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暖通工程师基础知识:地源热泵中央空调机组

2014-05-26  点击: 次  建培教育

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  •   地源热泵中央空调机组工作原理

      地源热泵技术是利用地球表层的土壤(岩石)和水体(地下水、海洋、河流和湖泊等)吸收太阳能和地热能而形成的低位热能资源,并采用热泵原理,通过少量的电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。

      在中央空调系统中热泵机组可以实现一机三用的功能,即冬季以冷凝器放出热量来供热采暖,夏季以蒸发器吸收热量来制冷,四季可以通过冷凝器端的热量制备生活热水,并且夏季以制冷为目的时制备热水可以认为是免费的。

      地源热泵中央空调机组,是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术,它既不会污染地下水,又不会影响地面沉降。

      任何一种设备都有其工作温度范围,人也是如此,环境温度超过人类的生存范围,人也无法生存。空调与制冷系统也是如此。空调系统的温度工作范围,在夏季制冷时,冷凝器(室外机)的冷凝温度是42℃;冬季制热时,蒸发器(室内机)的蒸发温度是-5℃。超过这个这个温度范围,夏季时制冷效率降低,冬季时,制热效率降低。这就是为什么空调为什么不适合北方冬季制热的原理。

      众所周知夏季环境空气温度高于当地的地下水、地表水、土壤的温度,冬季环境温度低于当地的地下水、地表水、土壤的温度。土壤相当一个冷热源的蓄能器,地下越深,恒温效果越好。在地下十米以下,无论冬季或夏季,地下温度都能保持在13℃左右不变。

      因此,夏季地源热泵空调系统制冷时用地下水将冷凝器冷却;冬季地源热泵空调系统制热时用地下水将蒸发器升温,这样,不仅提高了空调系统的工作效率,同时也提高了空调的制冷/热的效果,更主要的是也节省了能源。据我们的经验,设计安装良好的地源热泵,平均可以节省用户30%~40%的冬季采暖或夏季制冷空调运行费用。

      土壤源热泵空调也叫地源热泵空调,就是在地下埋设管道作为换热器,管道与热泵机组连接形成闭式环路,管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下(供冷工况),或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热(供热工况)。

      土壤源热泵换热器有多种形式,如水平埋管、竖直埋管等。这两种埋管型式各有自身的特点和应用环境。在中国采用竖直埋管更显示出其优越性:节约用地面积,换热性能好,可安装在建筑物基础、道路、绿地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能,甚至可在建筑物桩基中设置埋管,见缝插针充分利用可利用的土地面积。


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