水源热泵与地源热泵的工作原理(地源热泵水源热泵全面解读对比及工程施工建议)
1、地源热泵技术原理
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。通过输入少量的高品位能源(电能)即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。
2、冬季制热
在制热状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量,通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发,将水路循环中的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝,由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中,以强制对流 、自然对流或辐射的形式向室内供暖。
3、夏季制冷
在制冷状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽-液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝,由水路循环将冷媒所携带的热量吸收,最终由水路循环转移至地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中,通过冷媒-空气热交换器,以13℃以下的冷风的形式为房供冷。
简单的来说就是:
在冬季,把土壤中的热量“取”出来,提高温度后供给室内用于采暖;在夏季,把室内的热量“取”出来释放到土壤中去。
地源热泵优点:
(1)地源热泵属可再生能源利用技术
地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于四百米深)作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的五百倍还多。它不受地域、资源等限制,这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
(2)地源热泵是经济有效的节能技术
地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是很好的热泵热源和空调冷源,这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%,因此要节能和节省运行费用40%左右。另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。
(3)地源热泵环境效益显著
地源热泵的污染物排放与空气源热泵相比,相当于减少40%以上,与电供暖相比,相当于减少70%以上,如果结合其它节能措施节能减排会更明显。
(4)地源热泵可实现一机多用
应用范围广地源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的采暖、空调。
(5)地源热泵空调系统维护费用低
地源热泵非常耐用,它的机械运动部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安装在室内,从而避免了室外的恶劣气候,其地下部分可保证五十年,地上部分可保证三十年。因此地源热泵是免维护空调,节省了维护费用。此外,机组使用寿命长,均在十五年以上;机组紧凑、节省空间;自动控制程度高,可无人值守。
地源热泵与水源热泵定义上的区别:
地源热泵和水源热泵在概念上来讲主要是针对系统所说的,也就是地源热泵系统和水源热泵系统,而不是针对主机,有很多人在这方面有误解,换句话说地源热泵主机和水源热泵主机是一样的主机。
而我们通常所说的地源热泵或者水源热泵就是指主机源水侧水源的来源。如果是地源热泵的话,那么他的水源来源于地下埋管的闭式环路,源水侧的水通过地下埋管与地下进行热交换,而不发生物质交换,这就是我们通常所说的地源热泵,欧美的表示方法为geothermal-heatpump。
水源热泵区别于地源热泵的就是源水侧水源直接取自地下水或者江水或者海水等,它是一种开式的型式,水被直接拿来取热或排热并按要求排放回原取水点,只是利用了自然界水中的能量,这样的形式就称为水源热泵了。
简理解单区别如下:
1:地源热泵是室外打孔,占地面积比水源热泵要大。
2:水源热泵是室外打水井,对打井审批比较复杂(通常都需要环保、国土、矿产等部门批准),而地源热泵国家不需要相关的审批手续!
3:地源热泵比水源热泵室外部分投资要高。
所有的浅层低温能热泵都统称为:地源热泵。地源热泵分为开式系统和闭式系统。“地源”和“水源”的区别主要是介质不同,设计和施工方法也不同。
土壤源热泵也是闭式系统的一种,主要是在建筑物周围的地下铺设地耦管,封闭的管内流动介质与建筑物内部完成热交换。
水源热泵是开式系统的一种,地下水或地表水经过换热器提取热量。
地源热泵用地埋管收集土壤中的热量。水源热泵用地下水收集水体中的热量 。两者原理类似,实际设计温度,载冷剂和阀部件有一定区别,因为地下水温度较高,可直接作为载冷剂。而地埋管出水温度较低,经常有可能低于零度,所以常采用乙二醇溶液作为载冷剂,乙二醇浓度视最低出水温度而定。原理一样,取热源的方式不同。
水源热泵是打井直接取地下水进行换热或换冷;
地源热泵是在地下埋设很多管道,然后再在管道内注满水或者防冻液作为换热介质,通过管道内的介质循环吸收地下的热量或冷量。
其它区别:
地源热泵是地下闭式系统,水源是热泵是地下开区系统,水源受到政府限制,还有地下水源是否长期稳定的影响。地源则相对稳定的多。联系是,它们都是相同的制冷(热)原理,只是所用的媒介不一样。供热信息网了解到简单说地源热泵是提取地下土壤源的温度,水源热泵是提取地下水的温度,再通过组机等来达到供暖或制冷,地源热泵要比小源热泵贵很多,所以一般只要一个地区地下水丰富的话就会采用水源热泵 。
热泵项目施工建议:
如果绿化面积或停车场面积比较大,可以考虑地源,因为地源需要较大的面积做地埋管。反之,考虑水源热泵。还有就是地源打井部分的费用要大大高于水源,而且有的地质条件不太适合做地源热泵,打井难度太大。不管水源还是地源:一般两套泵:一套给机组提供冷热负荷的供水泵,一套用来给末端供水的空调泵。
地源热泵主要用管道离心泵根据水温选择泵!立式离心泵又叫做管道泵,一般土壤源热泵用这种的,地下水源热泵用潜水泵地源热泵是个空调系统,包括冷热源和末端部分机房部分,末端和常规空调一样。
机房部分包括主机,水泵,分集水器,地埋管,检修井,或许如果冷热不平衡的话,要采用冷却塔,或者板换。
安装就按照施工图和施工规范,地埋部分有专业的打井公司的,横埋管竖埋管都可以做。
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