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地源熱泵工作原理

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地源熱泵是熱泵的一種,是以大地或水為冷熱源對建築物進行冬暖夏涼的空調技術,地源熱泵隻是在大地和室内之間"轉移"能量。利用極小的電力來維持室内所需要的溫度。

在冬天,1千瓦的電力,将土壤或水源中4-5千瓦的熱量送入室内。在夏天,過程相反,室内的熱量被熱泵轉移到土壤或水中,使室内得到涼爽的空氣。而地下獲得的能量将在冬季得到利用。如此周而複始,将建築空間和大自然聯成一體。以最小的低價獲取了最舒适的生活環境。

熱泵原理

熱泵機組裝置主要有:壓縮機、冷凝器、蒸發器和膨脹閥四部分組成,通過讓液态工質(制冷劑或冷媒)不斷完成:蒸發(吸取環境中的熱量) →壓縮→冷凝(放出熱量)→節流→再蒸發的熱力循環過程,從而将環境裡的熱量轉移到水中。 壓縮機(Compressor):起着壓縮和輸送循環工質從低溫低壓處到高溫高壓處的作用,是熱泵(制冷)系統的心髒; 蒸發器(Evaporator):是輸出冷量的設備,它的作用是使經節流閥流入的制冷劑液體蒸發,以吸收被冷卻物體的熱量,達到制冷的目的; 冷凝器(Condenser):是輸出熱量的設備,從蒸發器中吸收的熱量連同壓縮機消耗功所轉化的熱量在冷凝器中被冷卻介質帶走,達到制熱的目的; 膨脹閥(Expansion Valve)或節流閥(Throttle):對循環工質起到節流降壓作用,并調節進入蒸發器的循環工質流量。 根據熱力學第二定律,壓縮機所消耗的功(電能)起到補償作用,使循環工質不斷地從低溫環境中吸熱,并向高溫環境放熱,周而往複地進行循環。

熱泵分類

熱泵是需要冷凝器的熱量,蒸發器則從環境中吸熱,此時從環境取熱的對象稱為熱源;相反制冷是需要蒸發器的冷量,冷凝器則向環境排熱,此時向環境排熱的對象稱為冷源。

蒸發器冷凝器根據循環工質與環境換熱介質的不同,主要分為空氣換熱和水換熱兩種形式。 熱泵根據與環境換熱介質的不同,可分為:水-水式,水-空氣式,空氣-水式,和空氣-空氣式共四類。 利用空氣作冷熱源的熱泵,稱之為空氣源熱泵。空氣源熱泵有着悠久的曆史,而且其安裝和使用都很方便,應用較廣泛。但由于地區空氣溫度的差别,在我國典型應用範圍是長江以南地區。在華北地區,冬季平均氣溫低于零攝氏度,普通空氣源熱泵不僅運行條件惡劣,穩定性差,而且因為存在結霜問題,效率低下、新出了一款超低溫空氣源熱泵
專門針對華北地區的,超低溫空氣源熱泵穩定性好,效率高,具有高效除霜功能。 利用水或地熱作冷熱源的熱泵,稱之為地源熱泵。水和地熱是一種優良的熱源,其熱容量大,傳熱性能好,一般地源熱泵的制冷供熱效率或能力高于空氣源熱泵,但地源熱泵的應用常受到水源或地熱的限制。

地源熱泵系統按其循環形式 可分為:閉式循環系統、開式循環系統和混合循環系統。對于閉式循環系統,大部分地下換熱器是封閉循環,所用管道為高密度聚乙烯管。管道可以通過垂直井埋入地下150-200英尺深,或水平埋入地下4-6英尺處,也可以置池塘的底部。在冬天,管中的流體從地下抽取熱量,帶入建築物中,而在夏天則是将建築物内的熱能通過管道送入地下儲存;¨對于開式循環系統,其管道中的水來自湖泊、河流或者豎井之中的水源,在以與閉式循環相同的方式與建築物交換熱量之後,水流回到原來的地方或者排放到其它的合适地點;對于混合循環系統,地下換熱器一般按熱負荷來計算,夏天所需的額外的冷負荷由常規的冷卻塔來提供。
工作原理

地源熱泵則是利用水與地能(地下水、土壤或地表水)進行冷熱交換來作為地源熱泵的冷熱源,冬季把地能中的熱量"取"出來,供給室内采暖,此時地能為"熱源";夏季把室内熱量取出來,釋放到地下水、土壤或地表水中,此時地能為"冷源"。

來源:58空調網  
 
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