地源热泵空调系统工作原理与分类

作者:Myhappinessisyou 时间: 2010-08-30 00:00 阅读:
一、地源热泵工作原理
  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。
二、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。
三、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。
  1、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。
  2、 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。
  3、分散系统
  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。
  4、 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。北方地区,热负荷大,冷负荷低,冬季适合联合使用地源和锅炉,夏季只使用地源。这样可减少地源的容量和尺寸,节省投资。分散系统或混合系统实质上是一种水环路热泵空调系统形式。
  5、水环路热泵空调系统
  水环路热泵(Water-Loop Heat Pump,简称WLHP)空调系统,它由许多台水源热泵空调机(WSHP)组成。这些机组由一个闭式的循环水管路连在一起,该水管路既作空调工况下的冷源,又作供暖工况下热泵热源。水环路的冷热源可以是地源,或锅炉、冷却塔联合方式。

  夏季运行:全部或大多数机组为供冷,热量水环路排至室外的冷源,如地源或冷却塔。
春季/秋季运行:对有内区与周边区的建筑物,会出现内区需要供冷而周边区需要供热,内区的热量就可被周边区所利用,即内区空调的排热与周边区热泵供热所需热量接近平衡时,室外的冷热源可以停运。这种制冷供热同时进行,能量在建筑物内部转移,运行费用最少,节能效果明显。
冬季运行:全部或大多数机组为供热,供热源(地源或加热源)把热量补充到水环路。
  水环路热泵空调系统除具有显著节能特点外,还具有以下特点:
  1、 节省占地:不设大的冷冻机房,没有冷却塔系统。
  2、 能源费用单独计量:由各部门、住户或单位独立承担,能源费用计量简单且公平,符合当前的能源费用独立计量方法。
  3、 调节灵活:每台热泵空调机在任何时间可以选择供冷或供热。
  4、 灵活应用:能灵活充份地满足建筑物各个区的需要,并随时可以更改用途。
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