地源热泵有着节能、环保、舒适、稳定、寿命长的特点,不过对安装条件有很高的要求,因此在家庭用户中安装和使用相对较少。但是地源热泵是目前市面上效率非常高的空调系统之一,比其他供热系统的制热效率高出50%以上,比传统空调的制冷效率也要高出30%50%。

地源热泵是怎么工作的?

地源热泵的原理很简单,通过闭合管道中的循环水与地表(地下水、土壤或者地表水)进行冷热量的交换,从而为室内提供制冷和制热的冷热源。冬季的时候,从地表中吸收热量,将地表中的热量换出来给室内供暖,此时的地热就是“热源”;夏季的时候,将室内的热量交换到水中,然后通过循环水与地下水、土壤或者地表水进行换热,从而将冷量传回到室内,给室内制冷,此时的地热就是“冷源”。

地源热泵与传统空调相比较,有哪些优点?

结构简单,一机多用

地源热泵设备采用水循环在室内进行冷量和热量的交换,夏季的时候可以制冷,冬季的时候可以制热,还能够提供24小时不间断的生活热水,可以替换空调制冷制热、壁挂炉采暖以及热水器的三套系统,具有一机多用的特点。同时,利用一套设备就能完成制冷、制热以及生活热水的功能,占用的安装空间也不会太多,结构也相对简单。

四季恒温,无需除霜

地源热泵与地面进行的热量交换,而大地土壤的温度在一年四季中都能相对恒定,即使在冬季也能保持在16℃22℃之间,进行换热的板换器不会出现结霜的现象(空调在低温环境下工作,室外机会出现低温结霜、化霜的情况),因此可以节省因为结霜、化霜而消耗的热量。可见地源热泵消耗的电能会更低,同时可以优化生态环境和缓解能源压力。

节能高效,运行费用低

地源热泵与大地进行换热,因此冬季制热的效率非常高,地源热泵主机消耗1KW的能量,可以从地面获取4倍以上的能量,其制冷和制热的效率可达400%以上,相比传统空调系统更加节能,运行费用是普通空调的50%60%。与普通空调相比,达到相同制冷量和制热量时,地源热泵主机输入的功率越小。

受到外界环境温度影响小

水冷空调或者风冷空调都受到外界天气环境的影响,环境温度与室内温差越大,运行的效率越低。当室外环境温度超过50℃的时候,空调受到高温影响容易出现高温保护而停机;当室外环境温度低于5℃的时候,空调受到低温影响容易出现化霜能力不足低温保护而停机。地源热泵是直接与外界大地进行热量交换,而大地的温度非常恒定,不会受到外界空气环境温度的影响,运行效率也能时刻保持在最高效的状态。

地源热泵安装的方式

垂直式地源热泵

地源热泵打孔的深度一般在50400米之间,垂直式地源热泵通过垂直向下钻孔,然后将闭合换热系统埋置在50400米深的岩土层与土壤交换热量。垂直式地源热泵适合制冷和制热面积比较大的建筑体,通常需要较宽的空地,初期的投资比较高,施工的难度大,不过占地面积比较小,常用于别墅和写字楼中使用。

水平式地源热泵

水平式地源热泵通过在地表面24米以下的位置水平埋置闭合换热系统,从而与地表的土壤进行冷热量的交换。水平式地源热泵适合制冷和制热面积比较小的建筑体,通常需要较宽的空地,初期投资和施工难度都比较小,不过占地面积比较大,常用于别墅和小型单体楼。

地下水式地源热泵

地下水式地源热泵通过机组内闭式循环系统经过换热器与水泵抽取的深层地下水进行冷热量的交换,其中地下水的排回是通过加压泵注入地下水层中。地下水式地源热泵适合建筑面积较大的建筑体,通常需要很宽的占地面积,常用于小型建筑群落和周围空地有限的大型单体建筑。

地表水式地源热泵

地表水式地源热泵通过布置在水底的闭合换热系统与江河、湖泊、海洋、大型水库等进行冷热量的交换。地表水式地源热泵适合制冷和制热为中小型的建筑面积,而且需要靠近水源,利用了池水或湖底稳定的温度和显著的散热性,不需要钻井打孔,初期投资比较小,但是对水源要求比较高,需要较深、较宽的河流或者水域。

总结

地源热泵被称为最节能、最环保、最具有成本效益的空调调节系统,使用的冷热源都是来自大地,具有节能高效、性能稳定、投资回报高、环保、安全、寿命长、应用范围广等特点,而且作为可再生能源利用技术,不受地域和资源的限制,符合可持续发展的趋势。当然缺点也比较突出,对安装条件有要求,不适用在建筑密度大和地质条件恶劣的地区;利用不合理,容易造成地下水污染;地下水的抽取不平衡,容易造成地面下沉或者塌陷;初期的投资成本也会比较高。但是作为新型环保、节能型制冷和制热设备,受到重视的程度越来越高,以后的使用者数量也会不断增加。