地源热泵中央空调简析

 小常     |      2019-12-03 16:47

  地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。今天京乐企服小编就来给大家讲解一下地源热泵中央空调的相关知识。
 

地源热泵中央空调简析-图
 

  一、地源热泵中央空调的优势

  1、地源热泵节能高效。

  地源热泵利用的是地源,冬天比大气温度高,夏季比大气温度低,温度比较稳定,所以可以比普通空调节能40%。

  2、地源热泵实现了能源可再生。

  地源热泵将地球表面浅层的地热资源作为冷热源实现冬季制热、夏季制冷的功能的,所以这使地能变成了清洁的可再生能源。

  3、地源热泵节能节省费用。

  季运行时,COP约为4.2,即投入1KW电能,可得到4KW的热能,夏季运行时,COP可达5.3,投入1KW电能,可得到5KW的冷量,能源利用效率为电采暖方式的3-4倍;并且热交换器不需要除霜,减少了结霜和除霜的用电能耗。比常规空气源空调节能50%左右。

  4、地源热泵可以一机三用。

  一般地源热泵都具有供暖、空调和热水的功能,真正做到了一机三用的效果,适用场所广,包括学校、医院、办公楼、别墅等场所皆能使用。

  5、地源热泵使用寿命长。

  地源热泵的使用时间是非常长久,设备埋在地下或装在室内,机械运动部件少,使用寿命在20年左右,较之普通空调系统长5~10年,性价比更高。

  二、地源热泵的工作原理

  地源热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑物中的所有地源热泵机组而构成的封闭环路的中央空调系统。

  冬季,地源热泵系统通过埋在地下的封闭管道(称为环路)从大地收集自然界热量,而后由环路中的循环水把热量带到室内。再由装在室内的地源热泵系统驱动的压缩机和热交换器把大地的能量集中,并以较高的温度释放到室内。

  夏季,此运行程序则相反,地源热泵系统将从室内抽出的多余热量排入环路而为大地所吸收,使房屋得到供冷。尤如电冰箱那样,从冰箱内部抽出热量并将它排出箱外使箱内保持低温。

  地下土壤的温度全年相对保持稳定,夏季地温要比地面空气温度低,冬季却比地面温度高。地源热泵利用大地这一特性,在地下土壤中埋设换热器,通过中间介质(水或抗冻剂)作为热载体在封闭的环路中循环,从而实现与大地的热交换。 夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下,对建筑物降温,同时储存热量以备冬用;冬季通过热泵将大地中的低位热能提高品位对建筑供暖,同时储存冷量以备夏用。

  三、地源热泵系统存在的问题

  随着人们生活水平的提高和科技的进一步发展,我们不在满足于中央空调的制冷制热设计,节能环保的地源热泵越来越多的受到广大用户的青睐。任何事情都有两面性,我们在看到地源热泵优点的时候也要看到地源热泵存在的问题!

  地源热泵就是利用土壤的热量来进行供暖制冷的,但是实际上地下土壤、卵石与岩石的传热,地下含水层的热迁移都是十分缓慢的,如果我们不遵守年热平衡原则,在装修设计的时候没有考虑好,就会造成很大的问题。比如每年夏季累计向地下排放的热量大于冬季累计吸取的热量,即使该地区地下恒温带每年只升高0.5℃,10年后地源热泵系统就不能有效正常工作了。

  地源热泵夏季制冷一般释放至地下热量为主机制冷量的60~70%,但是冬季采用传统地板辐射采暖时,需要从地下土壤吸取主机制热量的60~70%。冬季所需的制热量小于夏季释放至土壤中的热量,从而造成土壤的温度越来越高(华东地区空调制冷负荷一般在150~180W/m2,地板采暖的热负荷一般也在120~150W/m2)。

  地源热泵机组要求全年冷负荷和热负荷要基本均衡,这样才不至于发生地下热环境恶化。在30~300m深的地下,只要其全年的总取热量与总排热量相等,就能持久地维持恒温带的状态,但是实际操作的时候是很难做到的。所以说地源热泵系统最大的问题是夏冬热力平衡的问题,如果不解决这个问题,地源热泵系统很难长时间正常运行。

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