地源热泵系统原理、组成、特点及 常见问题

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地源热泵中央空调系统是真正意义上的环保节能的系统。它通过充分利用蕴藏于地球土壤中或江河湖海中的巨大能量,来实现对地源热泵空调系统的供暖和制冷,因为它利用的是大自然可再生的免费能源,因此其具有显著的环保、节能的效果。 中央空调系统是目前可以利用的对环境最友好和最有效的供冷和供暖地源热泵机组。它比空气空气源热泵系统节能40%以上,比风机盘管节能70%以上,比燃气炉效率提高48%以上,而所需的制冷剂比普通热泵

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地源热泵中央空调系统是真正意义上的环保节能的系统。它通过充分利用蕴藏于地球土壤中或江河湖海中的巨大能量,来实现对地源热泵空调系统的供暖和制冷,因为它利用的是大自然可再生的免费能源,因此其具有显著的环保、节能的效果。
中央空调系统是目前可以利用的对环境最友好和最有效的供冷和供暖地源热泵机组。它比空气空气源热泵系统节能40%以上,比风机盘管节能70%以上,比燃气炉效率提高48%以上,而所需的制冷剂比普通热泵采暖方式减少50%以上,地源热泵空调系统70%以上的能量是从大地中获得的可再生能源。有些品牌的机组还具有三联供技术(供冷、供热、热泵技术),更是进一步实现了业界最高效的能源综合利用。
一、系统原理
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地源空调机组是一种由双管路供热制冷连接起建筑物中的所有热泵空调而构成的封闭环路的空调系统。一定深度以下的地下土壤温度会全年恒定在13℃-20℃之间。利用地球所储藏的空气热泵资源作为地源热泵,进行能量转换的供暖制冷空调系统,地下常温土壤或地下水温度相对稳定的特性。
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冬季:当机组在制热模式时,就从土壤/水中吸收热量,通过冷水机组和热交换器把大地的热量集中,并以较高的温度释放到室内。
夏季:当机组在制冷模式时,就从土壤/水中提取冷量,通过压缩机和热交换器把大地的热量集中,并入室内,同时将室内的热量排放到土壤/水中,达到空调的目的。
二、系统组成
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地源热泵空调系统主要包含地源热泵主机、地热资源和地下埋管。
主机是一种水冷式的供冷/供热机组。机组由封闭式压缩机、同轴套管式(或板式)水/制冷剂热交换器、热力膨胀阀(或毛细膨胀管)、四通换向阀、空气侧盘管、风机、空气热泵系统、安全控制等所组成。
机组本身带有一套可逆的制冷/制热装置,是一种可直接用于供冷/供热的热泵空调制冷空调系统是埋在地下的部分。不同的地埋管并联连接,再通过不同的集管接入热泵主机。
三、系统特点
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传统热泵空调从空气中提取冷热量面临一个矛盾:天气越热,空气就越热,从空气中提取冷量就越困难;同理,天气越冷,从空气中提取热量就越困难。所以,天越热,供热水效果越差;天越冷,空调制热效果越差,越费电。
地源热泵是从大地里提取冷热量。由于大地吸收了47%的太阳能,所以较深的地层能常年保持恒定的地温,它远高于冬季的室外温度,又低于夏季的室外温度,因此地源热泵可克服室外机的技术障碍,且效率大大提高。
●高效:机组利用大地的可再生能源在大地和室内之间转移能量,从而实现用1kw的电力提供4~5kw的冷量或热量。地下土壤的温度常年基本恒定,所以本系统的制冷制热不受环境温度变化的影响,并且制热时无化霜所导致的热量衰减,因此运行费用较低。
●节能:夏季制冷时,系统较之常规系统可以为住宅节约40%~50%的能耗,冬季制热时更可节约高达70%的能耗。
●环保:地源热泵系统在运行中无需燃烧,因此不会产生有毒气体,也不会发生爆炸,大大降低了温室气体的排放来减轻温室效应,有利于创造绿色环保的环境。
●耐用:地源热泵系统运行工况要比常规系统好,因而减少维护,系统安装在室内,不暴露在风雨中,也可免遭损坏,更加可靠,延长寿命;机组寿命均在20年以上,地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管,寿命可达50年。
地下埋管组成部分
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垂直管理、并联
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管井
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管材
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换热原理
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管路长度计算
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权衡取舍
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土壤热物性测试
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管路位置
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安装施工
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冲洗
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四、用户常见11问
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1、什么是地源热泵系统工程呢?
地源热泵是一种利用地球浅层资源,(包括土壤地下水,地表水,或城市中水)即可供热水,也可制冷的高效、节能的空调系统。它利用铺设在土壤,地表水中的换热水系统,实现空调房间和土壤地表水等换热,以达到建筑室内空调的效果。
2、建筑物系统的节能效果如何?
地源热泵中央空调是目前国际上最先进的压缩机,它的制热量--制冷量和所消耗的电功率比值全年平均高于4.0以上,既输1千瓦的电量就能得到4千瓦以上的电量,制热能耗量较其他的太阳能减少50% -- 70%,制冷能耗量较其他制冷方式减少40% -- 60%,地源热泵系统会为你节省大量的运行费用和维护费用。
3、地源热泵系统节能原理是什么?
作为地源热泵系统的热量来源(冬季)和热量的减排低放源(夏季)的土壤深度在数米以下,全年温度基本恒定,冬季远高于室外空气温度,夏季又低于空气温度,因此地源热泵的热量转移的条件远忧于空气源热泵,只需要较少的外界能源即可实现热能的顺利转移。
4、地源热泵需要多大的机房空间呢?
地源热泵的热泵机组有三种。一是小型机组,单机制冷量不大于25KW是可装于吊顶内,不占用任何室内空间,一种是大型螺竿机组,单机制冷量一般都在于几百千瓦以上,需要按在专门机房内,需要占一定的室内空间。总体来说地源热泵中央空调机组占地面积是传统空调的三分之一。
5、地源热泵空调系统的寿命是多少?
地埋管换热部分寿命50年,热泵机组寿命25年,整体系统没有冷热源组,没有风吹,日晒,雨淋,不用频繁清洗,寿命远远长于空气源热泵的室外机组和电采暖的冷却系统。
6、地下埋设闭合回路管道真的有效吗?
通过地下管能源热量技术发展的最新技术成果,这一技术的理论构思产生于40年代,最近几年地埋管设计上的革新和地下管道技术的发展,才使得以地热为能源的热泵技术达到商业应用的最佳要求,到目前为止,地源热泵技术在经济上和技术方面已经成为传统的过滤器技术同时存在,并在现实中应用成熟的技术。
7、地源热泵系统是怎样实现环保的?
地源热泵系统不直接消耗煤和燃油,天燃器等矿物质原料。没有任何直接排放的污染物其次地源热泵将室内的热量,转移到地下土壤中存放,从源头上根除空调系统对城市热岛的影响。
8、有哪些具体体现?
(1)地源热泵系统不直接消耗煤或燃油、天然气等到,没有任何直排物;
(2)地源热泵将室内的热量转移到地下土壤中存放,从源头上根除了空调系统对城市热岛的贡献;
(3)高效的地源热泵系统采用非常严格的控制系统,实现了能量输出和建筑物能量需求的直接对应,减少了剩余能量的损耗;
(4)高效的地源热泵系统,输出同等量的有用能量,仅仅消耗30-60%的电功率,高效的一次能源利用率,是地源热泵系统环保效果的最直接原因。
9、在极端低温的气候条件下,是否要备用热源?
在通常舒适空调系统中,不需要备用热源;地表5米以下的岩土层中全年的温度基本保持不变,不受大气温度的影响,因此地源热泵系统哪怕是很冷的天气条件下也能提供建筑所需的热量。
10、U型地埋管换热系统的换热量与什么有关系?
与地埋换热系统换热量有直接关系的因素有:
1.地质条件。岩石层地质换热最好,其次为沙卵层、沙土层、粘土层。
2.地下的含水量。含水量越深,地下水越丰富,换热量越高。
3.U型地埋管的埋管深度。埋度越深,换热量越好,最浅不能少于40米。
4.PE管道的质量。纯原料生产的PE管道换热量最好,再生料生产的PE管道换热量一般,且质量没有保证。
5.室外气温的变化。室外温度降低,地埋管换热量会略有降低。
6.井孔是否填实。如果井孔没有填实,地埋管道不能与土壤充分接触,热量传递较慢,换热量也会降低。 其他因素一般不会对地埋换热系统有影响,可忽略不计。
11、地源热泵的可靠跟传统空调相比如何?是否需要当地具有管道
采用地源热泵进行热交换的方式,已经是非常成熟的施工工艺,只要按相关标准施工,其稳定性已经得到广泛认可。且由于其不受外界气候的影响,地源热泵是目前所有空调系统中运行最为可靠的。地源热泵有时也被称为地热热泵但实际上,它完全不需要当地具有地热资源,它利用的只是地下介质如土壤、岩石和水的蓄热能力。

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  • 曾经我迷信科学
    曾经我迷信科学 2017年12月08日 17:12:24 2楼
    对于我国北方冬季制热远大于夏季制冷的话,会不会因为冬季取热量过大而导致环境问题呢。
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  • 放水发电
    放水发电 2017年12月25日 09:52:17 3楼

    路过..........学习一下

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  • 没脖子小白熊
    没脖子小白熊 2017年12月26日 10:34:43 4楼

    路过..........学习一下

    回复 0 举报
  • lwc0513
    lwc0513 2017年12月28日 18:46:56 5楼

    不错不错,简单易懂,学习收藏了!感谢楼主

    回复 0 举报
  • 同道者已难寻
    同道者已难寻 2018年01月08日 09:32:31 6楼

    谢谢楼主的讲解,学习了学习了。

    回复 1 举报
  • 同道者已难寻
    同道者已难寻 2018年01月08日 09:33:39 7楼

    按理说在夏季应该把热能补充到地下储存起来,不然冬季的时候地下水温度可能不够。

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  • 没脖子小白熊
    没脖子小白熊 2018年01月09日 10:54:53 8楼

    谢谢楼主的资料

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  • cavycavycavy
    cavycavycavy 2018年01月09日 22:18:02 9楼

    路过..........学习一下

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  • 没脖子小白熊
    没脖子小白熊 2018年01月11日 16:48:49 10楼

    谢谢楼主分享!学习了

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  • 孟飞
    孟飞 2018年01月31日 15:16:21 11楼

    路过,学习学习。。

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