——地源热泵的概念、由来、工作原理及系统优势
地源热泵是最近几年才兴盛起来的节能技术,因节能环保、恒温舒适、集成化程度高在高端住宅和节能建筑区开始逐渐推广。地源热泵技术在欧美国家已经十分成熟,特别是美国和北欧使用范围,普及率已经达到60%左右。我国在九十年代引进地源热泵技术,经过二十年的发展,地源热泵在我国日趋成熟,同时也是国家重点推荐项目。地源热泵是科灵中央空调产品之一,在行业内公认的国际三大空调品牌科灵、特灵、约克中,科灵在地源热泵领域占有更加突出的优势。
地源热泵的由来
地源一词是从英文“ground source”翻译而来,汉语的内涵则十分广泛,应包括所有地下资源的含义。但在空调业内,目前仅指地壳表层(小于400米)范围内的低温热资源,它的热源主要来自太阳能,极少能量来自地球内部的地热能。
地源热泵的概念最早于1912年由瑞士的专家提出,而该技术的提出始于英、美两国。1946年美国在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统,但是这种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛注意,无论是在技术、理论上都没有太大的发展。
20世纪50年代,欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮,但由于当时的能源价格低,这种系统并不经济,因而未得到推广。直到20世纪70年代初世界上出现了第一次能源危机,它才开始受到重视,许多公司开始了地源热泵的研究、生产和安装。这一时期,欧洲建立了很多水平埋管式土壤源热泵,主要用于冬季供暖。虽然欧洲是世界上发展地源热泵最成熟的地区,但是它也曾因为热泵专家不懂安装技术,安装工人又不懂热泵原理等因素,致使地源热泵的发展走了一段弯路。
上世纪80年代后期,地源热泵技术已经趋于成熟,更多的科学家致力于地下系统的研究,努力提高热吸收和热传导效率,同时越来越重视环境的影响问题。地源热泵生产呈现逐年上升趋势,瑞士和瑞典的年递增
率超过10%。美国的地源热泵生产和推广速度很快,技术产生了飞速的发展,成为世界上地源热泵生产和使用的头号大国。
从地源热泵应用情况来看,北欧国家主要偏重于冬季采暖,而美国则注重冬夏联供。由于美国的气候条件与中国很相似,因此研究美国的地源热泵应用情况,对我国地源热泵的发展有着借鉴意义。地源热泵的概念
地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术,是热泵的一种,热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方。
通常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的。地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力,冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内,夏季再把地下的冷量转移到建筑物内,一个年度形成一个冷热循环。
地源热泵的工作原理
作为自然现象,正如水由高处流向低处那样,热量也总是从高温流向低温,用著名的热力学第二定律准确表述:“热量不可能自发由低温传递到高温”。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。所以地源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,这就是地源热泵节能的原理。
节省空间
没有中央机房、冷却塔、锅炉房和其它室外设备,省去了锅炉房,冷却塔及附属的煤场、渣场所占用的宝贵面积,产生附加经济效益,并改善了环境外部形象。室内系统是分散式的系统,故每个区域内的主风管道截面高度较小,不会像传统节能装备那样过多占用建筑内的吊顶空间,从而保证每层的使用空间。 安全可靠 每台机组可独立供冷或供热,个别机组故障不影响整个系统的运行。机组的运行工况稳定,几乎不受环境温度变化的影响,即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减,更无结霜除霜之虑。无储煤、储油罐等卫生及安全隐患。
控制简单
根据用户要求设体积很小的终端控制器,中央控制仅需选择水路控制,除去了一般中央空调集中控制所有参量的复杂环节,从而降低控制成本。利于采用全系统可编程智能化远程中央计算机控制,具有随人流变化而自动调整地热泵制冷或供暖出力,实现节能科灵节能热泵化,运行费用最小化。还可设置显示和打印设备,可存储、分析各种采暖、制冷、维修等经济及技术数据,促进系统运行最优化。
寿命最长
空调设计寿命10年,燃气锅炉为8-10年;地源热泵机组运行工况稳定,其寿命为20年以上,它比所有各种节能装备和采暖设备的寿命都要长。
低维护费
自动化程度高,无需专业人员操控。地源热泵系统不设冷却塔、屋顶风机,压缩机工作稳定,不会出现传统设备中制冷剂压力过高或过低的现象,维护费用大大低于传统空调;一套设备实现制冷、制热和生活热水,减少对主机设备的维护量。
地源热泵节能装备科灵节能热泵的优点就是节能,在能源日益匮乏,环境日益恶化的今天,节能降耗似乎已经成为全球共同的话题,地源热泵集众多优势于一身,但推广起来仍有一定的困难。地源热泵中央空调安装成本很大,而且对地理环境有一定的要求,并不是每个地方,任何户型都适合安装地源热泵节能装备,地源热泵工程基本集中在大户型私人别墅,要想全面普及还需要各方共同努力。
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