| ——地源熱泵的概念、由來(lái)、工作原理及系統(tǒng)優(yōu)勢(shì) 地源熱泵是最近幾年才興盛起來(lái)的節(jié)能技術(shù)，因節(jié)能環(huán)保、恒溫舒適、集成化程度高在高端住宅和節(jié)能建筑區(qū)開(kāi)始逐漸推廣。地源熱泵技術(shù)在歐美國(guó)家已經(jīng)十分成熟，特別是美國(guó)和北歐使用范圍，普及率已經(jīng)達(dá)到60%左右。我國(guó)在九十年代引進(jìn)地源熱泵技術(shù)，經(jīng)過(guò)二十年的發(fā)展，地源熱泵在我國(guó)日趨成熟，同時(shí)也是國(guó)家重點(diǎn)推薦項(xiàng)目。地源熱泵是綠特中央空調(diào)產(chǎn)品之一，在行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的國(guó)際三大空調(diào)品牌綠特、特靈、約克中，綠特在地源熱泵領(lǐng)域占有更加突出的優(yōu)勢(shì)。 地源熱泵的由來(lái) 地源一詞是從英文“ground source”翻譯而來(lái)，漢語(yǔ)的內(nèi)涵則十分廣泛，應(yīng)包括所有地下資源的含義。但在空調(diào)業(yè)內(nèi)，目前僅指地殼表層（小于400米）范圍內(nèi)的低溫?zé)豳Y源，它的熱源主要來(lái)自太陽(yáng)能，極少能量來(lái)自地球內(nèi)部的地?zé)崮堋?/span> 地源熱泵的概念最早于1912年由瑞士的專家提出，而該技術(shù)的提出始于英、美兩國(guó)。1946年美國(guó)在俄勒岡州的波蘭特市中心區(qū)建成第一個(gè)地源熱泵系統(tǒng)，但是這種能源的利用方式?jīng)]有引起當(dāng)時(shí)社會(huì)各界的廣泛注意，無(wú)論是在技術(shù)、理論上都沒(méi)有太大的發(fā)展。 20世紀(jì)50年代，歐洲開(kāi)始了研究地源熱泵的第一次高潮，但由于當(dāng)時(shí)的能源價(jià)格低，這種系統(tǒng)并不經(jīng)濟(jì)，因而未得到推廣。直到20世紀(jì)70年代初世界上出現(xiàn)了第一次能源危機(jī)，它才開(kāi)始受到重視，許多公司開(kāi)始了地源熱泵的研究、生產(chǎn)和安裝。這一時(shí)期，歐洲建立了很多水平埋管式土壤源熱泵，主要用于冬季供暖。雖然歐洲是世界上發(fā)展地源熱泵最成熟的地區(qū)，但是它也曾因?yàn)闊岜脤＜也欢惭b技術(shù)，安裝工人又不懂熱泵原理等因素，致使地源熱泵的發(fā)展走了一段彎路。 上世紀(jì)80年代后期，地源熱泵技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，更多的科學(xué)家致力于地下系統(tǒng)的研究，努力提高熱吸收和熱傳導(dǎo)效率，同時(shí)越來(lái)越重視環(huán)境的影響問(wèn)題。地源熱泵生產(chǎn)呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)，瑞士和瑞典的年遞增率超過(guò)10％。美國(guó)的地源熱泵生產(chǎn)和推廣速度很快，技術(shù)產(chǎn)生了飛速的發(fā)展，成為世界上地源熱泵生產(chǎn)和使用的頭號(hào)大國(guó)。 從地源熱泵應(yīng)用情況來(lái)看，北歐國(guó)家主要偏重于冬季采暖，而美國(guó)則注重冬夏聯(lián)供。由于美國(guó)的氣候條件與中國(guó)很相似，因此研究美國(guó)的地源熱泵應(yīng)用情況，對(duì)我國(guó)地源熱泵的發(fā)展有著借鑒意義。 地源熱泵的概念 地源熱泵是利用淺層地能進(jìn)行供熱制冷的新型能源利用技術(shù)，是熱泵的一種，熱泵是利用卡諾循環(huán)和逆卡諾循環(huán)原理轉(zhuǎn)移冷量和熱量的設(shè)備。地源熱泵通常是指能轉(zhuǎn)移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方。通常熱泵都是用來(lái)做為空調(diào)制冷或者采暖用的。地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力，冬季地源把熱量從地下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，一個(gè)年度形成一個(gè)冷熱循環(huán)。 地源熱泵的工作原理 作為自然現(xiàn)象，正如水由高處流向低處那樣，熱量也總是從高溫流向低溫，用著名的熱力學(xué)第二定律準(zhǔn)確表述：“熱量不可能自發(fā)由低溫傳遞到高溫”。但人們可以創(chuàng)造機(jī)器，如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣，采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以地源熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，提高溫位進(jìn)行利用，而整個(gè)熱泵裝置所消耗的功僅為供熱量的三分之一或更低，這就是地源熱泵節(jié)能的原理。 冬季地源熱泵工作原理 冬天熱泵中制冷劑正向流動(dòng)，壓縮機(jī)排出的高溫高壓R22氣體進(jìn)入冷凝器向集水器中的水放出熱量，相變?yōu)楦邷馗邏旱囊后w，再經(jīng)熱力膨脹閥節(jié)流降壓變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w進(jìn)入蒸發(fā)器，從地下循環(huán)液中吸取低溫?zé)岷笙嘧優(yōu)榈蜏氐蛪旱娘柡驼羝筮M(jìn)入壓縮機(jī)吸氣端，由壓縮機(jī)壓縮排出高溫高壓氣體完成一個(gè)循環(huán)。如此循環(huán)往復(fù)將地下低溫?zé)崮堋鞍徇\(yùn)”到集水器，從而不斷的向用戶提供45 ℃ -50 ℃的熱水。 夏季地源熱泵工作原理 夏天熱泵中制冷劑逆向流動(dòng)，與用戶換熱的冷凝器變?yōu)檎舭l(fā)器從集水器中的低溫水（7 -12 ℃）提取熱能，與地下循環(huán)液換熱的蒸發(fā)器變?yōu)槔淠飨虻叵卵h(huán)液排放熱量，循環(huán)液中熱量再向地下低溫區(qū)排放，如此循環(huán)往復(fù)連續(xù)地向用戶提供7 -12 ℃ 的冷水。 了解什么是地源熱泵以及地源熱泵的由來(lái)和原理，我們還應(yīng)該了解地源熱泵的優(yōu)點(diǎn)。與其他空調(diào)產(chǎn)品、采暖設(shè)備相比，地源熱泵的優(yōu)勢(shì)眾多。 一機(jī)多用 地源熱泵可完全代替冷水機(jī)組+鍋爐兩種設(shè)備，解決了供暖制冷設(shè)備分開(kāi)使用給用戶帶來(lái)的不便，同時(shí)其熱回收功能可高效提供大量高品質(zhì)的生活熱水。 高效節(jié)能 地源熱泵技術(shù)是利用土壤溫度相對(duì)穩(wěn)定的特性，通過(guò)輸入少量的高品位能源（如電能），運(yùn)用土壤與建筑物內(nèi)部進(jìn)行熱量的交換，實(shí)現(xiàn)低品位熱能向高品位轉(zhuǎn)移的冷暖兩用空調(diào)系統(tǒng)。夏季高溫差的散熱和冬季低溫差的取熱，使得地源熱泵系統(tǒng)換熱效率很高，因此在產(chǎn)生同樣熱量或冷量的時(shí)候，只需小功率的壓縮機(jī)就可實(shí)現(xiàn)，從而達(dá)到節(jié)能的目的，其耗電量?jī)H為普通中央空調(diào)與鍋爐系統(tǒng)的40%—60%。 舒適低噪 地源熱泵空調(diào)，采用全空氣系統(tǒng)，舒適性好?？照{(diào)系統(tǒng)送風(fēng)均勻，溫度分布合理，氣流速度小于0.3米/秒，無(wú)吹風(fēng)感。噪音小，采取降噪措施后可小于40分貝。 環(huán)保清潔 地源熱泵系統(tǒng)在冬季供暖時(shí)，不需要鍋爐，無(wú)燃燒產(chǎn)物排放，可大幅度降低溫室氣體的排放。據(jù)美國(guó)地?zé)岜脜f(xié)會(huì)提供的報(bào)告，僅美國(guó)肯塔基州路易斯威爾市總建筑面積15.8萬(wàn)平方米的高特.豪斯飯店地源熱泵系統(tǒng)，每年可減排CO2 849噸；SO2 19.97噸；NOX 14.98噸；微塵 2.49噸。 節(jié)省空間 沒(méi)有中央機(jī)房、冷卻塔、鍋爐房和其它室外設(shè)備，省去了鍋爐房，冷卻塔及附屬的煤場(chǎng)、渣場(chǎng)所占用的寶貴面積，產(chǎn)生附加經(jīng)濟(jì)效益，并改善了環(huán)境外部形象。室內(nèi)系統(tǒng)是分散式的系統(tǒng)，故每個(gè)區(qū)域內(nèi)的主風(fēng)管道截面高度較小，不會(huì)像傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)那樣過(guò)多占用建筑內(nèi)的吊頂空間，從而保證每層的使用空間。 安全可靠 每臺(tái)機(jī)組可獨(dú)立供冷或供熱，個(gè)別機(jī)組故障不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。機(jī)組的運(yùn)行工況穩(wěn)定，幾乎不受環(huán)境溫度變化的影響，即使在寒冷的冬季制熱量也不會(huì)衰減，更無(wú)結(jié)霜除霜之慮。無(wú)儲(chǔ)煤、儲(chǔ)油罐等衛(wèi)生及安全隱患。 控制簡(jiǎn)單 根據(jù)用戶要求設(shè)體積很小的終端控制器，中央控制僅需選擇水路控制，除去了一般中央空調(diào)集中控制所有參量的復(fù)雜環(huán)節(jié)，從而降低控制成本。利于采用全系統(tǒng)可編程智能化遠(yuǎn)程中央計(jì)算機(jī)控制，具有隨人流變化而自動(dòng)調(diào)整地?zé)岜弥评浠蚬┡隽?，?shí)現(xiàn)節(jié)能******化，運(yùn)行費(fèi)用最小化。還可設(shè)置顯示和打印設(shè)備，可存儲(chǔ)、分析各種采暖、制冷、維修等經(jīng)濟(jì)及技術(shù)數(shù)據(jù)，促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行最優(yōu)化。 壽命最長(zhǎng) 空調(diào)設(shè)計(jì)壽命10年，燃?xì)忮仩t為8-10年；地源熱泵機(jī)組運(yùn)行工況穩(wěn)定，其壽命為20年以上，它比所有各種空調(diào)系統(tǒng)和采暖設(shè)備的壽命都要長(zhǎng)。 低維護(hù)費(fèi) 自動(dòng)化程度高，無(wú)需專業(yè)人員操控。地源熱泵系統(tǒng)不設(shè)冷卻塔、屋頂風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)工作穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)備中制冷劑壓力過(guò)高或過(guò)低的現(xiàn)象，維護(hù)費(fèi)用大大低于傳統(tǒng)空調(diào)；一套設(shè)備實(shí)現(xiàn)制冷、制熱和生活熱水，減少對(duì)主機(jī)設(shè)備的維護(hù)量。 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)******的優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)能，在能源日益匱乏，環(huán)境日益惡化的今天，節(jié)能降耗似乎已經(jīng)成為全球共同的話題，地源熱泵集眾多優(yōu)勢(shì)于一身，但推廣起來(lái)仍有一定的困難。地源熱泵中央空調(diào)安裝成本很大，而且對(duì)地理環(huán)境有一定的要求，并不是每個(gè)地方，任何戶型都適合安裝地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，地源熱泵工程基本集中在大戶型私人別墅，要想全面普及還需要各方共同努力。 |
