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地源热泵属于中央空调的一种,地源热泵中央空调系统是利用地球表面浅层水源(如地下水、河流和湖泊)和土壤源中吸收的太阳能和地热能,并采用热泵原理,既可供热又可制冷的高效节能中央空调系统。

概念地源热泵中央空调系统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。历史地源一词是从英文“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。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。

地源热泵中央空调系统工作原理
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地源热泵供暖模式在供暖状态下,压缩机对冷媒做功,并通过换向阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地表水、地下水或土壤里的热量,通过蒸发器内冷媒的蒸发,将水路循环中的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝,由风机盘管循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中,以35℃以上热风的形式为房间供暖。地源热泵制冷模式在制冷状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽液转化的循环。通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管循环所携带的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝,由水路循环将冷媒所携带的热量吸收,最终由水路循环转移至地水、地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中,通过风机盘管,以13℃以下的冷风的形式为房间供冷。

地源热泵中央空调系统系统组成
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风机盘管通常我们叫它风盘,形象的说就是中央空调出风口,是中央空调理想的末端产品,它隐藏在客厅或房间的局部吊顶的位置,将源源不断的冷热风量传输到建筑的每一个角落。风机盘管种类有很多,系统主要由低噪声电机、盘管等组成。风机将室内空气或室外混合空气通过表冷器进行冷却或加热后送入室内,使室内气温降低或升高,以满足人们的舒适性要求。地板采暖地暖全称是低温辐射地板采暖,是将温度不高于60摄氏度的热水或发热电缆,暗埋在地热地板下的盘管系统内加热整个地面,通过地面均匀地向室内辐射散热的一种采暖方式。根据热源不同又分为水暖和电暖两种,我国目前大多采用的是低温热水供暖系统。热水箱储热水箱和电热水器的保温水箱一样,是储存热水的容器,是解决家庭生活热水的一个重要组件。地源热泵中央空调系统可利用空调末端的余热免费制取生活热水。

地源热泵中央空调系统系统特点
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可再生性地源热泵是一种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,地源热泵是利用清洁可再生能源的一种技术。地表土壤和水体是一个巨大的太阳能集热器,所收集的太阳辐射能量,比每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接接受太阳辐射能量),它又是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对平衡,地源热泵技术的成功使用,使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为现实。高效节能地源热泵机组利用的土壤或水体温度冬季为1222℃,温度比环境空气温度高。热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高;土壤或水体温度夏季为1832℃,温度比环境空气温度低,制冷系统冷凝温度降低,使用冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率大大提高,可以节能3040%的运行费用。投入1KW的电能可以得到4KW以上的热量或 5KW以上冷量。环境和经济效益显著地源热泵机组运行时,不消耗水也不污染水,不需要锅炉冷却塔,也不需要堆放燃料废物的场地,环保效益显著。地源热泵机组的电力消耗,与空气源热泵相比可以减少40%以上;与电供暖相比可以减少70%以上,它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%,比燃油炉的效率高出75%。一机多用,应用范围广地源热泵系统可制热制冷,还可提供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物,地源热泵有较明显的优势。不仅节省了大量的能源,减少了设备的初投资。地源热泵可应用于宾馆、居住小区、公寓、厂房、商场、办公楼、学校等建筑,小型的地源热泵更适合别墅住宅的采暖,制冷。自动运行地源热泵机组由于工况稳定,系统可以设计得较简单;机组运行可靠,维护费用低;自动控制程度高,使用寿命长。