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            熱泵系統:按熱源種類不同分為:空氣源熱泵,水源熱泵,地源熱泵,雙源熱泵(水源熱泵和空氣源熱泵結合)等!



         

            工作原理:水從高處流向低處,熱由高溫物體傳遞到低溫物體,這是自然規律。然而,在現實生活中,為了農業灌溉、生活用水等的需要,人們利用水泵將水從低處送到高處。同樣,在能源日益緊張的今天,為了回收通常排到大氣中的低溫熱氣、排到河川中的低溫熱水等中的熱量,熱泵被用來將低溫物體中的熱能傳送高溫物體中,然后高溫物體來加熱水或采暖,使熱量得到充分利用。


        熱泵工作原理圖解

            

            熱泵系統的工作原理與制冷系統的工作原理是一致的。要搞清楚熱泵的工作原理,首先要懂得制冷系統的工作原理。制冷系統(壓縮式制冷)一般由四部分組成:壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器。其工作過程為:低溫低壓的液態制冷劑(例如氟利昂),首先在蒸發器(例如空調室內機)里從高溫熱源(例如常溫空氣)吸熱并氣化成低壓蒸氣。然后制冷劑氣體在壓縮機內壓縮成高溫高壓的蒸氣,該高溫高壓氣體在冷凝器內被低溫熱源(例如冷卻水)冷卻凝結成高壓液體。再經節流元件(毛細管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥等)節流成低溫低壓液態制冷劑。如此就完成一個制冷循環。

            熱泵的性能一般用制冷系數(COP性能系數)來評價。制冷系數的定義為由低溫物體傳 到高溫物體的熱量與所需的動力之比。通常熱泵的制冷系數為3-4左右,也就是說,熱泵能夠將自身所需能量的3到4倍的熱能從低溫物體傳送到高溫物體。所以熱泵實質上是一種熱量提升裝置,工作時它本身消耗很少一部分電能,卻能從環境介質(水、空氣、土壤等)中提取4-7倍于電能的裝置,提升溫度進行利用,這也是熱泵節能的原因。歐美日都在競相開發新型的熱泵。據報導新型的熱泵的制冷系數可6到8。如果這一數值能夠得到普及的話,這意味著能源將得到更有效的利用。熱泵的普及率也將得到驚人的提高。

            地源熱泵是熱泵的一種,是以大地或水為冷熱源對建筑物進行冬暖夏涼的空調技術,地源熱泵只是在大地和室內之間“轉移”能量。利用極小的電力來維持室內所需要的溫度。在冬天,1千瓦的電力,將土壤或水源中4-5千瓦的熱量送入室內。在夏天,過程相反,室內的熱量被熱泵轉移到土壤或水中,使室內得到涼爽的空氣。而地下獲得的能量將在冬季得到利用。如此周而復始,將建筑空間和大自然聯成一體。以最小的代價獲取了最舒適的生活環境。

         

           空氣源熱泵原理:空氣源熱泵在運行中,蒸發器從空氣中的環境熱能中吸取熱量以蒸發傳熱工質,工質蒸氣經壓縮機壓縮后壓力和溫度上升,高溫蒸氣通過黏結在貯水箱外表面的特制環形管時,冷凝器冷凝成液體,將熱量傳遞給空氣源熱泵貯水箱中的水。

            空氣熱泵工質:空氣源熱泵傳熱工質是一種特殊物質,常壓下其沸點為零下40℃,凝固點為零下100℃以下,該物質冷的時候是液體,但很容易被蒸發成氣體,反之亦然。在實際運行中,空氣源熱泵中傳熱工質的蒸發極限溫度為零下20℃左右,因此5℃的環境溫度對如此低的溫度也是“熱”的,甚至下雪的溫度,比如說0℃,相比之下也是熱的,因此,仍可交換一些熱能。




            水源熱泵原理:地球表面淺層水源(一般在1000 米以內),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太陽進入地球的相當的輻射能量,并且水源的溫度一般都十分穩定。水源熱泵技術的工作原理就是:通過輸入少量高品位能源(如電能),實現低溫位熱能向高溫位轉移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源,即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來,釋放到水體中去,由于水源溫度低,所以可以高效地帶走熱量,以達到夏季給建筑物室內制冷的目的;而冬季,則是通過水源熱泵機組,從水源中“提取”熱能,送到建筑物中采暖。

           優勢:與鍋爐(電、燃料)和空氣源熱泵的供熱系統相比,水源熱泵具明顯的優勢。鍋爐供熱只能將90%~98%的電能或70%~90%的燃料內能轉化為熱量,供用戶使用,因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節省三分之二以上的電能,比燃料鍋爐節省二分之一以上的能量;由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩定,一般為10~25℃,其制冷、制熱系數可達3.5~4.4,與傳統的空氣源熱泵相比,要高出40%左右,其運行費用為普通中央空調的50%~60%。因此,近十幾年來,水源熱泵空調系統在北美及中、北歐等國家取得了較快的發展,中國的水源熱泵市場也日趨活躍,使該項技術得到了相當廣泛的應用,成為一種有效的供熱和供冷空調技術。

            地源熱泵是一種利用淺層地熱資源(也稱地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供熱又可制冷的高效節能空調設備。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(如電能),實現由低溫位熱能向高溫位熱能轉移。地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源,即在冬季,把地能中的熱量取出來,提高溫度后,供給室內采暖;夏季,把室內的熱量取出來,釋放到地能中去。通常地源熱泵消耗1kWh的能量,用戶可以得到4kWh以上的熱量或冷量。

            水源熱泵與地源熱泵的區別:地源熱泵和水源熱泵在概念上來講主要是針對系統所說的,也就是地源熱泵系統和水源熱泵系統,而不是針對主機,有很多人在這方面有誤解,換句話說地源熱泵主機和水源熱泵主機是一樣的主機。“地源”和“水源”的區別主要是介質不同,設計和施工方法也不同。水源熱泵是打井直接取地下水進行換熱或換冷;地源熱泵是在地下埋設很多管道,然后再在管道內注滿水或者防凍液作為換熱介質,通過管道內的介質循環吸收地下的熱量或冷量。所以地源熱泵比水源熱泵室外部分投資要高。



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