详解空气源、水源、地源热泵机组
热泵是一种在高位能(一般为电能、热能)的驱动下,将低位热源(通常是空气、水或土壤)的热能转移到高位热源的节能装置,从而为住宅、商业和工农业供暖、供冷及提供热水等服务。
空气源热泵机组
工作原理
空气源热泵是一种利用少量电能驱动压缩机做功、通过冷媒的物理相变并结合冷凝器及蒸发器进行热交换、从而将空气中的热能转移到其它地方的装置。
空气源热泵是最具有普适性的热泵形式。
优缺点
空气源热泵的优点是节能效果显著,一度电能当三度电用,相对传统电热装置节能75%以上,且应用范围广泛,在-25℃至45℃环境中均能正常使用,不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响,运行过程中不产生任何污染物排放,是一款真正既节能又环保的设备。
空气源热泵的缺点在于其制热效率受环境温度影响较大。冬季室外机组需要频繁停机除霜,其结果是除霜损失约占热泵总能耗的15%,有些地区因为空气湿度大,一般当环境温度5℃时外机就开始结霜。
今年会空气源热泵

选型要义
空气源热泵选型时需了解使用场所的热负荷需求(制热量和制冷量)和考虑使用场所的环境条件,包括室内外温度、湿度、海拔高度、风向等。
水源热泵
水源热泵系统示意图
工作原理
水源热泵机组利用地球表面浅层的水源(如地下水、河流、湖泊等)中的低品位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移。
江/河/湖水-水源热泵系统
海水-水源热泵系统
污水-水源热泵系统
优缺点
同其他型式热泵相比,水源热泵机组水体的温度相对稳定,其波动范围小于空气,可利用的水体温度能在夏冬季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。因此水源热泵机组运行稳定可靠,也不存在空气源热泵的冬季除霜等问题。
选型要义
水源热泵取水构筑物复杂,较适用于中大规模工程。大型水源热泵机组供热能力通常在1000~3000kW左右。
水源热泵的应用,应先了解当地水源情况,对水源状况进行充分调查,确定用水方案。若利用地下水,必须考虑回灌问题,且应结合当地的地质情况考虑回灌方式。
今年会水源热泵

地源热泵
工作原理
地源热泵是一种利用浅层地热资源实现制热及制冷的高效节能设备。地源热泵同样是通过输入少量电能,将土壤中的低温热能向高温位热能转移,实现冬季供热和夏季制冷的需求。即在冬季,把土壤中的热量取出来,提高温度后,供给室内采暖;在夏季,把室内的热量取出来,释放到地能中去。
工作原理和安装示意图
优缺点
相对于地表水和空气,土壤的温度全年波动较小,可以分别在夏冬季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度,使得热泵机组运行更加高效、稳定、可靠。通常土壤源热泵消耗1kWh的能量,用户可以得到4kWh以上的热量/冷量。
相比空气源热泵,土壤源热泵不存在除霜问题,热泵机组一般布置在室内,有较好的隔音效果和降噪措施。
今年会地源热泵

地源热泵由于需要一定的打井面积,且要铺设地下埋管,所以初投资较高、施工难度稍大。而且各地地质结构相差很大,造成地埋管与土壤之间的换热系数差别较大,系统的初期投资波动也比较大。
土壤的传热性能欠佳,通常需要较大的传热面积,导致埋管占地面积较大或埋深较深,长远看还需要考虑埋管对未来土地开发的影响。另外在地下埋设管道成本较高,运行中若产生故障也不易检修。
选型要义
土壤源热泵冬季从地下取热,夏季向地下排热,当冬夏取热和排热负荷不平衡或热量补充和消纳不充分时,长期使用易造成地温升高或降低,使得热泵的换热效果下降。所以设计时应进行热平衡计算,必要时可采用辅助冷却和加热的方法控制土壤长期温度波动在允许范围内。
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