地源热泵空调系统知识
2018-02-08
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地源热泵空调系统是目前可以利用的对环境最友好和最有效的供冷和供暖空调系统。它比空气热泵空调系统节能40%以上,比电采暖节能70%以上,比燃气炉效率提高48%以上,而所需的制冷剂比普通热泵空调减少50%以上,地源热泵空调系统70%以上的能量是从大地中获得的可再生能源。有些品牌的机组还具有三联供技术(供冷、供热、供热水),更是进一步实现了业界最高效的能源综合利用。

一、系统原理

地源热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑物中的所有地源热泵机组而构成的封闭环路的空调系统。一定深度以下的地下土壤温度会全年恒定在13℃~20℃之间。利用地球所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖制冷空调系统,地下常温土壤或地下水温度相对稳定的特性。

1、冬季:当机组在制热模式时,就从土壤/水中吸收热量,通过压缩机和热交换器把大地的热量集中,并以较高的温度释放到室内。

2、夏季:当机组在制冷模式时,就从土壤/水中提取冷量,通过压缩机和热交换器把大地的热量集中,并入室内,同时将室内的热量排放到土壤/水中,达到空调的目的。

二、系统组成

地源热泵空调系统主要包含地源热泵主机、风机盘管和地下埋管。

主机是一种水冷式的供冷/供热机组。机组由封闭式压缩机、同轴套管式(或板式)水/制冷剂热交换器、热力膨胀阀(或毛细膨胀管)、四通换向阀、空气侧盘管、风机、空气过滤器、安全控制等所组成。

机组本身带有一套可逆的制冷/制热装置,是一种可直接用于供冷/供热的热泵空调机组。地埋管是埋在地下的部分。不同的地埋管并联连接,再通过不同的集管接入热泵主机。

三、系统特点

传统热泵空调从空气中提取冷热量面临一个矛盾:天气越热,空气就越热,从空气中提取冷量就越困难;同理,天气越冷,从空气中提取热量就越困难。所以,天越热,空调制冷效果越差;天越冷,空调制热效果越差,越费电。

地源热泵是从大地里提取冷热量。由于大地吸收了47%的太阳能,所以较深的地层能常年保持恒定的地温,它远高于冬季的室外温度,又低于夏季的室外温度,因此地源热泵可克服空气源热泵的技术障碍,且效率大大提高。

1、高效:机组利用大地的可再生能源在大地和室内之间转移能量,从而实现用1kW的电力提供4~5kW的冷量或热量。地下土壤的温度常年基本恒定,所以本系统的制冷制热不受环境温度变化的影响,并且制热时无化霜所导致的热量衰减,因此运行费用较低。

2、节能:夏季制冷时,系统较之常规系统可以为住宅节约40%~50%的能耗,冬季制热时更可节约高达70%的能耗。

3、环保:地源热泵系统在运行中无需燃烧,因此不会产生有毒气体,也不会发生爆炸,大大降低了温室气体的排放来减轻温室效应,有利于创造绿色环保的环境。

4、耐用:地源热泵系统运行工况要比常规系统好,因而减少维护,系统安装在室内,不暴露在风雨中,也可免遭损坏,更加可靠,延长寿命;机组寿命均在20年以上,地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管,寿命可达50年。

四、地下埋管组成部分

1、水泵;

2、水平管路;

3、垂直管路;

4、U型弯头。

五、垂直管理、并联

1、垂直与水平:占地面积少。

2、并联与串联:

(1)、阻力小,节省运行费用;

(2)、管道成本低。

六、管井

七、管材

八、换热原理

九、管路长度计算

十、权衡取舍

十一、土壤热物性测试

十二、管路位置

现存和规划中的建筑物;

地下管道——市政管网、地下电缆等;

承重(重型设备卡车);

景观园林;

风水。

十三、安装施工

十四、冲洗

1、冲洗管道;

2、排空气;

3、冲洗流量一般为工作流量的二倍。

十五、总结

1、地源热泵:

(1)、节能环保;

(2)、绿色环保GDP;

(3)、政府支持。

2、地下埋管:

(1)垂直管路、并联;

(2)管井120 mm,间距4~6m,60~80m;

(3)管材HDPE,DN32/25;

3、管路计算:

(1)、手工、软件;

(2)、井深和个数;

(3)、热物性测试,验证计算结果,估算总成本;

(4)、埋管位置,考虑全面;

(5)、按照规范施工安装;

(6)、试压冲洗。

来源:供热制冷

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