地源热泵的工作原理及技术经济性分析2

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地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理地源热泵(Ground Source Heat Pump,简称GSHP)是一种利用地下热能进行供暖、制冷和热水的环保节能设备。

它通过地下的热能转移,实现了高效的能源利用,并具有环境友好、节能减排的特点。

下面将详细介绍地源热泵的工作原理。

一、热泵循环系统地源热泵的工作原理基于热泵循环系统,该系统由蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置组成。

热泵循环系统通过改变制冷剂的压力和温度,实现热能的转移和传递。

1. 蒸发器(Evaporator):蒸发器是地源热泵中的热交换器,通过与地下热源接触,将地下的低温热能转移到制冷剂上。

制冷剂在低压下吸收地下热能,从而发生蒸发过程。

2. 压缩机(Compressor):压缩机是地源热泵循环系统中的主要设备,它将低温低压的蒸汽制冷剂压缩为高温高压的气体。

通过压缩,制冷剂的温度和压力升高。

3. 冷凝器(Condenser):冷凝器是地源热泵中的另一个热交换器,它将高温高压的制冷剂释放到室内环境中,实现供暖、制冷和热水的目的。

在冷凝器中,制冷剂的高温热能被室内的冷却水或空气吸收,从而发生冷凝过程。

4. 节流装置(Expansion Device):节流装置是地源热泵循环系统中的调节器件,它通过限制制冷剂的流量和压力,降低制冷剂的温度和压力。

节流装置使得制冷剂从高压区域流向低压区域,从而保证热泵循环系统的正常运行。

二、地源热泵的工作过程地源热泵的工作过程可以分为制热过程和制冷过程。

1. 制热过程:在制热过程中,地源热泵利用地下的热能将室内的温度提高。

具体步骤如下:(1)蒸发器吸收地下的低温热能,制冷剂发生蒸发过程,从而吸热。

(2)压缩机将低温低压的制冷剂压缩为高温高压的气体,制冷剂的温度和压力升高。

(3)冷凝器释放高温热能到室内环境中,制冷剂发生冷凝过程,从而释放热量。

(4)节流装置降低制冷剂的温度和压力,使其重新进入蒸发器,循环再次吸收地下的热能。

2. 制冷过程:在制冷过程中,地源热泵利用地下的热能将室内的温度降低。

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理地源热泵是一种利用地下土壤或地下水中的热能来进行空调和供暖的系统。

它是一种环保、节能的技术,可以有效地利用地下的热能资源。

地源热泵系统由地热换热器、热泵主机、供暖和制冷系统以及控制系统组成。

下面将详细介绍地源热泵的工作原理。

1. 地热换热器地热换热器是地源热泵系统的关键部分,它通过埋设在地下的地热回路与地下土壤或地下水进行热交换。

地热回路通常由耐腐蚀的管道组成,埋设在地下一定深度的地床中。

2. 热泵主机热泵主机是地源热泵系统的核心部分,它包括压缩机、膨胀阀、冷凝器和蒸发器等组件。

热泵主机的工作原理类似于冰箱,通过循环工作来实现热能的转移和调节。

首先,热泵主机中的压缩机将低温低压的制冷剂吸入,并通过压缩使其温度和压力升高。

然后,高温高压的制冷剂进入冷凝器,与供暖系统中的热水进行热交换,释放出热量。

接下来,制冷剂经过膨胀阀进入蒸发器,此时由于膨胀阀的作用,制冷剂的温度和压力降低。

在蒸发器中,制冷剂从供暖系统中吸收热量,变成低温低压的气体。

最后,低温低压的制冷剂再次被压缩机吸入,循环往复,实现热能的转移和调节。

3. 供暖和制冷系统地源热泵系统可以根据需要实现供暖和制冷两种功能。

在供暖模式下,热泵主机中的制冷剂通过热交换与供暖系统中的热水进行热交换,将热量传递给室内。

在制冷模式下,热泵主机中的制冷剂通过热交换与室内空气进行热交换,将热量传递给地下土壤或地下水。

4. 控制系统地源热泵系统还配备了控制系统,用于监测和控制系统的运行状态。

控制系统可以根据室内温度和设定温度进行自动调节,以实现舒适的室内环境。

总结:地源热泵利用地下土壤或地下水中的热能进行空调和供暖,是一种环保、节能的技术。

它的工作原理是通过地热换热器与地下土壤或地下水进行热交换,然后通过热泵主机中的压缩机、膨胀阀、冷凝器和蒸发器等组件实现热能的转移和调节。

地源热泵系统还配备了供暖和制冷系统以及控制系统,以实现室内舒适的温度和环境。

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理地源热泵是一种利用地下热能进行空调、供暖和热水供应的环保节能设备。

它通过地下的地热能源,利用热泵技术将低温热能转化为高温热能,从而实现建造物的空调和供暖需求。

地源热泵系统主要由地热换热器、热泵主机、室内机组和管道系统组成。

下面将详细介绍地源热泵的工作原理:1. 地热换热器:地热换热器是地源热泵系统的关键部件,它通过埋设在地下的地热管道来获取地下的热能。

地热管道普通埋设在地下深度较大的地层中,以保证地下温度的稳定性。

地热管道采用闭合循环的方式,通过地下的热传导,将地热能源传递给热泵主机。

2. 热泵主机:热泵主机是地源热泵系统的核心部件,它包括压缩机、膨胀阀、换热器和控制系统等。

热泵主机的工作原理类似于制冷剂循环。

它通过压缩机将低温低压的制冷剂吸入,然后经过压缩提高其温度和压力,再通过换热器与地热换热器进行热交换,将地下的热能传递给制冷剂。

制冷剂在高温高压的状态下,通过膨胀阀进行膨胀,降低温度和压力,然后进入室内机组。

3. 室内机组:室内机组是地源热泵系统与建造物内部进行热交换的部件。

它普通包括蒸发器和风机等。

制冷剂从膨胀阀进入室内机组的蒸发器,与室内空气进行热交换,将热能释放给室内空气。

同时,风机将室内空气进行循环,以实现空调和供暖功能。

4. 管道系统:管道系统是地源热泵系统的连接部件,它负责将热能传递和分配到各个部件之间。

管道系统普通包括供水管道、回水管道和冷热水管道等。

供水管道将热泵主机产生的热能传递给室内机组,回水管道将室内机组产生的冷热水返回给热泵主机进行再次循环。

综上所述,地源热泵系统利用地下热能进行空调、供暖和热水供应。

它通过地热换热器获取地下的热能,然后通过热泵主机将低温热能转化为高温热能,最后通过室内机组和管道系统实现建造物的空调和供暖需求。

地源热泵系统具有环保、节能、可持续等优点,是未来能源利用的重要方向之一。

地源热泵工作原理

地源热泵工作原理

地源热泵工作原理地源热泵是一种利用地下土壤或者地下水中的热能来供暖或者制冷的设备。

它利用地下的稳定温度来提供热能,实现高效能源利用。

下面将详细介绍地源热泵的工作原理。

1. 热泵循环系统地源热泵系统主要由热泵机组、地源换热器、室内换热器和水泵等组成。

热泵机组是核心部件,包括压缩机、膨胀阀、冷凝器和蒸发器等。

地源换热器分为水源换热器和土壤换热器,用于吸收地下的热能。

室内换热器用于传递热能给室内空气。

2. 工作原理地源热泵工作原理基于热力学第一定律,即能量守恒定律。

它利用地下土壤或者地下水中的热能,通过热泵循环系统将低温热能转化为高温热能。

首先,地源换热器中的工质(普通为水或者抗冻液)通过水泵被抽送到地下。

当工质通过地下换热器时,吸收地下的热能,使工质的温度升高。

然后,升温后的工质进入热泵机组的蒸发器。

在蒸发器中,工质与低温的回路介质(普通为制冷剂)进行热交换,使回路介质蒸发吸收热能,而工质则冷却下来。

接下来,蒸发后的回路介质被压缩机压缩,使其温度和压力升高。

高温高压的回路介质进入冷凝器,与室内换热器中的室内空气进行热交换,释放热能给室内空气。

最后,冷却后的回路介质经过膨胀阀降压,回到蒸发器重新循环。

3. 优势和适合性地源热泵具有以下优势和适合性:3.1 高效能源利用:地下土壤或者地下水中的热能是相对稳定的,可以充分利用,提高能源利用效率。

3.2 环保节能:地源热泵系统不需要燃烧燃料,减少了二氧化碳和其他污染物的排放,对环境友好。

3.3 适合性广泛:地源热泵适合于各种建造类型,包括住宅、商业建造和工业建造等。

3.4 稳定可靠:地下的温度相对稳定,不受气候变化的影响,地源热泵系统运行稳定可靠。

4. 实际应用地源热泵广泛应用于供暖和制冷领域。

在供暖方面,地源热泵可以通过热泵循环系统将地下的热能转化为高温热水或者蒸汽,用于供暖。

在制冷方面,地源热泵可以通过热泵循环系统将室内的热能传递给地下,实现室内空调制冷。

地源热泵机组工作原理

地源热泵机组工作原理

地源热泵机组工作原理
地源热泵机组利用地下的稳定温度和热能,通过热泵循环系统进行加热和制冷。

其工作原理如下:
1. 压缩机:地源热泵机组中的压缩机是核心部件,负责将低温低压的制冷剂吸入,然后通过压缩将其升高到高温高压状态。

2. 蒸发器:制冷剂进入蒸发器后,与地下循环管中的地热交换,吸收地热并在此过程中蒸发,从而吸收热能并降低地下循环管的温度。

3. 膨胀阀:制冷剂经过蒸发器后变成低温低压的气体,通过膨胀阀进入下一个环节。

4. 冷凝器:制冷剂进入冷凝器后与室外环境接触,并通过换热与室外的空气进行热交换,从而将热能传递给室外环境,使制冷剂变成高温高压液体。

5. 回路循环:高温高压的制冷剂再次进入压缩机,循环往复。

6. 加热或制冷:根据需要,利用冷凝器或蒸发器来制冷或加热室内空气。

当需要制冷时,热泵机组通过吸热蒸发制冷剂,然后通过冷凝器将其热排至室外。

当需要加热时,通过吸热冷凝制冷剂,然后通过蒸发器释放热能至室内。

总体来说,地源热泵机组通过充分利用地下的稳定温度和热能,
利用制冷剂循环往复的过程,实现了对室内空气的加热和制冷,从而提供了舒适的室内环境,并具有节能、环保的特点。

地源热泵的原理

地源热泵的原理

地源热泵的原理
地源热泵利用地下深处的稳定温度来进行供暖和制冷,其工作原理如下:
1. 地下热储层:地下存在着一层稳定的热储层,其温度通常在8℃至12℃之间,即使冬季温度极低或夏季温度极高,地下温度依然能保持相对稳定。

这一温度是地源热泵工作的基础。

2. 地下热交换:地源热泵通过埋设在地下的水平或垂直管道,与地下热储层进行热交换。

当需要制冷时,热泵会将室内的热量通过循环水泵传输至地下管道,与地下的低温储热层进行热交换,将热量释放到地下。

当需要供暖时,热泵则会从地下热储层吸收地热,将其通过循环水泵传输至室内,实现室内的供暖。

3. 压缩循环系统:地源热泵利用压缩循环系统将地下的低温能量提升至更高的供热温度。

具体步骤如下:
a. 蒸发器:地下的低温循环水在蒸发器中流动,吸收室内的热量后蒸发为低温蒸汽。

b. 压缩机:低温蒸汽被压缩机吸收并进行压缩,使其温度和压力提高。

c. 冷凝器:压缩机排出的高温高压气体在冷凝器中冷却,释放出热量并冷凝为高温液体。

d. 膨胀阀:高温液体通过膨胀阀降压,成为低温低压液体,
进入蒸发器继续循环。

通过上述循环过程,地源热泵能够利用地下的稳定温度,实现室内加热和制冷的需求,具有能源高效、环保、可持续等优点,被广泛应用于住宅和商业建筑的供热和制冷系统中。

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理
地源热泵是一种利用地下热能进行空调供暖的设备,其工作原理可以分为三个主要步骤:
1. 地热吸收(地下换热器):地源热泵首先通过埋设在地下的换热器吸收地下的热能。

换热器通常由地下埋置的水平或垂直管道组成,通过这些管道循环流动的介质(通常是含有抗冻剂的水或其他热传导介质)与地下的土壤或地下水进行热交换。

在地下换热器的作用下,地热能被吸收并传递给地源热泵系统。

2. 低温能量转化(蒸发器):吸收到的地热能进入地源热泵系统后,会经过一个称为蒸发器的部件。

在蒸发器中,地热能使得介质中的低温制冷剂(通常是液态制冷剂)蒸发为气体。

这个过程中,热能被转移到制冷剂中,从而使制冷剂从低温态升温。

同时,这个蒸发过程也使得蒸发器内的空气或水得以冷却。

3. 高温能量传递(压缩机和冷凝器):在蒸发器中蒸发的制冷剂会被地源热泵中的压缩机吸入,并通过压缩机的作用,将制冷剂的压力和温度提高。

随后,高温高压的制冷剂进入冷凝器,通过与空气或水接触换热,将热能传递给室内或外部空间。

在这个过程中,制冷剂会由气态变为液态,释放出的热能会被供暖系统吸收,从而实现室内加热。

通过以上的循环过程,地源热泵能够将地下的地热能转化成室内供暖所需的高温热能。

它具有高效节能、环保、稳定可靠的特点,成为一种受欢迎的取暖方式。

地源热泵工作原理

地源热泵工作原理

机房占地面积小可设在地下室
机房占用建筑面积,冷却塔占 用屋顶面积储油设备需要占地 面积
须冷冻站和锅炉房,冷却塔占 用屋顶面积,储油设备需要占 地面积
须冷冻站和锅炉房,冷却塔占 用屋顶面积需要较大的电负荷
20年
10年
冷水机组20年燃油锅炉10年 冷水机组20年,电锅炉15年
只利用地下水的热量采用回灌 冷却水循环量的2%冬季供热的 冷却水循环量的2%冬季锅炉的 冷却水循环量的2%冬季锅炉的
冬天热泵中制冷剂正向流动, 压缩机排出的高温高压气体 进入冷凝器向集水器中的水放出热量, 相变为高温高压的液体, 再经热力膨胀阀节流降压变为低温低压的液体进入蒸发器, 从 地下循环液中吸取低温热后相变为低温低压的饱和蒸汽后进入 压缩机吸气端, 由压缩机压缩排出高温高压气体完成一个循环。 如此循环往复将地下低温热能“搬运”到集水器, 从而不断的
(如江河湖海)和国家政策(如取深井水)的限制。
地源热泵中央空调与传统中央空调系统对比 地源热泵中央空调和传统中央空调相比, 最大的特点就在于它的节能性;
项目 占地面积 设备寿命 水资源消耗量 驱动能源方式 环境保护 备注
地源热泵中央空调
溴化锂吸收式直燃机组
水冷机组+燃油(气)热水锅炉 水冷机组+电热锅炉
调器的2-4倍。
3 地源热泵的类型:
源热泵技术包含了抽地下水方式、埋管方式、抽取湖水或江河 水方式等,抽取湖水或江河水方式造价最低,埋管方式最贵,但最好。 只要有足够的场可地埋设管道(地下冷热交换装置)或政府允许抽取 地下水的就应该优先考虑选择地源热泵中央空调。地源热泵中央空调 如此节能是应为地源热泵技术借助了地下的能量,地下的能量还是来
至于太阳能。
地源热泵有开式和闭式两种

地源热泵工作原理

地源热泵工作原理

地源热泵工作原理地源热泵是一种利用地下热能进行空调和供暖的高效节能设备。

它通过地下的稳定温度来实现冷热能的转换,从而达到室内温度调节的目的。

下面将详细介绍地源热泵的工作原理。

1. 热泵循环系统地源热泵系统由室内机、地源换热器、热泵主机和室外机组成。

其中,地源换热器埋入地下,用于吸收地下的热能。

热泵主机通过循环工质的变换,将地下的低温热能提升到适宜的温度,然后通过室内机将热能释放到室内,实现供暖或制冷。

2. 地源换热器地源换热器是地源热泵系统的核心组件。

它一般采用水平或垂直埋管的形式,将换热器埋入地下。

地下的温度相对稳定,一般在5℃至25℃之间。

通过地下的换热器,可以吸收地下的热能或冷能,实现热泵循环系统的供热或供冷。

3. 热泵主机热泵主机是地源热泵系统的核心部分,它由压缩机、膨胀阀、冷凝器和蒸发器等组件组成。

热泵主机通过循环工质的变换,将地下的低温热能提升到适宜的温度。

具体工作过程如下:- 压缩机:将低温低压的制冷剂气体吸入,然后通过压缩提高气体的温度和压力。

- 膨胀阀:将高压高温的制冷剂气体通过膨胀阀放大,使其压力和温度迅速下降。

- 冷凝器:将制冷剂气体释放热量,通过与室内空气或供暖系统进行换热,使制冷剂气体冷却成液体。

- 蒸发器:将冷却后的制冷剂液体通过蒸发器,与地下的换热器进行换热,吸收地下的热能,使制冷剂液体蒸发成气体。

4. 室内机室内机是地源热泵系统的末端设备,用于将热能传递到室内。

室内机可以是风机盘管、地暖或冷暖风机等形式。

它通过与热泵主机连接,将热泵主机释放的热能传递到室内,实现供暖或制冷。

5. 室外机室外机是地源热泵系统的重要组成部分,它一般安装在室外空旷的地方。

室外机通过与热泵主机连接,提供压缩机所需的冷却剂,并将制冷剂气体释放到室外。

6. 工作原理地源热泵系统的工作原理可以简单概括为:利用地下的热能进行供热或制冷。

具体工作过程如下:- 在供暖模式下,地下的热能通过地源换热器吸收到热泵主机中的制冷剂。

地源热泵的工作原理及技术经济性分析2

地源热泵的工作原理及技术经济性分析2

地源热泵的工作原理及技术经济性分析一、什么是地源热泵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(如电能),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.热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量(如电能)将吸取的全部热能(即电能+吸收的热能)一起排输至高温热源.而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态,从而达到吸收低温热源中热能的作用。

请参见能流图所示。

通常地源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到5kW以上的热量或4kW以上冷量,所以我们将其称为节能型空调系统。

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10~25℃,其制冷、制热系数可达3。

5~4.4,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调的50~60% 。

因此,近十几年来,尤其是近五年来,地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及法国、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,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。

二、地源热泵国内外发展近况地源热泵的历史可以追朔到1912年瑞士的一个专利,欧洲第一台热泵机组是在1938年间制造的。

它以河水低温热源,向市政厅供热,输出的热水温度可达60o C。

在冬季采用热泵作为采暖需要,在夏季也能用来制冷。

1973年能源危机的推动,使热泵的发展形成了一个高潮。

目前,欧洲的热泵理论与技术均已高度发达,这种“一举两得”并且环保的设备在法、德、日、美等发达国家业已广泛使用。

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理地源热泵是一种利用地下土壤或地下水中的热能进行空调和供暖的环境控制系统。

它是一种高效节能的技术,可以有效地利用地下的稳定温度来提供热能。

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组成。

下面我们将详细介绍地源热泵的工作原理。

1. 地热换热器:地热换热器是地源热泵系统的关键组成部分之一。

它通过埋设在地下的水平或垂直地源热交换器,将地下的热能传递给热泵主机。

地热换热器可以分为水平地热换热器和垂直地热换热器两种类型。

水平地热换热器是通过埋设在地下的水平管道来实现热能的传递。

这些管道通常位于地下1.5米至2米的深度,利用地下土壤的稳定温度来进行热交换。

垂直地热换热器则是通过埋设在地下的垂直管道来实现热能的传递。

这些管道通常深入地下30米至150米的深度,利用地下水的稳定温度来进行热交换。

2. 热泵主机:热泵主机是地源热泵系统的核心部分,它负责将地下的热能转移到室内或室外的空气中。

热泵主机通常由压缩机、膨胀阀和换热器组成。

首先,热泵主机中的压缩机会将低温低压的制冷剂吸入,并通过压缩将其升温。

然后,高温高压的制冷剂会进入到换热器中,与地热换热器中的热能进行热交换。

在热交换过程中,制冷剂会释放热能,从而使室内或室外的空气温度升高。

然后,制冷剂会进入到膨胀阀中,降低温度和压力,然后再次进入到压缩机中,循环往复。

3. 室内机组:室内机组是地源热泵系统的另一个重要组成部分。

它负责将热能传递给室内空气,实现室内的供暖或冷却。

室内机组通常由风机、蒸发器和控制系统组成。

热泵主机中的热能通过管道系统传递给室内机组中的蒸发器,使其蒸发,从而吸收室内空气中的热量。

然后,蒸发后的制冷剂会进入到压缩机中,通过压缩使其升温,然后再次进入到蒸发器中,循环往复。

同时,风机会将室内空气吹过蒸发器,从而使室内空气的温度得到调节。

4. 管道系统:管道系统是地源热泵系统中的输送系统,负责将热能从地热换热器传递到热泵主机和室内机组。

地源热泵工作原理

地源热泵工作原理

地源热泵工作原理引言概述:地源热泵是一种利用地下热能进行空调和供暖的环保节能设备。

它通过地下的稳定温度来提供热能,实现室内温度的调节。

本文将详细介绍地源热泵的工作原理,包括热泵循环、地热能的采集与传输、热能的转换以及室内温度调节等四个方面。

一、热泵循环1.1 蒸发器地源热泵的蒸发器是热泵循环中的关键部分,它通过吸热将低温的制冷剂蒸发为气体。

当制冷剂通过蒸发器时,与地下的温度差使得制冷剂吸收地热能,从而使地下温度下降。

1.2 压缩机压缩机是地源热泵循环中的另一个关键组件,它将蒸发器中的制冷剂气体压缩,使其温度和压力升高。

通过压缩机的工作,制冷剂的温度能够达到较高的水平,为后续的热能转换提供条件。

1.3 冷凝器冷凝器是地源热泵循环中的第三个重要组成部分,它通过释放热量使制冷剂从气体状态转变为液体状态。

当制冷剂通过冷凝器时,与室内的温度差使得制冷剂释放热量,从而使室内温度升高。

二、地热能的采集与传输2.1 地热能采集地源热泵通过地下的稳定温度来提供热能,需要进行地热能的采集。

一般情况下,地热能采集通过埋设地下水管道或地源热井来实现。

地下水管道或地源热井能够有效地吸收地下的热能,为热泵循环提供热源。

2.2 地热能传输地热能采集后,需要将其传输到热泵循环系统中。

传输地热能的方式主要有两种:直接传输和间接传输。

直接传输是指地热能通过热交换器直接传递给制冷剂,而间接传输是指地热能通过热传导剂将热量传递给制冷剂。

2.3 地热能的利用地热能的利用主要是指将地下采集的热能转化为制冷剂的热能。

地源热泵通过地热能的利用,能够实现室内温度的调节,既可以供暖也可以制冷。

这种利用地热能的方式既环保又节能,能够有效地减少对传统能源的依赖。

三、热能的转换3.1 制冷剂的压缩地源热泵通过压缩机将蒸发器中的制冷剂气体压缩,使其温度和压力升高。

这样的转换过程需要消耗一定的电能,但由于地热能的补充,整体上仍然是一种节能的方式。

3.2 制冷剂的冷凝经过压缩后,制冷剂的温度升高,需要通过冷凝器来释放热量。

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理引言概述:地源热泵是一种利用地下热能进行空调供暖的环保技术。

它通过地下热能的吸热和放热过程,实现了能源的高效利用。

本文将详细介绍地源热泵的工作原理。

一、地源热泵的基本原理1.1 地热能的吸热过程地源热泵通过埋设在地下的地热换热器,将地下的热能吸收到热泵系统中。

地热换热器一般采用地埋管道,通过地下的热传导,吸收地壳深处的稳定热能。

这些管道通常采用高导热材料制成,以最大限度地提高热能的吸收效率。

1.2 热泵循环过程地源热泵的热泵循环过程主要包括蒸发、压缩、冷凝和膨胀四个过程。

在蒸发过程中,低温低压的制冷剂吸收地热换热器中的热能,从而蒸发成低温低压的蒸汽。

然后,蒸汽被压缩机压缩,使其温度和压力升高。

接下来,在冷凝器中,高温高压的制冷剂释放热能,从而冷凝成高温高压的液体。

最后,制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器,降低温度和压力,重新开始循环。

1.3 热能的利用地源热泵通过热交换器将制冷剂释放的热能传递给供暖系统。

供暖系统可以是地暖系统、暖气片等。

通过这种方式,地源热泵能够将地下的低温热能转化为高温热能,为室内提供舒适的温度。

二、地源热泵的优势2.1 高效节能地源热泵利用地下稳定的温度,能够实现高效的热能转换。

相比传统的供暖方式,地源热泵能够节约约30%至70%的能源消耗,显著降低能源开支。

2.2 环保低碳地源热泵不需要燃烧燃料,减少了二氧化碳等有害气体的排放。

同时,地源热泵的运行过程中没有明火,不存在火灾隐患,更加安全可靠。

2.3 多功能运行地源热泵不仅可以供暖,还可以进行空调和热水供应。

它能够根据季节和室内温度的变化,自动调节供暖和制冷模式,提供全年舒适的室内环境。

三、地源热泵的应用范围3.1 住宅建筑地源热泵适用于各种住宅建筑,包括别墅、公寓和住宅小区等。

由于其高效节能的特点,地源热泵在住宅建筑中得到了广泛应用。

3.2 商业建筑地源热泵也适用于商业建筑,如办公楼、商场和酒店等。

商业建筑通常有较大的能源需求,地源热泵能够满足这些需求,并减少能源开支。

地源热泵工作基本原理

地源热泵工作基本原理

地源热泵工作基本原理
地源热泵工作基本原理是:
利用地球表面浅层地热资源(如地下水、土壤或地表水)作为热源,通过压缩机将低温位的热能吸收进来,然后经过压缩机后,转化为高温热能以此来升高水温。

具体过程为:当热泵处于夏季时,通过制冷剂循环从而将室内的热量“吸取”出来,给室内制冷。

同时,在冬季时,通过制冷剂循环将室外的热量“搬到”室内,给室内供暖。

地源热泵具有以下优点:
1.高效:地源热泵利用地热作为热源,能量转换效率高,通常比传统空
调的效率高30%~40%。

2.节能:地源热泵只需消耗少量的电能,就可以在冬季采暖时产生较大
的能量,比传统空调更节能。

3.环保:地源热泵在使用过程中不产生任何污染物,不会对环境造成污
染。

4.稳定:地源热泵运行稳定,不会受到气候变化的影响,可以全年不间
断地为室内提供稳定的温度和湿度。

5.舒适:地源热泵在冬季采暖时,室内的温度变化较小,不会产生干燥
和异味,舒适度高。

总之,地源热泵是一种高效、节能、环保、稳定的供暖和制冷设备,对保护环境和提高人们的生活品质具有重要意义。

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理地源热泵是一种利用地下热能进行空调供暖的系统。

它利用地下的恒定温度来提供热能,以供应建造物的供暖、制冷和热水需求。

下面将详细介绍地源热泵的工作原理。

一、地源热泵系统的组成地源热泵系统主要由地热换热器、热泵机组、暖通设备和管道系统组成。

1. 地热换热器:地热换热器是地源热泵系统的核心部件,它通过埋设在地下的地源热交换器来与地下热能进行热交换。

地热换热器普通有水平埋管、竖井和水体换热等形式。

2. 热泵机组:热泵机组由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等组件组成。

它通过循环工作过程将地下的低温热能转化为高温热能,以满足建造物的供暖和制冷需求。

3. 暖通设备:暖通设备包括散热器、风机盘管和地板辐射等,用于将热泵机组产生的热能传递给室内空气或者地板,实现供暖和制冷效果。

4. 管道系统:管道系统用于连接地热换热器、热泵机组和暖通设备,实现热能的传输和分配。

二、地源热泵系统的工作原理可以分为地热换热和热泵循环两个过程。

1. 地热换热过程:地热换热器通过埋设在地下的地源热交换器与地下热能进行热交换。

在供暖季节,地热换热器中的工质(普通为水或者抗冻液)吸收地下的热能,使地下的热能传递给工质。

工质在地热换热器中被加热后进入热泵机组。

2. 热泵循环过程:热泵机组中的压缩机将工质压缩,使其温度和压力升高,然后进入冷凝器。

在冷凝器中,工质通过与室内暖通设备中的冷却介质进行热交换,释放热能给室内空气或者地板。

膨胀阀将工质的压力降低,使其温度和压力下降,然后进入蒸发器。

在蒸发器中,工质通过与地热换热器中的地下热能进行热交换,吸收地下的热能。

循环过程中,热泵机组不断地将地下的低温热能转化为高温热能,以满足建造物的供暖和制冷需求。

热泵机组通过控制系统实现自动调节和控制,以保持室内的舒适温度。

三、地源热泵的优势地源热泵系统具有以下优势:1. 高效节能:地下的恒定温度使得地源热泵系统具有高效节能的特点,能够显著降低供暖和制冷的能耗。

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理地源热泵是一种利用地下能源进行供热和供冷的环保设备。

它的工作原理是基于地下的恒定温度,利用地热能将低温的热能传递给高温的热源,从而实现热能的提取和利用。

地源热泵系统主要由地热换热器、压缩机、膨胀阀和冷凝器等组成。

下面将详细介绍地源热泵的工作原理。

1. 地热换热器:地热换热器是地源热泵系统中的关键部件,它负责与地下的热源进行热交换。

地热换热器一般采用埋设在地下的水平或垂直地源热井,通过地下水或导热管与地下的岩土进行热交换。

地下的岩土温度相对稳定,一般在10℃至25℃之间,可以提供持续稳定的热源或冷源。

2. 压缩机:地源热泵系统中的压缩机起到压缩工质的作用。

工质在低温热源的作用下吸收热量,然后通过压缩机的作用,将工质的温度和压力提高,使其成为高温高压的气体。

3. 膨胀阀:膨胀阀是地源热泵系统中的节流装置,主要起到控制工质流量和降低压力的作用。

高温高压的工质经过膨胀阀后,压力降低,温度也随之降低,成为低温低压的工质。

4. 冷凝器:冷凝器是地源热泵系统中的热交换器,主要用于释放热量。

低温低压的工质进入冷凝器后,与室内的供热系统或供冷系统中的热源进行热交换,将热量释放出来,使工质重新变为高温高压的气体。

地源热泵系统的工作过程如下:1. 制热过程:在制热模式下,地源热泵系统从地下的热源中吸收低温热量,经过压缩机的作用,将热量提升并传递给室内的供热系统。

同时,通过膨胀阀的作用,工质的温度和压力降低,重新进入地热换热器与地下的热源进行热交换,形成循环。

2. 制冷过程:在制冷模式下,地源热泵系统从室内的供冷系统中吸收热量,通过膨胀阀的作用,降低工质的温度和压力,使其成为低温低压的工质。

然后,工质进入冷凝器与地下的热源进行热交换,将热量释放到地下。

最后,工质重新进入压缩机,经过压缩提升温度和压力,形成循环。

地源热泵系统的工作原理可以实现供热和供冷的双重功能,具有高效节能、环保、稳定可靠等特点。

通过合理设计和运行,地源热泵系统可以大幅度降低能耗和碳排放,为建筑提供舒适的室内环境。

地源热泵中央空调系统设计及经济性分析

地源热泵中央空调系统设计及经济性分析

地源热泵中央空调系统设计及经济性分析1. 引言1.1 地源热泵中央空调系统设计及经济性分析地源热泵中央空调系统是一种通过利用地下热能来实现建筑物供暖和制冷的系统。

它通过地下的地热能源和空气热能来进行热交换,从而实现能耗的节约和环境保护的目的。

在设计和建设地源热泵中央空调系统时,需要考虑到系统的工作原理、设计要点、经济性分析、节能减排优势以及市场应用等方面。

未来,地源热泵中央空调系统将不断发展壮大,逐渐成为建筑节能减排的主流技术之一。

其可持续性也将得到更好的保障和应用。

地源热泵中央空调系统的设计及经济性分析对于建筑节能减排具有重要意义,有着广阔的市场应用前景和发展空间。

2. 正文2.1 地源热泵中央空调系统的工作原理地源热泵中央空调系统是一种利用地下能源进行空调供热的热泵系统。

其工作原理主要分为地热换热、压缩蒸发和压缩冷凝三个过程。

地热换热过程是指地源热泵通过地下地热井或管道向地下取回低温热能,利用地下恒定的地温来进行空气冷却或加热。

通过地源换热器,热泵将地下的低温热量吸收传送到蒸发器。

压缩蒸发过程是指地源热泵利用压缩机将蒸发器中蒸发介质蒸发成低温低压气体,从而吸收热量并加热蒸发器内的传热介质。

压缩冷凝过程是指经过蒸发后的低温低压气体通过压缩机进行加压,使其变成高温高压气体,通过冷凝器将高热气体释放热量,传送到热泵的蒸发器,完成一个循环。

通过这三个过程的循环,地源热泵中央空调系统能够实现高效节能的供热和制冷功能,减少能源消耗和环境污染。

地源热泵系统还能够与太阳能、风能等可再生能源相结合,进一步提高能源利用效率。

2.2 地源热泵中央空调系统的设计要点1. 地热井的设计和布局:地热井是地源热泵系统的核心部件,其设计和布局的合理性直接影响系统性能。

在设计地热井时,需要考虑地下水位、地热井的深度和间距,以及地热井的材料和施工工艺等因素。

2. 地源热泵机组的选择:地源热泵机组的选择应考虑系统的规模和设计需求,以确保系统性能和能效。

地源热泵工作原理

地源热泵工作原理

地源热泵工作原理地源热泵是一种利用地下热能进行空调和供暖的节能环保技术。

它通过地下的稳定温度来提供热量或冷量,从而实现室内温度的调节。

下面将详细介绍地源热泵的工作原理。

1. 地源热泵的组成地源热泵由地热换热器、热泵主机、室内机组成。

其中,地热换热器负责与地下热能进行热交换,热泵主机则将热能转移到室内机,室内机则通过风或水进行热交换。

2. 地热换热器的工作原理地热换热器是地源热泵系统的核心部件,它通过埋设在地下的地源回路与地下的稳定温度进行热交换。

地源回路一般采用水平埋管或竖直埋管的形式,通过地下热能的吸收或释放来实现热能的传递。

水平埋管地源回路一般是将地源回路埋设在地下1-2米的深度,利用地下土壤的稳定温度进行热交换。

竖直埋管地源回路则是将地源回路垂直埋设在地下30-100米的深度,通过地下水或岩层的稳定温度进行热交换。

3. 热泵主机的工作原理热泵主机是地源热泵系统的核心部件,它通过循环工质的相变过程实现热能的转移。

热泵主机一般由压缩机、膨胀阀、冷凝器和蒸发器等组成。

首先,压缩机将低温低压的工质吸入,然后通过压缩提高其温度和压力。

接下来,高温高压的工质进入冷凝器,与室内机中的冷水或冷却介质进行热交换,释放出热量。

同时,工质冷却并变为高压液体。

随后,高压液体通过膨胀阀进入蒸发器,由于膨胀阀的作用,工质的温度和压力降低。

在蒸发器中,工质吸收地下热能,从而提供热量给室内机。

同时,工质蒸发并变为低温低压的蒸汽。

最后,低温低压的蒸汽再次被压缩机吸入,循环往复,实现热能的转移和室内温度的调节。

4. 室内机的工作原理室内机是地源热泵系统的末端设备,它通过风或水进行热交换,将热量传递给室内空气或供暖系统。

对于风系统,室内机通过风扇将冷热空气吹送到室内,实现空调或供暖的效果。

对于水系统,室内机通过水循环泵将冷热水送到供暖系统中,实现供暖的效果。

总结:地源热泵通过地下的稳定温度来提供热量或冷量,从而实现室内温度的调节。

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理引言概述:地源热泵是一种利用地下热能进行供暖和制冷的设备,具有高效节能、环保等优点。

其工作原理是利用地下的恒定温度来进行热交换,从而实现室内空调和热水供暖。

下面将详细介绍地源热泵的工作原理。

一、地源热泵的基本原理1.1 地下恒定温度:地下深处的温度普通保持在5-20摄氏度之间,不受季节变化温和候影响。

1.2 热泵循环过程:地源热泵通过循环工质在地下和室内之间传递热量,实现热交换。

1.3 利用热泵循环:地源热泵通过压缩机、膨胀阀等设备将地下的低温热量提升至室内使用温度。

二、地源热泵的工作原理2.1 地热换热器:地源热泵通过地热换热器与地下热源进行热交换,吸收地下热能。

2.2 压缩机:地源热泵中的压缩机将吸收的地热能压缩成高温高压的气体。

2.3 膨胀阀:高温高压气体通过膨胀阀放出热量,冷却成低温低压气体,继续循环。

三、地源热泵的循环系统3.1 蒸发器:低温低压气体通过蒸发器与室内空气进行热交换,释放热量。

3.2 冷凝器:高温高压气体通过冷凝器与室外空气进行热交换,释放热量至室外。

3.3 再次循环:冷凝器释放的热量再次通过地热换热器回到地下,形成循环。

四、地源热泵的优势4.1 高效节能:地源热泵利用地下恒定温度进行热交换,能够实现高效供暖和制冷。

4.2 环保节能:地源热泵不产生废气、废水等环境污染,符合绿色能源理念。

4.3 长期稳定:地下恒定温度使地源热泵在各种气候条件下都能保持稳定的工作效果。

五、地源热泵的应用前景5.1 家庭供暖:地源热泵适合于家庭供暖系统,取代传统的煤气、电力供暖方式。

5.2 商业建造:地源热泵适合于商业建造的空调系统,节能环保效果显著。

5.3 工业应用:地源热泵在工业生产中也有广泛应用,为企业节约能源成本。

总结:地源热泵作为一种高效节能的供暖和制冷设备,其工作原理基于地下恒定温度进行热交换。

通过地热换热器、压缩机、膨胀阀等设备的配合,实现了地源热泵的循环工作。

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理

地源热泵的工作原理地源热泵(Ground Source Heat Pump,简称GSHP)是一种利用地下储存的热能进行空调和供暖的环保设备。

它是一种高效节能的取暖和制冷系统,通过利用地下的稳定温度来提供热能或冷能。

地源热泵的工作原理主要包括地源热能的采集、传递、转换和利用四个过程。

下面将详细介绍这四个过程。

1. 地源热能的采集:地源热泵系统通过地下埋设的地源换热器来采集地下的热能。

地源换热器通常由一根或多根直径较小的地下管道组成,这些管道埋入地下一定深度,以便利用地下的稳定温度。

2. 地源热能的传递:地下的温度相对稳定,一般在10℃至25℃之间,取决于地下的气候和地质条件。

地源换热器中的管道通过与地下接触,将地下的热能传递给管道内的工质(一般为水或冷媒),使其吸收地下的热量。

3. 地源热能的转换:地源热泵系统中的地源热能转换器(换热器)将吸收到的地下热能传递给热泵系统中的工质。

工质在低温下吸收热量,然后通过压缩机将其压缩,使其温度升高。

4. 地源热能的利用:压缩机将工质压缩后,其温度变高,然后通过热交换器将高温的工质的热量传递给室内的供暖系统或制冷系统。

对于供暖系统,高温的工质通过热交换器将热量传递给室内的暖气片或地暖系统,实现供暖。

对于制冷系统,高温的工质通过热交换器将热量传递给室内的冷气机或风冷却器,实现制冷。

地源热泵系统的工作原理基于热力学的基本原理,即热量的传递是从高温区向低温区传递的。

通过利用地下相对稳定的温度,地源热泵系统能够在供暖季节将地下的热能传递给室内,实现供暖;在制冷季节,则将室内的热量传递给地下,实现制冷。

地源热泵系统的优势主要体现在以下几个方面:1. 高效节能:地源热泵系统利用地下的稳定温度,能够提供高效的供暖和制冷效果,比传统的取暖和制冷方式更加节能。

2. 环保节能:地源热泵系统不需要燃烧燃料,减少了对化石燃料的依赖,减少了二氧化碳的排放,对环境更加友好。

3. 稳定可靠:地下的温度相对稳定,不受外界气温的影响,地源热泵系统的供暖和制冷效果更加稳定可靠。

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地源热泵的工作原理及技术经济性分析一、什么是地源热泵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(如电能),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。

热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量(如电能)将吸取的全部热能(即电能+吸收的热能)一起排输至高温热源。

而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态,从而达到吸收低温热源中热能的作用。

请参见能流图所示。

通常地源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到5kW以上的热量或4kW以上冷量,所以我们将其称为节能型空调系统。

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10~25℃,其制冷、制热系数可达3.5~4.4,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调的50~60% 。

因此,近十几年来,尤其是近五年来,地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及法国、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,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。

二、地源热泵国内外发展近况地源热泵的历史可以追朔到1912年瑞士的一个专利,欧洲第一台热泵机组是在1938年间制造的。

它以河水低温热源,向市政厅供热,输出的热水温度可达60oC。

在冬季采用热泵作为采暖需要,在夏季也能用来制冷。

1973年能源危机的推动,使热泵的发展形成了一个高潮。

目前,欧洲的热泵理论与技术均已高度发达,这种“一举两得”并且环保的设备在法、德、日、美等发达国家业已广泛使用。

如美国,截止1985年全国共有14,000台地源热泵,而1997年就安装了45,000台,到目前为止已安装了400,000台,而且每年以10%的速度稳步增长。

1998年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19%,其中有新建筑中占30%。

美国地源热泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂家组成的美国地源热泵协会,该协会在近年中将投入一亿美元从事开发、研究和推广工作。

美国计划到2001年达到每年安装40万台地源热泵的目标,届时将降低温室气体排放1百万吨,相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树1百万英亩,年节约能源费用达4.2亿美元,此后,每年节约能源费用再增加1.7亿美元。

与美国的地源热泵发展有所不同,中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用浅层地热资源,地下土壤埋盘管(埋深<400米深)的地源热泵,用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。

据1999年的统计,为家用的供热装置中,地源热泵所占比例,瑞士为96%,奥地利为38%,丹麦为27%。

我国的地源热泵事业近几年已开始起步,而且发展势头看好。

天津大学、清华大学分别与有关企业结成产学研联合体开发出中国品牌的地源热泵系统,已建成数个示范工程,越来越多的中国用户开始熟悉地源热泵,并对其应用产生了浓厚的兴趣,可以预计中国的地源热泵市场前景广阔。

之所以对中国的地源热泵市场发展前景持乐观态度,一方面是要节约常规能源、充分利用可再生能源的国内外大趋势;另一方面,我国具有较好的热泵科研与应用的基础,早在50年代,天津大学热能研究所吕灿仁教授就开展了我国热泵的最早研究,1965年研制成功国内第一台水冷式热泵空调机。

重庆建筑大学、天津商学院等单位对地下埋盘管的地源热泵也进行了多年的研究。

在中国科学院广州能源研究所等单位还多次召开全国性的有关热泵技术发展与应用的专题研讨会。

三、地源热泵特点1.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400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(EarthEnergy),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500倍还多。

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.属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。

据美国环保署EPA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%的供热制冷空调的运行费用。

3.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。

虽然也采用制冷剂,但比常规空调装置减少25%的充灌量;属自含式系统,即该装置能在工厂车间内事先整装密封好,因此,制冷剂泄漏机率大为减少。

该装置的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,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,且不用远距离输送热量。

4.一机多用,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。

此外,机组使用寿命长,均在15年以上;机组紧凑、节省空间;维护费用低;自动控制程度高,可无人值守。

当然,象任何事物一样,地源热泵也不是十全十美的,如其应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响;一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同;采用地下水的利用方式,会受到当地地下水资源的制约,实际上地源热泵并不需要开采地下水,所使用的地下水可全部回灌,不会对水质产生污染。

四、工作原理与分类热泵工作原理作为自然界的现象,正如水由高处流向低处那样,热量也总是从高温流向低温。

但人们可以创造机器,如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样,采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。

所以热泵实质上是一种热量提升装置,它本身消耗一部分能量,把环境介质中贮存的能量加以挖掘,提高温位进行利用,而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低,这也是热泵的节能特点。

热泵与制冷的原理和系统设备组成及功能是一样的,对蒸汽压缩式热泵(制冷)系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀(节流阀)组成:压缩机起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高压处的作用,是热泵(制冷)系统的心脏;蒸发器是输出冷量的设备,它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发,以吸收被冷却物体的热量,达到制冷的目的;冷凝器是输出热量的设备,从蒸发器中吸收的热量连同压缩机消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走,达到制热的目的;膨胀阀或节流阀对循环工质起到节流降压作用,并调节进入蒸发器的循环工质流量。

根据热力学第二定律,压缩机所消耗的功(电能)起到补偿作用,使循环工质不断地从低温环境中吸热,并向高温环境放热,周而往复地进行循环。

热泵分类热泵是需要冷凝器的热量,蒸发器则从环境中取热,此时从环境取热的对象称为热源;相反制冷是需要蒸发器的冷量,冷凝器则向环境排热,此时向环境排热的对象称为冷源。

蒸发器冷凝器根据循环工质与环境换热介质的不同,主要分为空气换热和水换热两种形式。

这样热泵或制冷机根据与环境换热介质的不同,可分为水—水式,水—空气式,空气—水式,和空气—空气式共四类。

利用空气作冷热源的热泵,称之为空气源热泵。

空气源热泵有着悠久的历史,而且其安装和使用都很方便,应用较广泛。

但由于地区空气温度的差别,在我国典型应用范围是长江以南地区。

在华北地区,冬季平均气温低于零摄氏度,空气源热泵不仅运行条件恶劣,稳定性差,而且因为存在结霜问题,效率低下。

利用水作冷热源的热泵,称之为水源热泵。

水是一种优良的热源,其热容量大,传热性能好,一般水源热泵的制冷供热效率或能力高于空气源热泵,但由于受水源的限制,水源热泵的应用远不及空气源热泵。

地源热泵工作原理及分类地源热泵则是利用水源热泵的一种形式,它是利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源,冬季把地能中的热量“取”出来,供给室内采暖,此时地能为“热源”;夏季把室内热量取出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地能为“冷源”。

地源热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。

其中水源热泵机主要有两种形式:水—水式或水—空气式。

三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递,水源热泵与地能之间换热介质为水,与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。

地源热泵同空气源热泵相比,有许多优点:(1)全年温度波动小。

冬季温度比空气温度高,夏季比空气温度低,因此地源热泵的制热、制冷系数要高于空气源热泵,一般可高于40%,因此可节能和节省费用40%左右。

(2)冬季运行不需要除霜,减少了结霜和除霜的损失。

(3)地源有较好的蓄能作用。

地源分类地源按照室外换热方式不同可分为三类:1.土壤埋盘管系统,2.地下水系统,3.地表水系统。

根据循环水是否为密闭系统,地源又可分为闭环和开环系统。

闭环系统如埋盘管方式 (垂直埋管或水平埋管),地表水安置换热器方式。

开环系统如抽取地下水或地表水方式。

此外,还有一种“直接膨胀式”,它不象上述系统那样采用中间介质水来传递热量,而是直接将热泵的一个换热器(蒸发器)埋入地下进行换热。

五、地源热泵应用方式地源热泵的应用方式从应用的建筑物对象可分为家用和商用两大类,从输送冷热量方式可分为集中系统、分散系统和混合系统。

家用系统用户使用自己的热泵、地源和水路或风管输送系统进行冷热供应,多用于小型住宅,别墅等户式空调。

集中系统热泵布置在机房内,冷热量集中通过风道或水路分配系统送到各房间。

分散系统用中央水泵,采用水环路方式将水送到各用户作为冷热源,用户单独使用自己的热泵机组调节空气。

一般用于办公楼、学校、商用建筑等,此系统可将用户使用的冷热量完全反应在用电上,便于计量,适用于目前的独立热计量要求。

混合系统将地源和冷却塔或加热锅炉联合使用作为冷热源的系统,混合系统与分散系统非常类似,只是冷热源系统增加了冷却塔或锅炉。

南方地区,冷负荷大,热负荷低,夏季适合联合使用地源和冷却塔,冬季只使用地源。

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