水源热泵与土壤源热泵的对比
地源热泵和水源热泵的区别
一、定义上的区别:地源热泵和水源热泵在概念上区分主要是针对系统所说的,分为地源热泵系统和水源热泵系统,而不是针对主机,有很多人会在这方面产生误区,从另外一个角度来说地源热泵主机和水源热泵主机是一样的。
而我们通常所说的地源热泵和者水源热泵主要就是指主机源水侧水源的来源。
如果是地源热泵,水源则是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,而不会产生物质交换,这就是我们通常所指的地源热泵。
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、简单理解单区别: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。
三、其它区别:地源热泵是地下闭式系统,水源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。
地源热泵钻井与水源热泵最大差别
地源热泵钻井与水源热泵最大差别地源热泵(Heat Pump) 钻井其实地源热泵和水源热泵从字面就可以看出来,最大的区别就是取热源的方式方法不同。
机结构形式:牵引式、车载式、车载背机式。
一般打井机的组成:柴油机、摩擦离合器、变速箱、分动箱、传动轴、泥浆泵、清水泵、真空泵、转盘、水龙头、卷扬机、液压系统、操纵机构、桅杆、钻具、车架等。
掌握旋转系统、提升系统、循环系统、固控设备、动力与传动系统、控制系统、井控设备等全国最先进的技术水平。
利用钻头旋转时产生的切削或研磨作用破碎岩石。
是当前最通用的钻井方法。
比顿钻钻速快,并易于处理井塌、井喷等复杂情况。
水源热泵是通过(tōng guò)打井直接取地下水、进行换热换冷的;而地源热泵是通过地下埋管,然后在向管道里面注入水进行冷媒体作为换热的。
水源热泵(Heat Pump) 需要大量的水资源,而且水源必须满足一定的温度(temperature)、纯净度、温度。
宁波专业钻井利用钻头旋转时产生的切削或研磨作用破碎岩石。
是当前最通用的钻井方法。
比顿钻钻速快,并易于处理井塌、井喷等复杂情况。
而且对于地下水的抽取和回灌,都要考虑(consider)地质的结构,对于一些城市是禁止抽取地下水的就不能使用水源热泵了。
所以使用水源热泵的前提条件是比较多的。
地源热泵钻井的原理地源热泵是通过(tōng guò)埋在地下的管道进行制冷供暖的,所以不用抽取地下水,更不会感染水源、没有废气、废水、废渣的排放,只要地质条件不负责,就可以使用。
地源热泵(Heat Pump) 钻井也是水源热泵的一种形式,两者相互互补,各有优不好的地方,适合于不同的地质条件,相对于国内使用地源热泵要比水源热泵范围(fàn wéi)要广。
镇海机械钻井。
地源热泵 基础知识
地源热泵基础知识一、地源热泵系统原理地源热泵是利用地下浅层地热资源的低品位能源,通过热泵技术获取可供空调使用的冷热水的空调系统。
地源热泵是一个广泛的概念,根据地热的利用方式,分为水源热泵和土壤源热泵。
二者不同之处是:水源热泵直接利用水作为热源,土壤源热泵需要通过换热器从土壤中获取能量。
地源热泵空调系统通常由地源热泵机组、地热能换热系统、建筑物内系统组成。
地源热泵机组与常用的水冷式冷水机组的工作原理基本相同,仅水源部分的温度有所差别。
此外,地源热泵冷热工况的转换,一般是通过机组以外管道阀门的切换来实现的。
地埋管换热器是地源热泵的重要组成部分。
垂直地埋管方式,是在垂直钻孔内埋置U型换热管道,然后由水平管将U型管并联成系统,水从管道内流过并与土壤换热。
垂直地埋管方式的主要特点是运行比较稳定和可靠。
还有一种是水平地埋管方式。
二、地源热泵系统工作原理地源热泵技术是利用浅层常温土壤或地下水的能量作为能源的新型热泵技术。
该技术可以同时供暖和制冷,并且能够提供生活热水。
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”。
地源热泵系统冬季代替锅炉从土壤中取出热量,以30~40℃左右的热风向建筑物供暖,夏季代替普通空调向土壤排热,以10~17℃左右的冷风形式给建筑物制冷。
地源热泵技术节能效果显著,消耗1kW的能量,用户可以得到4kW以上的热量或冷量。
它不向外界排放任何废气、废水、废渣,是一种的理想的“绿色技术”。
从能源角度来说,它是一种用之不尽的可再生能源。
三、地源热泵的分类及其各自特点地源热泵在国内也被称为地热泵。
根据利用地热源的种类和方式不同可以分为以下3类:土壤源热泵或称土壤耦合热泵(GCHP)、地下水热泵(GWHP)、地表水热泵(SWHP)。
(一)土壤源热泵土壤源热泵以大地作为热源和热汇,热泵的换热器埋于地下,与大地进行冷热交换。
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,理论计算可达到7,实际运行为4~6。
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。
热泵分类及特点
热泵分类及特点热泵是一种能够将低温热源中的热量转移到高温处的装置,它利用热力学原理,通过压缩、膨胀工质的循环运动,实现低温热源的升温。
热泵广泛应用于供暖、制冷、热水和工业生产等领域,具有高效节能、环保安全等优点。
根据热源的不同,热泵可以分为空气源热泵、水源热泵和地源热泵三种类型。
1. 空气源热泵空气源热泵是利用空气中的热能作为热源的一种热泵系统。
它通过空气-制冷剂-工质之间的热交换,将低温的空气中的热量转移到室内,提供供暖、制冷和热水等功能。
空气源热泵具有安装方便、运行稳定、成本低等特点。
然而,由于空气源热泵的热源是空气,受气温变化的影响较大,其制热效果在极寒地区会受到一定限制。
2. 水源热泵水源热泵是利用水体作为热源的热泵系统。
它通过水-制冷剂-工质之间的热交换,将水体中的热量转移到室内,实现供暖、制冷和热水等功能。
水源热泵具有热效率高、稳定性好、节能环保等特点。
然而,水源热泵需要有充足的水源供应,对水质和水温的要求较高,安装和运行成本相对较高。
3. 地源热泵地源热泵是利用地下土壤或地下水作为热源的热泵系统。
它通过地源-制冷剂-工质之间的热交换,将地下的热量转移到室内,实现供暖、制冷和热水等功能。
地源热泵具有稳定可靠、热效率高、节能环保等特点。
由于地下温度相对稳定,地源热泵的制热效果不受气温变化的影响,适用于各种气候条件下的供暖需求。
然而,地源热泵的安装和地下管道的布置较为复杂,需要占用一定的土地面积。
总结起来,空气源热泵适用于气候温和地区,安装和运行成本相对较低;水源热泵适用于有充足水源供应的地区,热效率高但成本较高;地源热泵适用于各种气候条件下,稳定可靠但安装成本较高。
根据实际情况,选择合适的热泵类型可以最大程度地发挥其优点,实现节能环保的供暖、制冷和热水需求。
水源热泵与地源热泵的区别汇总
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。
地源热泵系统分类
地源热泵系统分类地源热泵系统是一种利用地下热能进行供暖和制冷的系统。
根据其工作原理和应用场景的不同,可以将地源热泵系统分为几个不同的分类。
一、地源热泵系统的分类1. 地下水源热泵系统地下水源热泵系统利用地下水的恒定温度来进行供暖和制冷。
系统通过井泵将地下水抽到地面,通过热交换器将地下水的热能传递给热泵系统。
在冬季,地下水的温度要高于地面温度,因此可以提供热能;而在夏季,地下水的温度要低于地面温度,可以提供制冷效果。
地下水源热泵系统需要有充足的地下水资源,并且需要进行水质处理。
2. 土壤源热泵系统土壤源热泵系统利用土壤中的热能来进行供暖和制冷。
系统通过埋设在土壤中的地埋管,将土壤的热能传递给热泵系统。
在冬季,土壤的温度要高于地面温度,因此可以提供热能;而在夏季,土壤的温度要低于地面温度,可以提供制冷效果。
土壤源热泵系统适用于土地资源丰富的地区。
3. 岩石源热泵系统岩石源热泵系统利用地下岩石中的热能来进行供暖和制冷。
系统通过在地下岩石中钻孔,将岩石的热能传递给热泵系统。
岩石源热泵系统的工作原理类似于土壤源热泵系统,但由于岩石的热传导性能较差,需要进行更深的钻孔。
岩石源热泵系统适用于地下水资源较为匮乏的地区。
4. 水体源热泵系统水体源热泵系统利用地下湖泊、河流或湿地等水体中的热能来进行供暖和制冷。
系统通过埋设在水体中的水埋管,将水域中的热能传递给热泵系统。
水体源热泵系统适用于水资源丰富的地区。
5. 海洋源热泵系统海洋源热泵系统利用海洋中的热能来进行供暖和制冷。
系统通过在海洋中埋设海洋埋管,将海洋中的热能传递给热泵系统。
海洋源热泵系统需要有充足的海洋资源,并且需要考虑对海洋生态环境的影响。
二、地源热泵系统的特点和优势地源热泵系统具有以下特点和优势:1. 高效节能:地源热泵系统利用地下热能进行供暖和制冷,不需要燃烧燃料,能够大幅度节省能源消耗,降低运行成本。
2. 环保低碳:地源热泵系统采用清洁能源,减少二氧化碳和其他污染物的排放,对环境友好。
水源热泵、地源热泵、直燃机特点比较
地表水受环境温度影响较大,对机组能力有影响。例如冬季水温下降,应考虑增加水流量或加辅助热源设备。
1、水系统工作温度在15~32℃之间,大于室内露点温度,管道不需保温,可节省保温费用。
2、需额外提供辅助加热设备,增加初投资。
水源热泵、地源热泵、直燃机特点比较
类型
项目
水源热泵
地源热泵
直燃机
地下水热泵
地表水热泵
水环热泵
热源
地下深井水
河水、湖水、海水等
封闭循环水
土壤
---
系统循环方式
开式
开式或闭式
闭式
闭式
冷温水一般为闭式
冷却水开式
辅助热源、排热设备
需深水潜水泵
需循环水泵
1、冷却塔
一般采用封闭式冷却塔,如采用开式冷却塔,则需另加热交换器把环路水与冷却塔隔离,防止水源热泵机组中的水/制冷剂热交换器受到腐蚀和结垢。增加了初投资。
3、对水质要求高,如采用闭式冷却塔,换热效率低,冷却塔体积大,价格昂贵;如采用开式冷却塔加热交换器,也增加了初投资。
4、从建筑物内区利用热泵升温,提供给外区,热泵机组之间难以匹配。
5、水源热泵机组都带有压缩机,噪音比一般空调末端大,需采用降噪措施。
1、需使用特殊地埋管材,制作特殊形状管道。
2、需使用专用挖掘钻孔工具,工程量大,安装复杂,劳动成本高。
2、加热器
根据能源情况可选用电锅炉,燃油、燃气锅炉,蒸汽、水热交换器等。
不需水泵,但换热管及制冷剂要增加很多,或者要加防冻液
开式冷却塔+冷却水泵
环境影响
1、地下水经过机组及空调系统后直接排回地下,会对地下水造成一定程度的污染。
热泵的不同类型及比较
热泵的不同类型及比较众所周知,热泵作为提供热量的主要设备之一,以其对环境友善及节约能源等特点,在许多领域得到了广泛的应用。
在本文中。
首先向我们介绍了热泵的发展历史,介绍了热泵的种类、特点、使用场合及条件,对几种主要热泵在应用过程中存在的问题进行了讨论,分析了热泵技术的研究进展、应用现状及相关新技术。
1、热泵与制冷机区别热泵是一种以冷凝器放出的热量对被调节环境进行供热的一种制冷系统。
就热泵系统的热物理过程而言,从工作原理或热力学的角度看,它是制冷机的一种特殊使用型式。
它与一般制冷机的主要区别在于:①使用的目的不同。
热泵的目的在于制热,研究的着眼点是工质在系统高压侧通过换热器与外界环境之间的热量交换;制冷机的目的在于制冷或低温,研究的着眼点是工质在系统低压侧通过换热器与外界之间的换热;②系统工作的温度区域不同。
热泵是将环境温度作为低温热源,将被调节对象作为高温热源;制冷机则是将环境温度作为高温热源,将被调节对象作为低温热源。
因而,当环境条件相当时,热泵系统的工作温度高于制冷系统的工作温度。
2、热泵的由来及主要应用型式2.1热泵的由来随着工业革命的发展,19世纪初,人们对能否将热量从温度较低的介质“泵”送到温度较高的介质中这一问题发生了浓厚的兴趣。
英国物理学家J.P.Joule提出了“通过改变可压缩流体的压力就能够使其温度发生变化”的原理。
1854年,W.Thomson教授(即大家熟知的Lord Kelvin勋爵)发表论文,提出了热量倍增器(Heat Multiplier)的概念,首次描述了热泵的设想。
当时,热泵供暖的对象主要是民用,供暖需求总量小,特别是对由于采暖方式及其对环境的影响尚没有足够的意识。
人们采暖的方式主要是燃煤和木材,因而,热泵的发展长期明显滞后于制冷机的发展。
上世纪30年代,随着氟利昂制冷机的发展,热泵有了较快的发展。
特别是二战以后,工业经济的长足发展带来的对供热的大量需求及相对能源短缺,促进了大型供热及工业用热泵的发展。
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,并通过地下管道进行热能传导。
这种类型的地源热泵适用于没有地下水资源或地下水质量较差的地区。
除了以上两种主要类型,还有一些其他的地源热泵分类。
例如,垂直地源热泵是一种利用深层地热能的工程形式,通过垂直埋管的方式进行能量转换。
地下水回灌热泵则是将用过的热能再注入地下水中,实现资源的再生利用。
热泵种类介绍
4 内容总结
地源热泵指所有使用大地作为冷热源的热泵全部称为 地源热泵,包括土壤热泵(即地耦合热泵),地下水热泵,地 表水热泵(包括江河湖海的水)等。 水源热泵包括地源热泵和水环热泵还有一些特殊的利 用低位热水能量的热泵(比如利用工业废水或发电厂冷却循 环水梯级利用等)。 现在人们习惯上把土壤源热泵叫地源热泵,把地表水、 地下水、海水、污水源热泵叫水源热泵。
1 水源热泵
五、水源热泵的特点: ·属可再生能源利用技术;(水吸收太阳能,可再生) ·高效节能;(水温冬季比环境温度高,夏低) ·运行稳定可靠;(水体温度稳点) ·环境效益显著;(污染小) ·一机多用,应用范围广。(可供暖、空调,供生活热水)
六、不足:
·可利用的水源条件限制(没有合适的水源,成本高,闭环成本高,开 环水质有要求) ·水层的地理结构的限制(考虑地质结构和用后尾水的回灌实现问题) ·投资的经济性(国家政策,水源条件影响)
1.地源热泵技术属可再生能源利用技术; 2.地源热泵属经济有效的节能技术; 3.地源热泵环境效益显著; 4.地源热泵一机多用,应用范围广; 5.地源热泵空调系统维护费用低。 四、不足:
容易造成“土壤热不平衡”,影响周围生态。
2.1 土壤源热泵
一、概念: 土壤源热泵是利用地下 常温土壤温度相对稳定的特 性,通过深埋于建筑物周围 的管路系统与建筑物内部完 成热交换的装置。冬季从土 壤中取热,向建筑物供暖;夏 季向土壤排热,为建筑物制 冷。 二、适用条件:
0.1 按热源来源的种类分
地下水、河川 水 、海洋水 城市生活污水、 工业废水、热 电冷却水
自然水源 水源热泵 人工排水 源 土壤源热 泵
热泵
地源热泵
空气源热 泵
1 水源热泵
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。
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
空气能热泵
运行过程中无污染物排放,对 环境友好。
水源热泵
利用水资源进行热能转换,对 环境影响较小。
地源热泵
利用地球表面的热能,无污染 物排放,是环保型的空调系统
。
选择建议与注意事项
01
02
03
04
根据实际需求选择
根据所在地区的气候条件 、能源供应情况、使用需 求等因素来选择适合的空 调系统。
缺点分析
A
能耗较高
空调在运行过程中会消耗大量电能,导致能耗 较高。
空气干燥
长时间使用空调会使室内空气变得干燥, 容易引发人体不适。
B
C
依赖性强
过度依赖空调可能导致人体对自然环境的适 应能力下降。
“空调病”
长时间在空调环境下生活和工作,容易引起 头痛、乏力、关节疼痛等症状,被称为“空 调病”。
D
02
地源热泵系统的初投资相比传统空调系统 要高,主要包括地埋管换热器的费用、热 泵机组的费用以及安装费用等。
地源热泵系统需要足够的场地来埋设地埋 管换热器,对于场地有限的项目可能会造 成一定的困难。
受地质条件影响
系统维护困难
地源热泵系统的性能受地质条件的影响较 大,如土壤的热物性、含水量、地下水流 速等都会影响到系统的换热效果。
空调通过制冷剂循环,在蒸发器 中吸收热量,使室内温度降低; 在冷凝器中释放热量,使室外温 度升高。
优点分析
01
提供舒适环境
空调能够在炎热的夏季和寒冷的冬季为人们提供舒适的 生活环境。
02
提高工作效率
在适宜的温度下,人们的工作效率会得到提高。
03
种类繁多
空调有多种形式,如柜机、挂机、中央空调等,可以满 足不同场所的需求。
各种热泵系统性能比较
各种热泵系统性能比较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。
水源/地源热泵有以下几种形式:1、地下水式地源热泵: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。
地下水式地源热泵地源热泵机组通过机组内闭式循环系统经过换热器与由水泵抽取的深层地下水进行冷热交换。
地下水排回或通过加压式泵注入地下水层中。
此系统适合建筑面积大,周围空地面积有限的大型单体建筑和小型建筑群落。
A、优势:①采用热泵的形式为建筑物供热可大大降低一次能源的消耗,提高一次能源的利用率,因此地下水源热泵系统具有高效节能的优点。
②地下水源热泵系统可实现对建筑物的供热和制冷,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套系统。
系统紧凑,省去了锅炉房和冷却塔,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。
③地下水温度较恒定的特征,使得地下水源热泵系统运行更稳定可靠,整个系统的维护费用也较锅炉-制冷机系统大大减少,保证了系统的高效性和经济性。
B、劣势:①地质问题:地下水属于一种地质资源,大量采用地下水源热泵,如无可靠的回灌,将会引发严重的后果。
地下水大量开采引起的地面沉降、地裂缝、地面塌陷等地质问题日渐显著。
②水质问题:现在国内地下水源热泵的地下水回路都不是严格意义上的密封系统,回灌过程中的回扬、水回路中产生的负压和沉砂池,都会使外界的空气与地下水接触,导致地下水氧化。
C、适用地质条件:水源热泵系统对地质要求严格,水源热泵取水是取深层地下水,和水质、回灌量、出水量有很大关系,地质水渗率决定是否采用水源热泵。
地源热泵水源热泵全面解读对比及工程施工
地源热泵水源热泵全面解读对比及工程施工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。
地源热泵和水源热泵区别分析
地源热泵和水源热泵区别分析比较地源热泵和水源热泵区别:水源热泵和地源热泵都是从地位热源的选取来定义的,水源热泵通常指地位热源来源于地表水、地下水、海水、污水;地源热泵有时也被称为土壤源热泵,但是地下水作为低位热源的也可称为地源热泵。
此外,水环热泵也可称为水源热泵。
水源热泵和地源热泵以前确实叫法很乱,已经出台的地源热泵相关规范,其中对叫法范围作了明确说明:地源热泵指所有使用大地作为冷热源的热泵全部称为地源热泵,包括土壤热泵(即地耦合热泵),地下水热泵,地表水热泵(包括江河湖海的水)等,这是为区别水环热泵而说的。
水源热泵则是总称,包括所有以水作为冷热源的热泵,当然也包括土壤热泵和水环热泵了,这是为区别空气源热泵(风冷热泵)而说的。
所以从大分类来说,水源热泵包括地源热泵和水环热泵还有一些特殊的利用低位热水能量的热泵(比如利用工业废水或发电厂冷却循环水梯级利用等)。
从分类和优点上比较地源热泵和水源热泵区别:1) 地下水热泵系统,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,由回灌井群灌回地下。
其优点是占地面积小,在初投资方面比土壤源热泵略经济一些,,水泵耗电量大,但要注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。
对于垂直式埋管系统,其优点有:较小的土地占用,管路及水泵用电少,其缺点是钻井费用略高;对于水平式埋管系统,其优点有:安装费用比垂直式埋管系统低,应用广泛,使用者易于掌握,其缺点有:占地面积大。
地源热泵系统优点地埋换热管技术参数为:管外径32mm、管壁厚3mm、承压能力1.6MPa。
其具有接口稳定可靠、抗应力开裂性好、耐化学腐蚀性、水流阻力小、耐磨性好、耐老化、使用寿命长达50年等多种优点;此外地埋管部分换热效果要优于水源热泵。
众所周知,地表水都会含有细沙,会不同程度的减少机组的寿命,而且水井的使用寿命最多能到达13年;地埋管方式的水源是自来水,这样几乎可以忽略水源对于机组寿命的衰减。
简述土壤源热泵系统
简述土壤源热泵系统摘要:土壤源热泵系统同水源热泵系统一样是以水或其它换热液作为冷热能的载体。
与水源热泵系统不同的是土壤源热泵系统通过埋设在地下的换热管与岩土体进行热交换,冬季把岩土体中的热量取出来,供给室内采暖;夏季把室内热量取出来,释放到岩土体中。
关键词:土壤;热泵;热量;埋管一、系统的结构土壤源热泵系统由土壤热交换系统、热泵机组和末端系统三大部分组成。
土壤源热泵系统是通过热泵机组将土壤热交换循环系统和末端供冷暖循环系统连接起来。
土壤热交换系统是由土壤热交换器、循环水泵和水管道等组成的闭式循环系统。
与地下水源系统不同的是用土壤热交换器代替抽水井和回灌井。
土壤热交换器一般是垂直或水平埋设在土壤中的高密度聚乙烯管。
二、工作原理我们周围环境中一些低品味的能源可以通过热泵系统将其转化为高品位的能源,其中土壤耦合热泵就是将地热能这种低品位能源转化为可供人们利用的高品位能源的能量转化系统[1]。
水平埋管是在浅层土壤中挖沟渠,将 hdpe 管水平的埋置于沟渠中,并填埋的施工工艺。
水平埋管式通常浅层埋设,工程量大而开挖技术要求不高,初期投资低于竖直埋管式;缺点是占地面积大,温度稳定性也较差,现在已很少采用。
即便采用,也是引入热管等经过改进的技术。
竖直埋管式工程量小,占地面积少,恒温效果好,维护费用少,适合于用地紧张的城市;缺点是技术要求较高,初期投资较大。
垂直埋管是在地层中垂直钻孔,然后将地下热交换器(hdpe 管)以一定的方式置于孔中,并在孔中注入填充材料的施工工艺。
竖直埋管式地热换热器目前应用较多,发展较快。
它是在地面下竖直钻孔,在孔内埋入换热管,换热管的形式又有两种:u 型管式和套管式,目前以 u 型管应用较多。
垂直埋管地热换热器计算的基础是单个钻孔(u 型管)的传热分析。
在多个钻孔的情况下,可以在单孔的基础上运用叠加原理加以扩展[2]。
地下钻孔的孔径一般为 1o0~150mm,孔间距和深度取决于土层的热性质和气象条件并随地理位置而变。
地源热泵空调和水源热泵有什么区别?
地源热泵空调和水源热泵有什么区别?
很多人认为地源热泵空调和水源热泵在概念上是针对主机,其实只是一种误解,事实上他们是针对系统来讲的。
也就是说地源热泵和水源热泵的主机是相同的,它们是指主机源水侧水源的来源。
地源热泵空调的水源来源于地下埋管的闭式管路,源水侧的水通过地埋管与地下进行热交换,而不是发生物质交换,这就是我们所说的地源热泵。
水源热泵和地源热泵的区别在于它的源水侧水源以地下水,江水,海水为主,它是一种开式的型式,直接把水取热或排热并按照一定的要求排放回原取水点,它是利用自然水中的能量,所以这种形式被定义为水源热泵。
地源热泵空调采用室外打孔,占地面积比较大,不需要国家机构的审批手续,而水源热泵是室外打水井,但需要政府机构审批,比较复杂;地源热泵的系统有开式和闭式两种,而水源热泵是开式系统的一种,水源热泵和地源热泵主要表现在介质的不同,其次还有不同的设计和施工方法;地源热泵和水源热泵的设计原理相似,但在设计温度,载冷剂和阀部件还是有一定区别的,而且取热源的方式也不同。
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水源热泵与土壤源热泵的对比
相同点:都是地源热泵,冷热源均是地球浅表,都是利用地球的尚未开发的可恢复的清洁能源。
能效比基本上一样。
不同点:
1、政府支持度:
a、土壤源热泵:明确支持和大力推广,有些地区已经实施每平米给予不同程度50-100元的补贴(北京,上海,浙江,山东某些地区等)。
b、水源热泵: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、环保生态环境:
a、土壤源热泵:真正环保,不抽取地下水,对环境无任何负面影响。
b、水源热泵: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、适应性;
a、土壤源热泵:运行稳定,免维护。
与地下有无水没有任何关系。
b、水源热泵: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、寿命;
a、土壤源热泵:土壤源热泵地埋管换热器由于周围土壤无变化,故其寿命取决于换热器本身,可使用50年。
B、水源热泵: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、运行费用:(包括设备运行费用和维护检修费用)
a、土壤源热泵:土壤换热器免维护。
设备维护费用为0。
b、水源热泵: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、运行稳定性:
a、土壤源热泵:由于其与土壤进行热交换,运行稳定性非常好。
b、水源热泵;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、运行维护:
a、土壤源热泵:土壤换热器50年内免维护。
B、水源热泵: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、初投资:
土壤源热泵比水源热泵初投资略大。
9、使用风险性;
a、水源热泵: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。
b、土壤源热泵:无任何风险。
国家重点推广,扶持。
10、能效比;水源热泵系统采用板式换热器间接换热,虽然保护了机组但机组的能效比约降低5%,和土壤源热泵相当。
有关水源热泵的问题:
1、水源热泵有它的优点,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。
2、水源热泵由于它是利用地下热能这一可再生能源,最近几年受到了人们越来越多的关注。
然而,就在这项技术逐步被人们所认识的时候,我国一些地区却纷纷出现了地下水由于严重开采,造成地下水位下降,严重的已导致地质层发生变化。
3、国外如美国、欧州主要研究和应用的地源热泵系统以及我国研究和推广的重点均是土壤源热泵系统而不是水源热泵。
在美国地源热泵,是通过采集土壤、江河湖水中的热量或冷量,多采用密闭式的系统,一般设计时,不与地下水资源直接接触。
很少进行地下水的抽取。
在中国可能理论上可以达到环保,但是实际在使用过程中完全会发生变化,情况如下:1)、系统容易被泥砂堵塞
2)、水抽几年就没了
3)、存在物理、化学、生物污染等地下水污染
4)、无法100%回灌,回灌难落实,采水量大于回灌量,水资源浪费
4、应用水源热泵系统受到许多条件限制:一是这种系统需要有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。
在实际工程中,地下水源系统的经济性与地下水层的深度有着很大的关系,如果地下水位较低,不仅成井的费用增加,运行中水泵的耗电量也会大大提高。
二是地下水是否充分回灌问题。
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。
即使能够把抽取的地下水全部回灌,怎样保证地下水层不受污染也是一个棘手的问题。
三是使用的经济性问题。
由于水源热泵系统实际消耗的仍是电能,加上需要支付的地热开采费、水源抽取费、排放费等,综合起来运行成本并不低。
因此地下水源热泵系统具有高投入、高风险性,投资者在决定使用时一定要因地制宜、慎之又慎。
5、地下水资源在某种程度上是国家的一种战略物资,而且一些水文地质界的专家对当前地下水源热泵的发展也持保留意见,因此,对于在我国大面积推广这种系统应采取慎重的态度。
相关部门应加强对地热资源的管理和保护,对地热资源的开采应严格把关和监控,以保护我们赖以生存的、越来越宝贵的地下水资源,保护家园,造福后人。
6、地下水属于优质淡水资源,储藏量有限,大规模、过量开采地下水,可能产生地质环境问题和地质灾害,破坏地下水环境和生态环境等,其影响深远甚至无法弥补。
7、武汉地区虽地下水量丰富,但1999年和1998年相比,全区地下水位呈下降趋势,下降幅度在0.14-1.11米之间。
多年以后,地下水位到底会下降多少,是个未知数。
水源热泵是否能长期稳定的运行,谁也无法保证。
而且有资料表明,上水源热泵系统的地方,地面沉陷每年约为0.5-1cm(比如武汉香榭里花园)。
多年以后,会危及建筑物的安全。
8、目前中国的地下水资源形式已十分严峻,国土资源部的调查标明,东北、华北、和西北地区地下水位呈总体下降趋势,华东、中南和西南有升有降,黄、淮海地区在区域上呈不断下降趋势,河北与河南北部地区以及山东黄河以西的地下水下降漏斗已经连成一片,从而形成一个包括北京、天津在内的地下水降落的大漏斗,总面积已经超过4万平方公里。
天津唐沽地下水过量开采,导致海水渗透进去,对生态造成严重破坏,西安由于地下水过量开
采,导致大雁塔倾斜近1m,并且形成13条纵、横向裂缝,长达50Km,钟鼓楼下陷135mm,专家呼吁,近年来大量开采地下水而诱发的地面沉降,海水入浸、突发性岩溶坍塌等一系列环境地质问题,应当引起高度重视。
专家强调指出,大漏斗的形成并不仅仅标明我们仍在超采地下水,它还标明水危机意识还没有真正深入人心,为了维持今天的发展,人们一直在喝“子孙水”,长此以往,深层地下水将会喝光、用光,我们将来的可持续发展就成了“无本之木”,这才是影响千秋万代的大事情。