水源热泵与地源热泵优缺点的比较
什么是水源热泵中央空调 水源热泵机组原理及优缺点
什么是水源热泵中央空调水源热泵机组原理及优缺点
水源热泵中央空调是一项节能环保新技术,与地源热泵从大地中提取冷热量相比,水源热泵机组是利用地表水作为冷热源,然后进行能量转换的供暖空调系统。简单来说,水源热泵和地源热泵都是冷暖空调,不存在传统空调冬季化霜等难点问题,只不过水源热泵是通过地下水达到冷却制冷剂的效果,不占建筑面积。下面,我一起来看看水源热泵中央空调的定义、水源热泵机组原理及优缺点。
什么是水源热泵中央空调
水源热泵中央空调是一种利用地下浅层地热资源(如地下水、河流和湖泊中吸收地太阳能和地热能等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。水源热泵机组以水为载体,在冬季采集来自湖水、河水、地下水的低品位热能,取得能量供给室内取暖;在夏季把室内的热量取出,释放到水中,以达到夏季空调供冷的目的。
水源热泵机组原理
夏季制冷时,水源热泵中央空调井水为机组的排热源。制冷剂在蒸发器内吸热蒸发,制取7℃冷水,送入房间使用,由于水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高;制冷剂再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽,进入冷凝器,由井水带走热量并排至井中。
冬季制热时,水源热泵中央空调井水为机组的吸热源。制冷剂在蒸发器内吸取井水的热量蒸发,井水回灌井内,由于水体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。制冷剂再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽,进入冷凝器,加热循环水,制取45℃到50℃(最高可达65℃)的热水。
水源热泵机组原理的优缺点
水源热泵中央空调具有可再生能源利用技术、高效节能、制冷采暖生活热水三位一体、节省建筑空间、环境效益显著等多种优点,其缺点是对地下水质量要求比较高,需要良好的地下水源条件,用户在装水源热泵之前,需要先向各地水资委申请,申请通过之后才能装,
地源热泵优缺点
地源热泵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,是一种非常节能的采暖制冷方式,因此受到国家建设部大力推荐,许多新建小区也是不遗余力大兴土木,地源热泵工程在全国各地轰轰烈烈开展,但是任何事情都是利弊共存,地源热泵也不是十全十美的,以下为。
优点1:稳定性好:
地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定,常年保持在较适宜的10—20℃范围内,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低。
优点2:节能高效:
地源热泵系统主要利用地下恒定的能量,以电力为辅,节能高效。在冬季运行的时候,地源热泵电能转化率为百分之百,而常规中央空调为了维持正常运转,需要将将近40%的电能用于化霜,仅有60%的电能正常转化为热能,这使得地源热泵空调比传统中央空调节能40%~50%左右。
优点3:使用寿命长:
地源热泵系统非常的可靠耐用,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,一般室外地下换热部分寿命为50年,地上热泵机组寿命为25年。
优点4:一机多用:
地源热泵系统可供暖、空调制冷,还可提供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统,一步到位,高效便捷。
优点5:环保可再生:
地源热泵的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,在供热时,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,不会产生城市热岛效应,对环境非常友好。并且,地源热泵属于可再生能源,符合能源可持续性发展的趋势,是理想的绿色环保产品。
缺点1:地源热泵的使用受到场地限制,热交换是在地下进行的,必须通过打井进行热量传输,因此没有足够的场地就不能实现能量交换。
地源热泵的分类及其优缺点
地源热泵的分类及其优缺点
一、地下水热泵系统(Groundwaterheatpumps,GWHPs),也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出,通过二次换热或直接送至水源热泵机组,经提取热量或开释热量后,由回灌井群灌回地下。
其最大优点是非常经济,占地面积小,但要留意必须符合下列条件:水质良好;水量丰富;回灌可靠;符合标准。
二、地表水热泵系统(Surface-waterheatpumps,SWHPs)。通过直接抽取或者间接换热的方式,利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵冷热源。回属于水源热泵方式。
其优点有:在10米或更深的湖中,可提供10℃的直接制冷,比地下埋管系统投资要小,水泵能耗较低,高可靠性,低维修要求、低运行用度,在热和地区,湖水可做热源,其缺点有:在浅水湖中,盘管轻易被破坏,由于水温变化较大,会降低机组的效率。
三、(a)水平埋管地源热泵系统(
Horizontalground-coupledheatpump)(b)垂直埋管地源热泵系统(Verticalboreholeground-coupledheatpump)。(a)和(b)两种方式都回属于地下耦合热泵系统(
Ground-coupleheatpumpsGCHPs),也称埋管式土壤源热泵系统。还有另外一个术语叫地下热交换器地源热泵系统(Groundheatexchanger)。这一闭式系统方式,通过中间介质(通常为水或者是加进防冻剂的水)作为热载体,使中间介质在埋于土壤内部的封闭环路中循环活动,从而实现与大地土壤进行热交换的目的。
热泵设计选型指导
热泵设计选型指导
首先,设计热泵时需要考虑的一个重要因素是热负荷。热负荷是指制
冷或供暖过程中需要转移的热量。要确定正确的热负荷,需要考虑房屋或
建筑物的面积、绝缘等级、气候条件以及所需的温度调节范围。可以通过
进行热负荷计算来确定正确的热负荷。
其次,热泵的能效比也是设计选型的重要考虑因素。能效比是指热泵
输出的热能与输入的电能之间的比例。较高的能效比意味着更高的能源利
用率和更低的运行成本。因此,在选型过程中,应选择具有较高能效比的
热泵。
此外,热泵的类型和工作原理也需要考虑。常见的热泵类型包括空气
源热泵、地源热泵和水源热泵。每种类型都有其优缺点和适用场景。例如,空气源热泵适用于所有地区,成本较低,但其性能会受到气温变化的影响。地源热泵适用于需要大量热能的建筑物,但需要较大的土地空间。水源热
泵适用于靠近水源的地区,但对水质和流量有一定要求。
此外,还需要考虑热泵的综合成本和可靠性。综合成本包括热泵本身
的购买和安装成本,以及日常运行和维护费用。可靠性是指热泵的寿命和
运行稳定性。在选型过程中,应选择具有较低综合成本和良好可靠性的热泵。
最后,还应考虑热泵的环境影响。热泵是一种环保的供暖和制冷解决
方案,其排放的二氧化碳减少了对环境的负担。然而,热泵的制造和安装
过程也会产生一定的环境影响。因此,在选型过程中应选择具有较低环境
影响的热泵,并合理安排其制造和安装过程。
总之,热泵的设计选型是一个复杂的过程,需要综合考虑多个因素。在选择合适的热泵时,需要考虑热负荷、能效比、类型和工作原理、综合成本和可靠性以及环境影响等因素。通过合理权衡这些因素,可以选择最适合需求的热泵,并在实际应用中实现高效节能的效果。
水源热泵与地源热泵优缺点比较
水源热泵与地源热泵优缺点的比较
一、水源热泵深井技术介绍
1、水源热泵原理
地下水是一个巨大的天然资源,其热惰性极大,全年的温度波动很小,一般说来,埋藏于地表20M以下的浅表层地下水可常年维持在该地区年平均温度左右,是理想的天然冷热源。水源热泵系统正是利用地下水的特性而工作的一种新型节能空调。在水源热泵的水井系统中,水源热泵一般成井深度为50米到300米,因为此部分地下水主要由地表水补给,且不适宜饮用,故用于水源热泵中央空调是极佳选择水源中央空调系统的是由末端(室内空气处理末端等)系统,水源中央空调主机(又称为水源热泵)系统和水源水系统三部分组成。为用户供热时,水源中央空调系统从水源中中提取低品位热能,通过电能驱动的水源中央空调主机(热泵)“泵”送到高温热源,以满足用户供热需求。为用户供冷时,水源中央空调将用户室内的余热通过水源中央空调主机(制冷)转移到水源中,以满足用户制冷需求。
1.1系统原理图:制热工况为例(制冷工况可通过阀门切换来实现,即使水源水进冷凝器,蒸发器的冷冻循环水接用户系统),系统原理见下图:
分类:水源热泵根据对水源的利用方式的不同,可以分为闭式系统和开式系统两种。
闭式系统是指在水侧为一组闭式循环的换热套管,该组套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中,通过与土壤或海水换热来实现能量转移。
开式系统也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出,通过二次换热或直接送至水源热泵机组,经提取热量或释放热量后,由回灌井群回地下。
水源热泵原理图:
深井回灌开式环路
空气源VS水源VS地源,三种热泵对比
空气源VS水源VS地源,三种热泵对比
热泵系统集成空调和采暖系统,舒适节能,必将引领未来舒适家居生活的市场潮流。
但地源热泵、水源热泵和空气源热泵,你是否还傻傻分不清楚呢?
一、空气能热泵:
空气能热泵是由电动机驱动的,利用空气中的热量作为低温热源,经过空调冷凝器或蒸发器进行热交换,然后通过循环系统,提取或释放热能,利用机组循环系统将能量转移到建筑物内用户需求。
优点
1、安全性能高,不会产生任何废气,排放有毒气体,不存在漏电危险,安全可靠性强。
2、COP值高,能效比高,绝对省电、省钱。与燃气、电和电辅助加热的太阳能热水器相比,全年费用最低。
3、舒适体验效果好,可以实现自动监控控制,全自动定温有压供水。一年四季全天候使用,不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响,都可正常使用。
4、空气源热泵没有污染性的燃烧外排物,不会对人体造成损害,环保,健康。
缺点
1、空气源热泵最主要的弊病之一就是体积硕大。
2、由于空气能是分散能源,制热速度慢,热效率不是很高。
3、空气源热泵容易出现结霜问题,受地域限制。在-10℃或更低的极低温环境中,空气中热能少,能转换的热能有限,工作效能会大打折扣。
二、水源热泵:
水源热泵是利用地球表面浅层的水源,如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低品位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。
优点:
1、利用清洁能源,高效节能。水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源,要比电锅炉和燃料锅炉节省能量,从而减少了碳排放。
2、以地表水为冷热源,不会造成污染;省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。
水源热泵与地源热泵的区别
水源热泵与地源热泵的区别(含打井)
一、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。
二、简理解单的区别:
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,但现在政府对打井审批比较复杂(水源热泵是需要打井的,通常都需要水务局批准。),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。
你所说的地源热泵应该是指土壤源的。
“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
地源热泵的利与弊
地源热泵的利与弊
1、地源热泵:未明确支持和大力推广,态度不明朗,有些地区明令禁止(天津,上海等)。
2、地源热泵:会对地下水资源、对周边环境造成了一定程度的破坏,实际上把对大气的污染转移到地下水水中,土壤中。虽然理论上抽取的地下水将回灌到地下水层,但目前国内抽取的地下水真正做到全部回灌的少之又少,回灌难落实,采水量大于回灌量,造成地下水位下降,严重时将导致地质层发生变化,地面沉降。另外,对水资源存在物理、化学、生物污染,怎样保证地下水层不受污染也是一个棘手的问题。(武汉汤逊湖地区做的地下水源热泵空调,已经停用,没地下水了!北京地区使用水源热泵机组的地区,由于长期使用地下水,倒至地表层下陷。)
3、地源热泵:一旦地下水量不能满足机组要求,系统将瘫痪。而且在使用过程中,一般3-5年需对水井、板式换热器进行定期维护。
4、地源热泵:主要取决于水井的寿命,达到设计出水的运行时间一般为3-5年。
5、地源热泵:水井、板式换热器需定期(一般为3-5年)维护,费用不菲,需交纳水资源费。
6、地源热泵;地下水量随着运行时间的延长,不一定能满足机组要求,一旦地下水资源溃乏,系统随之瘫痪。
7、地源热泵:板式换热器需定期维护;水井需养井,由于泥砂堵塞,回灌量逐年递减,井的寿命最多3~5年。
8、地源热泵:风险性很大,地下水量的大小,国家对地下水源的使用政策都是不确定因素。谁也无法保证可长期利用地下水源。
9、地源热泵有它的优点,也有很多不足之处,它的应用受到地质条件的制约:水质、水量、地下水的稳定性等。地下水源热泵大量应用暴露出了很多问题,最为典型的是回灌井失效,回灌井堵塞和溢出是大多数地下水源热泵都会出现的问题。
地源热泵工作原理及分类
地源热泵工作原理及分类
地源热泵是一种利用地下土壤或者地下水体的热能进行供热和供冷的系统。它
通过地下热能的吸收和释放来实现室内温度的调节。地源热泵系统由地热换热器、热泵主机、室内机组和管道系统等组成。
地源热泵的工作原理是通过地热换热器与地下热源进行热交换,将地下的低温
热能提取出来,经过热泵主机的压缩、膨胀等过程,使其温度升高,然后通过室内机组将热能释放到室内或者室外。当需要制冷时,地源热泵系统通过反向工作原理,将热能从室内或者室外吸收,然后通过地热换热器将热能释放到地下。
地源热泵根据地热换热器的不同形式,可以分为水源热泵和地壳热泵两种类型。
1. 水源热泵
水源热泵利用地下水体的热能进行热交换。它通过抽取地下水体,将水体中的
热能传递给热泵主机,再将水体回输到地下。水源热泵适合于地下水体丰富的地区,可以实现高效的热交换。
2. 地壳热泵
地壳热泵利用地下土壤的热能进行热交换。它通过埋设地源换热器,将土壤中
的热能传递给热泵主机,实现热能的提取和释放。地壳热泵适合于地下水体稀缺或者不适宜开采的地区,可以利用土壤中的热能进行供热和供冷。
地源热泵具有以下几个优点:
1. 高效节能:地源热泵系统利用地下热能进行热交换,能够实现高效的能量利用,节约能源消耗。
2. 环保节地:地源热泵系统不需要燃烧燃料,减少了二氧化碳等有害气体的排放,对环境友好。此外,地源热泵系统的设备安装在地下或者室内,不占用室外空间。
3. 稳定可靠:地下土壤和地下水体的温度相对稳定,地源热泵系统的热能来源可靠,能够提供稳定的供热和供冷效果。
地源热泵工作原理及分类
地源热泵工作原理及分类
地源热泵是一种能利用地热资源来进行空调和供暖的环境保护
型节能设备。它的工作原理基于地下温度比空气温度更为稳定的特点,通过地源热泵系统将地下热能传递至室内,达到空调或供暖效果。本文将详细介绍地源热泵的工作原理,以及常见的分类。
一、地源热泵的工作原理
地源热泵的工作原理主要分为热能吸收、传导和释放三个过程。
1. 热能吸收:地源热泵利用地下的稳定温度吸收热能。具体而言,它通过埋设在地下的地热集热器,将地下的热能吸收进系统中。
2. 热能传导:热泵系统将吸收到的热能通过导热介质传导至热
泵主机。导热介质可以是地下水、地下管道或地下蓄能的岩石。这
一过程中,热泵系统利用制冷剂的蒸发与冷凝来实现热能的转换。
3. 热能释放:通过热泵主机,热能从导热介质中释放到室内或
室外的空气中。当需要空调时,热泵系统将热能从地热源吸收,并
将其释放到室内空气中。当需要供暖时,热泵系统则将热能从室内
空气吸收,并将其释放到室外空气中。
地源热泵的工作原理是利用地下的稳定温度进行能量转换,因
此其运行效率较高,不受气候条件的影响。同时,地源热泵也是一
种环保型热能利用设备,可以减少对化石燃料的依赖,减少二氧化
碳的排放。
二、地源热泵的分类
根据热源和热载体的不同,地源热泵可以分为水源热泵和土壤
源热泵两种主要类型。
1. 水源热泵:水源热泵利用地下水作为热能的来源。它通过地
下水泵将地下水抽取至热泵系统中,实现热能的吸收和释放。水源
热泵适用于地下水资源丰富、质量较好的地区,可以实现较高的能
效比。
2. 土壤源热泵:土壤源热泵则利用土壤中的热能进行能量转换。它通过埋藏在土壤中的地热集热器吸收地热能,并通过地下管道进
清洁能源供暖方式的简介及优劣
清洁能源供暖方式的简介及优劣
一、地源热泵
(一)供暖方式
地下土壤中蕴含着丰富的温度资源,夏季地下土壤的温度低于地上空间的温度,冬季地下土壤的温度高于地上空间的温度。地温热泵供暖技术就是利用这种季节性温度差,通过专门装置在冬季将地下土壤的高温资源转提取上来,并通过地上室内采暖末端,为室内供暖。采用地源热泵供暖非常节能,通常地源热泵消耗1KW的能量,用户可以得到4KW以上的热量。
(二)优势
1.高效节能:
与锅炉(电、燃料)供热系统相比,地源热泵系统的转换效率最高可达4.7 。而锅炉供热只能将90%以上的电能或70~90%的燃料内能转换为热量供用户使用,因此它要比电锅炉加热节省2/3以上的电能,比燃料锅炉节省1/2以上的能量,运行费用为各种采暖设备的30-70%。由于土壤的温度全年稳定在10℃—20℃之间,其制冷、制热系数可达3.5—4.7,与传统的空气源热泵(家用窗式和分体式空调、中央式风冷热泵)相比,要高出40%以上,其运行费用仅为普通中央空调的50—60%。夏季高温差的散热和冬季低温差的取热,使得土--气型地源热泵系统换热效率很高。因此在产生同样热量或冷量时,只需小功率的压缩机就可实现,从而达到节能的目的,其耗电量仅为普通中央空调与锅炉系统的40%—60%。
2.绿色环保
地源热泵系统在冬季供暖时,不需要锅炉,无废气、废渣、废水的排放,可大幅度地降低温室气体的排放,能够保护环境,是一种理想的绿色技术。
3.分户计费
实现机组独立计费,分户计表,方便业主对整个系统的管理。
4.使用寿命长
家用空调设计寿命8年,燃气锅炉为10年;地源热泵机组为50年,水循环和风管系统60年以上,地耦管路系统为70年,它比所有各种空调系统和采暖设备的寿命都要长。
水源热泵工作原理
水源热泵工作原理
引言概述:
水源热泵是一种利用水体作为热源或热汇的热泵系统。它通过循环流体介质在水源和热源之间传递热量,实现供暖和制冷的效果。本文将详细介绍水源热泵的工作原理。
一、水源热泵的基本原理
1.1 冷热源循环
水源热泵系统由冷源循环和热源循环组成。在冷源循环中,冷水从水源中吸收热量,然后通过水泵被输送至蒸发器。在蒸发器中,冷水与制冷剂进行热交换,制冷剂吸收冷水的热量并蒸发成气体。蒸发后的制冷剂通过压缩机被压缩成高温高压气体。
1.2 热源循环
在热源循环中,高温高压气体通过冷凝器与热水进行热交换。热水从热源中吸收热量,使制冷剂冷凝成液体。冷凝后的制冷剂通过膨胀阀降低压力,变成低温低压的制冷剂液体,然后再次进入蒸发器,循环往复。
1.3 制冷与供暖
通过冷热源循环的运作,水源热泵系统实现了制冷和供暖的功能。在夏季,冷水从水源中吸收热量,通过蒸发器和冷凝器的热交换,将热量排出室外,从而实现制冷效果。而在冬季,热水从热源中吸收热量,通过蒸发器和冷凝器的热交换,将热量输送至室内,从而实现供暖效果。
二、水源热泵的工作原理
2.1 热泵循环过程
水源热泵的工作原理是基于热泵循环过程。热泵循环过程包括蒸发、压缩、冷凝和膨胀四个阶段。在蒸发阶段,制冷剂从液体状态变成气体状态,吸收冷源的热量。在压缩阶段,制冷剂被压缩成高温高压气体。在冷凝阶段,制冷剂与热源进行热交换,释放热量。在膨胀阶段,制冷剂通过膨胀阀降低压力,变成低温低压的制冷剂液体。
2.2 水源热泵的优势
水源热泵相比其他热泵系统具有一些优势。首先,水源热泵的热源和热汇都是稳定的水体,具有较高的热容量和热导率,能够提供稳定的热交换效果。其次,水源热泵系统的运行效率较高,能够实现能源的节约和环境保护。此外,水源热泵还具有灵活性高、可靠性强等优点。
地源热泵和水源热泵
地源热泵和水源热泵
地源热泵 (2)
定义 (2)
概述 (2)
冷热源 (2)
形式 (2)
高效节能 (3)
优点 (4)
工作原理 (5)
组成 (6)
系统类型 (7)
水源热泵 (8)
定义: (8)
工作原理: (8)
优点: (9)
应用 (11)
地源热泵
定义
把地面做低温热源的热泵,即从地面土壤中吸热来取暖的循环设备。
概述
地源热泵是一种利用浅层地热资源(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设备。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现由低温位热能向高温位热能转移。地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源,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。通常地源热泵消耗1kWh的能量,用户可以得到4kWh以上的热量或冷量。
冷热源
目前,地源热泵已成功利用地下水、江河湖水、水库水、海水、城市中水、工业尾水、坑道水等各类水资源以及土壤源作为水源热泵的冷热源。
形式
开式系统:
是直接利用水源进行热量传递的热泵系统。该系统需配备防砂堵,防结垢、水质净化等装置。
闭式系统:
是在深埋于地下的封闭塑料管内,注入防冻液,通过换热器与水或土壤
50-150米深处,一组或多组管与热泵机组相连,封闭的塑料管内的防冻液将热能传送给热泵,然后由热泵转化为建筑物所需的暖气和热水。垂直埋管是地源热泵系统的主要方式,得到各个国家的政府部门大力支持。
2、水平埋管--大地表层
在地下2米深处水平放置塑料管,塑料管内注满防冻的液体,并与热泵相连。水平埋管占地面积大,土方开挖量大,而且地下换热器受地表气候变化的影响。
传统空调、空气能热泵、水源热泵、地源热泵工作原理及优缺点
工作原理
空气能热泵工作原理 空气能热泵通过压缩机系统运转,吸收空气中热量制造热水。具 体过程是:压缩机将冷媒压缩,压缩后温度升高的冷媒,经过水 箱中的冷凝器制造热水。热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循 环。在这一过程中,空气热量通过蒸发器被吸收导入水中,产生 热水。
优点分析
节能环保
空气能热泵主要向空气要热能, 具有太阳能热水器节能、环保、 安全的优点,又解决了太阳能热 水器依靠阳光采热和安装不便的
地源热泵系统的维护相比传统空调系统要困 难一些,因为地埋管换热器一旦出现故障, 维修起来比较困难。
05
综合比较
性能参数对比
传统空调
主要通过制冷剂的循环来调节室 内温度,制冷、制热效果较快,
但受室外环境温度影响较大。
空气能热泵
利用空气中的热能进行制热,节能效果较好,但 低温环境下制热效果会受影响。适用于室外温度 较为温和、如夏热冬冷或夏热冬暖地区。
传统空调、空气能热泵、水 源热泵、地源热泵工作原理 及优缺点
汇报人:
2024年3月23日
• 传统空调的原理及优缺点 • 空气能热泵的原理及优缺点 • 水源热泵的原理及优缺点 • 地源热泵的原理及优缺点 • 综合比较与选择建议
目录
01
传统空调
原理简介
空调即空气调节器,通过制冷主机、 水泵、风机和管路系统等设备,对建 筑或构筑物内环境空气的温度、湿度 、流速等参数进行调节和控制。
地源与水源的区别
根据热力学第二定律,热可以自发地由高温物体传向低温物体,而由低温物体传向高温物体则必须做功。热泵系统实现了把能量由低温物体向高温物体的传递,它是以花费一部分高质能(电能)为代价,从自然环境中获取能量,并连同所花费的高质能一起向用户供热。热泵的供热量大于所消耗的功量,是综合利用能源的一种很有价值的措施。热泵由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等主要部件组成。热泵技术按所需热源的不同大体可分为气源热泵、地源热泵及水源热泵。
地源热泵是一种利用地表浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤和地表水等携带的能量)的高效节能空调系统。该系统集地质勘探成井技术、热泵技术和暖通技术于一体,利用地热资源进行采暖和制冷。地源热泵通过输人少量的高品位能源(如电能),实现低温位或高温位的能量转移。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。通常地源热泵机组的性能系数COP(指其制热量与所消耗的电能的比值)达到3.8-5.4,即消耗1kW的能量可以得到4kW以上的热量或制冷量。十几年来,发达国家对于地源热泵技术多有研究和利用,且不断发展,近年来国内也呈现出不断研究和使用的趋势。据统计,至2004年底,浅层地能供暖(冷)系统已在国内推广近1000万平方米。
由于地源热泵是利用地球表面浅层地热资源(通常小于400米)作为冷热源而进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层又是一个巨大的太阳能集热器,它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的能源,使得地能成为清洁的可再生能源。地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定,在我国华北地区,它在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出许多,因此可以节约能源和节省运行费用。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。地源热泵系统可供暖、制冷,还可供生活热水,一机多用,初投资相对较少,一套系统可以替换原来的锅炉和空调两套装置或系统;可应用于各种建筑中。
水源热泵与地源热泵优缺点的比较
水源热泵与地源热泵优缺点的比较
一、水源热泵深井技术介绍
1、水源热泵原理
地下水是一个巨大的天然资源,其热惰性极大,全年的温度波动很小,一般说来,埋藏于地表20M以下的浅表层地下水可常年维持在该地区年平均温度左右,是理想的天然冷热源。水源热泵系统正是利用地下水的特性而工作的一种新型节能空调。在水源热泵的水井系统中,水源热泵一般成井深度为50米到300米,因为此部分地下水主要由地表水补给,且不适宜饮用,故用于水源热泵中央空调是极佳选择水源中央空调系统的是由末端(室内空气处理末端等)系统,水源中央空调主机(又称为水源热泵)系统和水源水系统三部分组成。为用户供热时,水源中央空调系统从水源中中提取低品位热能,通过电能驱动的水源中央空调主机(热泵)“泵”送到高温热源,以满足用户供热需求。为用户供冷时,水源中央空调将用户室内的余热通过水源中央空调主机(制冷)转移到水源中,以满足用户制冷需求。
1.1系统原理图:制热工况为例(制冷工况可通过阀门切换来实现,即使水源水进冷凝器,蒸发器的冷冻循环水接用户系统),系统原理见下图:
分类:水源热泵根据对水源的利用方式的不同,可以分为闭式系统和开式系统两种。
闭式系统是指在水侧为一组闭式循环的换热套管,该组套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中,通过与土壤或海水换热来实现能量转移。
开式系统也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出,通过二次换热或直接送至水源热泵机组,经提取热量或释放热量后,由回灌井群回地下。
水源热泵原理图:
深井回灌开式环路
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水源热泵与地源热泵优缺点的比较
一、水源热泵深井技术介绍
1、水源热泵原理
地下水是一个巨大的天然资源,其热惰性极大,全年的温度波动很小,一般说来,埋藏于地表20M以下的浅表层地下水可常年维持在该地区年平均温度左右,是理想的天然冷热源。水源热泵系统正是利用地下水的特性而工作的一种新型节能空调。在水源热泵的水井系统中,水源热泵一般成井深度为50米到300米,因为此部分地下水主要由地表水补给,且不适宜饮用,故用于水源热泵中央空调是极佳选择水源中央空调系统的是由末端(室内空气处理末端等)系统,水源中央空调主机(又称为水源热泵)系统和水源水系统三部分组成。
为用户供热时,水源中央空调系统从水源中中提取低品位热能,通过电能驱动的水源中央空调主机(热泵)“泵”送到高温热源,以满足用户供热需求。为用户供冷时,水源中央空调将用户室内的余热通过水源中央空调主机(制冷)转移到水源中,以满足用户制冷需求。
1.1系统原理图:制热工况为例(制冷工况可通过阀门切换来实现,即使水源水进冷凝器,蒸发器的冷冻循环水接用户系统),系统原理见下图:
分类:水源热泵根据对水源的利用方式的不同,可以分为闭式系统和开式系统两种。
闭式系统是指在水侧为一组闭式循环的换热套管,该组套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中,通过与土壤或海水换热来实现能量转移。
开式系统也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出,通过二次换热或直接送至水源热泵机组,经提取热量或释放热量后,由回灌井群回地下。.
水源热泵原理图:
深井回灌开式环路
地下水平式封闭环路
2.水源热泵优点
2.1高效节能
水源热泵是目前空调系统中能效比(COP值)最高的制冷、制热方式,。4~6,实际运行为7理论计算可达到.
水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃,水体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。而夏季水体温度为18~35℃,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温
度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,从而提高机组运行效率。水源热泵消耗1kW.h的电量,用户可以得到4.3~5.0kW.h的热量或5.4~6.2kW.h的冷量。与空气源热泵相比,其运行效率要高出
20~60%,运行费用仅为普通中央空调的40~60%。
2.2属可再生能源利用技术
水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。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,水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。
2.3节水省地
以地表水为冷热源,向其放出热量或吸收热量,不消耗水资源,不会对其造成污染;省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施,机房面积大大小于常规空调系统,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。.
2.4环保效益显著
水源热泵机组供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统,无燃烧过程,避免了排烟、排污等污染;供冷时省去了冷却水塔,避免了冷
却塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以,水源热泵机组运行无任何污染,无燃烧、无排烟,不产生废渣、废水、废气和烟尘,不会产生城市热岛效应,对环境非常友好,是理想的绿色环保产品。
2.5一机多用,应用范围广
水源热泵系统可供暖、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。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物,水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同时满足供热和供冷的要求,减少了设备的初投资。其总投资额仅为传统空调系统的60%,并且安装容易,安装工作量比传统空调系统少,安装工期短,更改安装也容易。
水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,小型的水源热泵更适合于别墅、住宅小区的采暖、供冷。
2.6运行稳定可靠,维护方便
水体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,水体温度较恒定的特性,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;采用全电脑控制,自动程度高。由于系统简单、机组部件少,运行稳定,因此维护费用低,使用寿命长。
2.7符合国家政策,获得政策性支持
《中华人民共和国可再生能国家十分重视可再生能源开发利用工作,源法》已于2006年1月1日起实施;同时,在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中,又把大力发展和规模化应用新能源和可再生能源作为能源领域的优先发展主题。从国家立法和发展战略的高度,
对可再生能源的发展应用予以强力推动。
日前,国家财政部、建设部发文《关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》以及《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》,明确指出十一五期间,可再生能源应用面积占新建建筑面积比例为25%以上,到2020年,可再生能源应用面积占新建建筑面积比例为50%以上,这为我国水源热泵的发展提供了良好的环境和强劲的动力。
3.水源热泵的应用限制:
3.1可利用的水源条件限制
水源热泵理论上可以利用一切的水资源,其实在实际工程中,不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。目前的水源热泵利用方式中,闭式系统一般成本较高。而开式系统,能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件。对开式系统,水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。
3.2水层的地理结构的限制
对于从地下抽水回灌的使用,必须考虑到使用地的地质的结构,确保同时还应当考虑当地的地质可以在经济条件下打井找到合适的水源,和土壤的条件,保证用后尾水的回灌可以实现。
3.3投资的经济性
由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响,水源的基本条件的不同;一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同。虽然总体来说,水源热泵的运行效率较高、费用较低。但与