热泵和蓄冷技术

夏季：供冷蓄热
四、地源热泵系统
水源热泵
土壤源热泵
水
• 直接利用地下水中所含的 能量作为热泵机组冷热源
土壤
• 通过媒介（如水）与土壤换 热为热泵机组提供冷热源
四、地源热泵系统
地源热泵诞生于20世纪80年代中期。 据美国10年来的统计资料，地源热泵的运行 费用（采暖）比耗电空调节约22%～25%，比 燃油、燃煤锅炉运行费用节约40%～60%。 系统平均寿命预计15～18年，开式循环系统 30年，闭式循环系统寿命预计50年。
能源可再生、政府力推
地源热泵是利用了水体与土壤作为冷热源，进行能量转换的一种新 型能源利用形式；
作为一种清洁的可再生能源利用形式，地源热泵一直受到政府关注， 属于政府力推的供热制冷形式。
五、地源热泵系统优点
运行稳定可靠、维护方便
水体与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，是很好的热泵热源和空调冷源。
五、地源热泵系统优点
高效节能、运行费用低
冬季供暖和夏季制冷时，地源热泵系统可利用的水体与土壤温度条 件都比环境空气好，所以系统能效比也较高；
据美国环保署EPA估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以 节约用户30~40%的供热制冷空调运行费用。
清洁环保，环境效益显著
供热时省去了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统，没有燃烧过程， 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。
2、使用蓄冷系统的优势 移峰填谷，有效利用能源，可能降低运行费用 夜间制冷，冷凝温度低，制冷效率高 满负荷运行比例增大，设备利用率高 解决用冷与产冷时间、空间矛盾
三、蓄冷空调适用场合
1、 商场、宾馆、饭店、办公楼等冷负荷高峰和用 电高峰基本相同，持续时间长的场合。（日本现在 已开发出带蓄冷的小型空调机组，用在一些民用和 商用建筑上。） 2、 体育馆、食品加工、啤酒工业、奶制品工业等 用冷量大，绝大多数空调负荷在白天的行业。 3、适合于改扩建空调工程。现有空调系统能力已 不能满足负荷需要，需要扩大供冷量的场所，这时 可以不增加主机，改造成冰蓄冷系统 4、作为应急冷源，如医院、计算机房、军事设施 、电话机房和易燃易爆物品仓库等。
热泵
相
q1 w
q2
同
低温 T0
• 两者的目的和着眼点不同 • 两者的工作温度范围不同
T0为环境温度
二、热泵的种类
按热源分
• 空气 • 水（江河水、湖泊水、海水、地下水等） • 土壤
空气源热泵
分类
地下土壤源热泵
地源热泵 地下水源热泵
地表水源热泵
二、热泵的种类
按热源与供热介质的组合方式分
• 空气 — • 空气 — •水 — •水 — • 土壤 — • 土壤 —
制热时，电磁四通阀通电 电磁力吸动控制阀阀芯向右 移动，毛细管E与D相连。主 阀内右端空间成为低压，高 压气体经活塞2的排气孔进 入主阀内左端空间，推动阀 芯移向右端，管口2与管口3 连通而管口4与管口1连通， 蒸发器、冷凝器的功能对换， 系统转换成制热循环状态。
四、地源热泵系统
热源
冷源
冬季：供热蓄冷
控制、改变制冷剂流动方 向，
达到 制 冷 、 制 热 功 能 的 切 换。
源自文库
主阀的管口4连接 于压缩机高压排 气口，管口2连接 于压缩机低压吸 气口。1、3两个 管口分别连接室 内、室外热交换 器。
制冷运行时，电磁阀不通电 控制阀因弹簧1的作用，阀心 移至左端，处于释放状态，此 时毛细管E与C连通。因为E接 在低压吸气管上，所以毛细管 C及主阀内左端空间均为低压， 高压气体由主阀管口4进入主 阀，经活塞1的排气孔使主阀 内的右端空间成为高压，推动 主阀阀芯移至左端，管口2与 管口1连通而管口4与管口3连 通。室内端的热交换器成为蒸 发器，制冷剂在蒸发器中吸热， 起到制冷作用。
五、地源热泵系统优点
一机多用、应用范围广
利用一套设备即可供冷，又可供热，还可提供生活热水。一套系统 解决建筑物冷暖的需求，可节省一次性投资，其总投资额仅为传统空调 系统的60%；
可广泛的应用于宾馆、办公楼、学校、商场、别墅区、住宅小区的 集中供热制冷，以及其它商业和工业建筑空调，并可用于游泳池、乳制 器加工、啤酒酿造、冷轧锻造、冷库及室内种植和恒温养殖等行业。
对于制冷来说，地源热泵与 常规冷水机组最大的区别是： 空调系统的冷却水冷却变为 地下水或土壤冷却。
四、地源热泵系统
室内空气处理末端环路（用户）
组 成
制冷环路（中央空调主机-水源热泵机组）
地能换热器环路
地埋管换热器系统 或水井
中央热水系统
中央空调系统
热泵机组
生活热水
地源-吸收土壤热量
地暖系统
一、热泵
以消耗一部分高质能（机械能，电能 定义 等）或高温位能为代价，通过热力循
环，把热能由低温物体转移到高温物 体的能量利用系统。
从周围环境中吸收热量，把它传递给 实质 被加热对象。
热泵是从低温热源吸热，送往高温热 源的设备。
热泵与制冷的区别
高温 T0
q1
制冷
w
q2
低温 T2
工
高温 T1
作
原 理
空气 水 水 空气 空气 水
热泵 热泵 热泵 热泵 热泵 热泵
热源
热媒
二、空气源热泵
1、工作原理 从空气中吸取热量用来供热
2、热泵型家用空调器工作原理
利用四通换向阀控制、改变制冷剂流动方向 ，从而达到系统正、逆循环的切换。
三、空气源热泵系统
热泵型分体式空调
工作过程
工作系统
三、空气源热泵系统
电磁四通换向阀
制冷技术与工程应用
第 11 章
热泵和蓄冷 技术
冷 凝 器 的 作 用 ？
冷 凝 器 的 作 用 ？
一、热泵
• 热泵: 把处于低温位的热能“泵送”至高温位 的装置
• 《暖通空调术语标准（GB50155-92）》中的解 释是“能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷 机”
• 《新国际制冷词典（New International Dictionary of Refrigeration）》中的解释 是“以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统”
*可利用的地能条件限制 *水层的地理条件限制 *投资的经济性
第2讲
蓄冷系统
一、蓄冷剂
1、蓄冷剂的作用 在某一时段内将制冷循环制出的冷量贮存 起来，供冷用户在另一时段使用
2、蓄冷剂与载冷剂的区别 都是间冷式制冷系统 载冷剂及时地将冷量传递给用户，蓄冷剂 打了个时间差
二、蓄冷系统
1、使用蓄冷系统的场合 电网电力的移峰填谷 用冷场合与产冷场合时间、空间发生矛盾
水体与土壤温度较为恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、更稳 定；另外，由于系统简单，机组部件较少，运行简单、稳定，相对来说 维护费用要低得多，使用寿命可长达20年以上。
节省空间
没有冷却塔、锅炉房和其它设备，省去了锅炉房，冷却塔占用 的宝贵面积，产生附加经济效益，并改善了环境外部形象。
五、地源热泵系统缺点