地源热泵空调系统介绍1.docx

地源热泵空调系统介绍 1.1浅层地热资源 地球是一个巨大的能源聚宝盆，它由地壳、地幔和地核组成。有47%的太阳辐射能量被地表的土壤、水分吸收，比人类每年利用能量的500倍还多。浅层地下30米全数百米深的地壳受到太阳和地核的双影响，形成了一个温度在13°C---23C之间的相对恒温层，它储存了取之不尽的低温可再生能源。上述深度的土壤温度基本不受四季变化的影响，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低。浅层地能（热）是地表浅层（土壤、地下水或河流、湖泊）吸收太阳能、地热能而蕴藏的低品位热能。浅层地能（热）具有可再生、储量巨大、分布广泛、温度恒定、易于采集等特点。随着科学的进步，利用类似空调的原理，通过热泵技术，可实现能量的充分利用。这种使用浅层地热能为建筑物供暖（制冷）的比例在欧美发达国家已达到30%甚至更高。 1.2地源热泵技术 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（电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵每消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或70%?90%的燃料内能转为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量。由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10?25C，其制冷、制热系数可达3.5?4.4,其运行费用为普通中央空调的50%?60%。近十几年来，地源热泵空调系统在美国、加拿大及瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，全国各地已开始陆续使用。可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。 地源热泵的运行原理 地源一词是从英文“groundsource”翻译而来，汉语的内涵则十分广泛，应包括所有地下资源的含义。 冬季：地源热泵系统通过埋在地下的封闭管道（称为环路）从大地土壤中收集热量，而后由环路中的循环水把热量带到室内。在通过的地源热泵机组通过热交换获得高品位的热能，并将热能集中起来，供房间采暖需求。 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，使房屋的温度降低，达到人体所需的舒适温度。 1.3地源热泵的特点 由于地源热泵技术利用地壳表层低温热资源作为空调机组的制冷制热的冷热源，所以具有以下优点： 属可再生能源利用技术 地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得地源热泵利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。 高效节能 地源热泵机组可利用的土壤温度冬季为15-18°C，土壤温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季土壤为17-20C，同样可以满足用户使用需求。据我们所实施的工程经验估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30-40%的运行费用。 运行稳定可靠 土壤的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是热泵机组很好的冷热源，土壤温度较恒定的特性，使得热机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。比起太阳能加热系统受天气变化影响相比，更加稳定、可靠。 环境效益显著 地源热泵的使用电能，电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。所以节能的设备本身的污染就小，设计良好的地源热泵机组折电力消耗，与空气源热泵相比相当于减少30%以上，与电供暖相比相当于减少70%以上。 地源热泵技术采用的环保制冷剂，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共质。 —机多用，应用范围广 地源热泵系统可供暖、空调和生活热水，一机多用。特别是对于同时有供热、供冷和生活热水要求的建筑物，地源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以满足供热、供冷和生活热水的要求，减少了设备的初投资。 6?自动运行 地源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，使用寿命可长达25年以上。