:若制冷量為1200KW:
地源熱泵:需要180口,100m深的地埋井,采用DN32,PE,雙U管。
水源熱泵: 需要3口,60~150m(根據(jù)地下水位,國家規(guī)定不允許超過150m)供水井,每口供水井需要3~15口回灌井(根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造決定)。
打井需要注意的問題:
最好是通過打?qū)嶒灳鰺犴憫?yīng)實驗,通過專業(yè)的軟件計算后得出更準確的數(shù)據(jù)
1.根據(jù)所打試驗井所做的水文地質(zhì)勘察報告和水資源論證報告中的內(nèi)容,出水量(與含水層厚度有關(guān),井口大小也稍有影響),回灌能力等;
2.根據(jù)所要采暖或制冷的面積,計算冷熱負荷,確定水源熱泵機組型號及數(shù)量和需水量;
3.考慮井位所在地理位置,以及氣候影響。(比如附近有河壩,雨季長短都有影響)先根據(jù)負荷算排熱量,吸熱量。在做熱響應(yīng)測試,如無條件做測試,可以按照經(jīng)驗估算~埋管分單U、雙U、套管等形式,一般都是定制產(chǎn)品,工地上現(xiàn)做的不多,也不經(jīng)濟,所以沒有井底連接的問題。
4、要是做地源熱泵的話 得坐地質(zhì)勘探,了解地下土壤溫度,一般做地源熱泵的成本造價要比水源熱泵成本高很多,用水源熱泵的話得看你那工程地下水每口井出水能達到多少噸每小時,但是用水源熱泵的話得考慮回灌問題,水源熱泵回灌問題是水源熱泵良好運行的前提,用備用井的話是考慮回灌的問題 假如每口井出水200噸每小時 但是回灌壓力大不能能200噸水都能回灌回去一般都得分2 口井或者3口井分流回灌水源熱泵的運行取水的同時,也同時回灌地源熱泵閉式系統(tǒng)不會影響水,水就在地埋管里流通,不到外面的;土層的話就目前好像沒有說有什么大的影響;弊端有啊,造價昂貴,
七、 其它考慮:
如果綠化面積或停車場面積比較大,可以考慮地源,因為地源需要較大的面積做地埋管。反之,考慮水源熱泵。還有就是地源打井部分的費用要大大高于水源,而且有的地質(zhì)條件不太適合做地源熱泵,打井難度太大。
八、 泵的區(qū)別:
不管水源還是地源:一般兩套泵,一套給機組提供冷熱負荷的供水泵,一套用來給末端供水的空調(diào)泵
地源熱泵主要用管道離心泵根據(jù)水溫選擇泵! 立式離心泵又叫做管道泵,一般土壤源熱泵用這種的,地下水源熱泵用潛水泵地源熱泵是個空調(diào)系統(tǒng),包括冷熱源和末端部分機房部分,末端和常規(guī)空調(diào)一樣。
機房部分包括主機,水泵,分集水器,地埋管,檢修井,或許如果冷熱不平衡的話,要采用冷卻塔,或者板換。
安裝就按照施工圖和施工規(guī)范,地埋部分有專業(yè)的打井公司的,橫埋管豎埋管都可以做。
大型的項目還是小型別墅類的,這兩種類型的在機房部分是有差別的。
A、目前市面上的地源熱泵主機按壓縮機分類,主要是由兩種類型的,一種是渦旋壓縮機的全封閉式機組,另一種是螺桿式壓縮機的半封閉式機組。該兩種的主機設(shè)備的安裝有所不同。
1)渦旋式地源熱泵主機是內(nèi)置四通換向閥門的,其蒸發(fā)器和冷凝器在制冷和制熱的情況下會自動切換,所以主機水側(cè)的管路不需要做管路切換,直接按照標準的負載側(cè)和源水側(cè)接管就可以了,當然,所有空調(diào)的水側(cè)都需要水泵(空調(diào)泵)。
2)螺桿式地源熱泵主機是沒有內(nèi)置四通換向閥門的,所以主機的冷凍水側(cè)必須要做好水路切換,主機制冷和制熱的情況下,其蒸發(fā)器和冷凝器的作用互換,夏季時蒸發(fā)器是接負載側(cè)的,而冬季時冷凝器是接負載側(cè)的。
B、設(shè)計這塊不由你做,但地源熱泵的室外埋管部分的設(shè)計非常重要,如果你有圖紙,按圖施工就是了。地埋管施工外包就可以了。但一定要控制好,因為現(xiàn)在很多打井隊都是糊弄事的,做完走人,等你運行起來發(fā)現(xiàn)問題就晚了。有幾個注意事項,可供參考:
1)管材到場一定要做好保壓,并封住兩頭,避免雜質(zhì)進入,因為地埋管系統(tǒng)一旦做好,就很難清理了,時間長了會降低地埋管換熱效率;
2)下管時一定要帶壓下管,一方面是為了使管子方便下放,另一方面為了防止管子做好后上浮;
3)橫埋的連接管一定要埋在距地面至少1.5米深(1.5-2m)以下,否則將來地埋管的熱損失極大,而且如果將來上面的地上有重物等,容易壓壞管子。
C、機房內(nèi)的配置其實都是水系統(tǒng)的配置,主要零配件有負載側(cè)水泵、源水側(cè)水泵、壓力表、溫度計、流量開關(guān)、Y型過濾器、定壓罐或膨脹水箱、軟接、無縫鋼管及相應(yīng)的管件、PE管及相應(yīng)的管件、電子水處理儀、自動排氣閥、集分水器、電控柜等。
其實地源熱泵安裝除了室外部分,都可以按照水冷系統(tǒng)來做。
九、 地源熱泵打井數(shù)量的確定:
1、打井的數(shù)量與地質(zhì)條件有很大的關(guān)系,粗細紗,黃土層,或卵石層、基巖層打孔的深度都不一樣的,
2、與所配的地源熱泵機組的制熱量有關(guān)系,比如:制熱量是100KW,每延米的換熱量是45W
3、上述兩個條件就能算出打井的數(shù)量來
十、地埋管:
地源熱泵埋管共分兩種,一種水平地埋,一種為垂直埋管。
規(guī)范規(guī)定:水平連接管的深度應(yīng)在凍土層以下0.6m,且距地面不宜小于1.5m。
水平地埋管普遍使用在單相運行狀態(tài)的空調(diào)系統(tǒng)中,一般的設(shè)計埋管深度在2~4米之間,在只用于采暖時,土壤在整個冬天處于放熱狀態(tài),溝的深度一定要深,管間距要大。
規(guī)范規(guī)定:豎直地埋管換熱器埋管深度宜大于20m,鉆孔孔徑不宜小于0.11m,鉆孔間距應(yīng)滿足換熱需要,間距宜為3~6m。
垂直埋管換熱器通常采用的是U型方式,按其埋管深度可分為淺層(< 30 m),中層(30~100 m)和深層(>100 m)3種。埋管深,地下巖土溫度比較穩(wěn)定,鉆孔占地面積較少,但相應(yīng)會帶來鉆孔、鉆孔設(shè)備的經(jīng)費和高承壓埋管的造價提高。
來源:地源熱泵服務(wù)聯(lián)盟
根據(jù)熱泵所利用能源的不同,熱泵可作如下分類:
一、空氣源熱泵
以空氣作為“源體”,空氣源熱泵,通過冷媒作用,進行能量轉(zhuǎn)移。目前的產(chǎn)品主要是家用熱泵空調(diào)器、商用單元式熱泵空調(diào)機組和熱泵冷熱水機組。熱泵空調(diào)器已占到家用空調(diào)器銷量的40—50%,年產(chǎn)量為400余萬臺。熱泵冷熱水機組自90年代初開始,在夏熱冬冷地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用,據(jù)不完全統(tǒng)計,該地區(qū)部分城市中央空調(diào)冷熱源采用熱泵冷熱水機組的已占到20—30%,而且應(yīng)用范圍繼續(xù)擴大并有向此移動的趨勢。
二、水源熱泵
以地下水作為冷熱"源體",在冬季利用熱泵吸收其熱量向建筑物供暖,在夏季熱泵將吸收到的熱量向其排放、實現(xiàn)對建筑物供冷。雖然目前空氣能熱泵機組在我國有著相當廣泛的應(yīng)用,但它存在著熱泵供熱量隨著室外氣溫的降低而減少和結(jié)霜問題,而水源熱泵克服了以上不足,而且運行可靠性又高,近年來國內(nèi)應(yīng)用有逐漸擴大的趨勢。
三、地源熱泵
地源熱泵是以大地為熱源對建筑進行空調(diào)的技術(shù),冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高對建筑供暖,同時蓄存冷量,以備夏用;夏季通過熱泵將建筑物內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下對建筑進行降溫,同時蓄存熱量,以備冬用。由于其節(jié)能、環(huán)保、熱穩(wěn)定等特點,引起了世界各國的重視。歐美等發(fā)達國家地源熱泵的利用已有幾十年的歷史,特別是供熱方面已積累了大量設(shè)計、施工和運行方面的資料和數(shù)據(jù)。
四、復(fù)合熱泵 為了彌補單一熱源熱泵存在的局限性和充分利用低位能量,運用了各種復(fù)合熱泵。如空氣-空氣熱泵機組、空氣-水熱泵機組、水-水熱泵機組、水-空氣熱泵機組、太陽-空氣源熱泵系統(tǒng)、空氣回熱熱泵、太陽-水源熱泵系統(tǒng)、熱電水三聯(lián)復(fù)合熱泵、土壤-水源熱泵系統(tǒng)等。
1、太陽-空氣熱源熱泵系統(tǒng) 太陽-空氣熱源熱泵系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的空氣熱源熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,利用太陽能熱源而新開發(fā)的系統(tǒng)。它可以制冷、供熱、供生活熱水,是一種利用自然能源、無污染、適用性廣、效率高的新型冷熱源系統(tǒng)。
2、土壤-水熱泵系統(tǒng) 土壤-水熱泵(下稱土壤熱泵)可利用低品位的土壤熱能提供熱水或向建筑物供暖。美國、德國及瑞典等北歐國家,已有上萬臺此類熱泵裝置在運行,土壤熱泵技術(shù)已趨成熟,并迅速地加以推廣使用。目前正在制訂土壤熱泵用于供暖的技術(shù)規(guī)范。
3、太陽能-水源熱泵空調(diào)系統(tǒng) 太陽能水源熱泵系統(tǒng)由三部分組成,即太陽能集熱系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)和熱水供應(yīng)系統(tǒng)。其系統(tǒng)是將建筑物的消防水池作為蓄水供應(yīng)系統(tǒng)。以解決太陽能的間歇性和不穩(wěn)定性。當環(huán)路水溫高于35℃時,水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)同消防水池斷開,冷卻塔投入運行,當環(huán)路水溫在15~35℃之間時,太陽能作為冷卻塔停止運行,生活熱水供應(yīng)的熱源收集的太陽能用來加熱生活用水;當環(huán)路水溫低于15℃時,環(huán)路與消防水池連通,太陽能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)吸收太陽能。若仍有多余的太陽能時,可繼續(xù)加熱生活用水。 熱泵除上述四類以外,還有噴射式熱泵、吸收式熱泵、工質(zhì)變濃度容量調(diào)節(jié)式熱泵及以CO2為工質(zhì)的熱泵系統(tǒng)。