汽车热泵空调维修,地源热泵中央空调系统

维修要闻     2020-12-24    浏览:14

地源热泵中央空调系统
一 中央空调系统形式介绍: 1、传统的中央空调有空气源热泵(风冷机组)+辅助电加热和水冷冷水机组+锅炉两种形式。空气源热泵(风冷机组)和水冷冷水机组在制冷时都是把房间的热量向室外空气排放,受室外气温因素影响太大,其制冷量随室外空气温度升高而降低,尤其在高温高湿地区,机组制冷性能极不稳定,效率低下,有时甚至不能工作。在制热时,空气源热泵当室外温度降到零度以下时需加辅助电加热装置,耗电量大,效率很低;而水冷冷水机组+锅炉这种空调形式,在供热时需用电锅炉或燃煤、燃油锅炉,污染严重,运行费用昂贵。 2、地源热泵中央空调:地源热泵中央空调分为水源热泵和土壤热交换器地源热泵两种形式 2.1 水源热泵中央空调 水源热泵概念、原理及归类 2.1.1、水源热泵概念 水源热泵技术是一种利用地球表面或浅层水源(如地下水、河流和湖泊),或者是人工再生水源(工业废水、地热尾水等)的低温低位热能资源,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,既可供热又可制冷的高效、环保、节能的空调系统。 2.1.2、水源热泵原理 地球表面浅层水源(一般在 1000 米以内),像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中,吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是:在夏季将建筑物中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,则是通过水源热泵机组,从水源中“提取”热能,送到建筑物中采暖。 通常水源热泵消耗 1kW 的能量,用户可以得到 4kW 以上的热量或冷量。 2.1.3、水源热泵的分类 当利用的对象都是水体和地层(含水地层)的蓄能,而且都是以水作为热泵机组的冷热源,都可以将之归类为水源热泵系统。水源热泵可以分为地下水源热泵以及地表水源热泵。 地下水热泵系统,也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。 通过建造抽水井群将地下水抽出,通过二次换热或直接送至水源热泵机组,经提取热量或释放热量后,由回灌井群灌回地下。 地表水热泵系统。 通过直接抽取或者间接换热的方式,利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵的冷热源。 2.2 土壤热交换器地源空调系统。 这种空调系统是把热交换器埋于地下,通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动,从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下,对房间进行降温。同时储存热量,以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间,对房间进行供暖,同时储存冷量,以备夏用,大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉,这样就实现了能量的季节转换。 垂直埋管地源热泵系统 水平埋管地源热泵系统 〈1〉工作原理:地源热泵空调的心脏是一个“热泵”(制冷、供热)。供暖时,它吸取地热向用户排放,此过程只消耗少量电能,如图1所示。制冷时,它吸取用户室内的热量向地下排放,同样也消耗少量热能,如图2所示 〈2〉 机组运行过程:冬天热泵中制冷剂正向流动,压缩机排出的高温高压R22气体进入冷凝器向集水器中的水放出热量,相变为高温高压的液体,再经热力膨胀阀节流降压变为低温低压的液体进入蒸发器,从地下循环液中吸取低温热后相变为低温低压的饱和蒸汽后进入压缩机吸气端,由压缩机压缩排出高温高压气体完成一个循环。如此循环往复将地下低温热能“搬运”到集水器,从而不断的向用户提供45℃-50℃的热水。如图3所示。 夏天热泵中制冷剂逆向流动,与用户换热的冷凝器变为蒸发器从集水器中的低温水(7-12℃)提取热能,与地下循环液换热的蒸发器变为冷凝器向地下循环液排放热量,循环液中热量再向地下低温区排放,如此循环往复连续地向用户提供7-12℃的冷水。 〈3〉土壤热交换器埋管形式:地下埋管换热器主要有两种形式,即水平埋管和垂直埋管。选择哪种形式取决于现场可用地表面积、当地岩土类型以及钻孔费用。尽管水平埋管通常是浅层埋管,可采用人工开挖,初投资比垂直埋管小些,但它的换热性能比竖埋管小很多,并且往往受可利用土地面积的限制,所以在实际工程应用中,一般都采用垂直埋管。(见图4) 2.3 地源热泵发展概况 地源热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文现中。20世纪50年代,欧洲和美国开始了研究地源热泵的第一次高潮。但在当时能源价格低,这种系统并不经济,因而未得到推广。直到上世纪70年代,石油危机和日益恶化的环境把人们的注意力集中到节能、高效益用能和环境保护上时,使地源热泵的研究进入了又一次高潮,最近20年在欧美等工业发达国家取得了迅速的发展,已成为一项成熟的应用技术。在美国地源热泵空调系统占整个空调系统的40%,是美国政府极力推广的节能、环保技术。为了表示支持这种技术,美国总统布什在他的得克萨斯州的别墅中也安装了这种地源热泵空调系统(见2001年5月28日参考消息)。到目前为止美国已安装了600,000台,而且计划每年安装40万台的目标,能降低温室气体排放一百万吨,相当于减少50万辆汽车的污染排放或种植树一百万英亩,年节约能源费用4、2亿美元。瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用地源热泵,用于供暖及提供生活热水。据1999年的统计,为家用的供热装置中,地源热泵所占比例:瑞士为96%,奥地利为38%,丹麦为27%。 在我国由于能源价格的特殊性以及人们节能、环保的认识程度等原因以及其它一些因素的影响,地源热泵空调技术应用和发展比较缓慢,人们对之尚不十分了解,推广较困难,然而随着人们生活水平的提高,人均能耗的增长,一次性矿物能源的日益衰竭以及环境的日趋恶化,地源热泵技术已越来越引起人们的重视。在目前节能和环保的潮流下,该技术以其特有的节能性和稳定性受到行业的瞩目,国内许多院校、科研所作了大量的应用研究。国家建设部在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中专门作了推荐。据统计,仅在北京2004年施工并投入运行的地源热泵系统的空调工程占全年空调工程总量的2/3以上。可以预见,随着经济的发展,人们节能、环保意识的日益提高,地(水)源热泵作为一种节能、环保的绿色空调设备适应能源可持续发展战略要求,在中国必将有广阔的应用和发展前景。 2.4 地源空调系统的特点 地(水)源热泵与常规空调技术相比有着无可比拟的优势。 (1) 利用可再生能源:属可再生能源利用技术 地源热泵从常温土壤或地表水(地下水)中吸热或向其排热,利用的是可再生的清洁能源,可持续使用。 (2) 高效节能,运行费用低:属经济有效的节能技术 地源热泵的冷热源温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%,因此要节能和节省运行费用40%左右。另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。在制热制冷时,输入1KW的电量可以得到5KW以上的制冷制热量。运行费用每年每平方米仅为15——18元,比常规中央空调系统低40%左右。 (3) 节水省地:1)以土壤(水)为冷热源,向其放出热量或吸收热量,不消耗水资源,不会对其造成污染。2)省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施,机房面积大大小于常规空调系统,节省建筑空间,也有利于建筑的美观 (4) 环境效益显著 该装置的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,在供热时,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,不会产生城市热岛效应,对环境非常友好,是理想的绿色环保产品。 (5) 运行安全稳定,可靠性高:地源热泵系统在运行中无燃烧设备,因此不可能产生二氧化碳、一氧化碳之类的废气,也不存在丙烷气体,因而也不会有发生爆炸的危险,使用安全。燃油、燃气锅炉供暖,其燃烧产物对居住环境污染极重,影响人们的生命健康。由于土壤深处温度非常恒定,主机吸热或放热不受外界气候影响,运行工况非常稳定,优于其它空调设备。不存在空气源热泵供热不足,甚至不能制热的问题。整个系统的维护费用也较锅炉-制冷机系统大大减少,保证了系统的高效性和经济性。维修量极少,折旧费和维修费也都大大地低于传统空调。 (6) 一机两用,应用范围广 地源热泵系统可供暖、制冷,一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。 可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于住宅的采暖、供冷。 (7) 自动运行 地源热泵机组由于工况稳定,所以可以设计简单系统,部件较少,机组运行简单可靠,维护费用低;自动控制程度高,可无人值守;此外,机组使用寿命长,均在20年以上。 2.5 地源空调系统的社会效益 在我国的一些发达城市,夏季制冷、冬季采暖与供热所消耗的能量已占建筑物总能耗的40-50%。特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉的大量使用,给大气环境造成了极大的污染,对人们的健康形成了威胁。因此,建筑物污染控制和节能已是国民经济发展的一个重大问题。传统的采暖空调模式因其产生的环境污染正面临着严峻的挑战。对于夏季制冷的建筑来说,随着空气热泵空调的普及,空调的实际使用效果正在逐年下降,这是因为空调装机容量的增加,空调局部热岛效应交叉干扰的结果。天气越炎热,室外的温度越高,空调负荷也越大,而此时空调机向室外散热时,传热温差越小,空调机的运转效率就越低,设备也越费电。也就是说,除了燃煤供暖给环境造成污染之外,空调机同样会造成大气污染。 另一方面,我国大部分地区冬冷夏热,夏天大量地使用风冷空调,造成某些大城市供电紧张,形成电荒,为了确保不会造成断电等问题出现,有些城市夏天限制用电量。另外,因为部分地区没有暖气供应,冬天使用电炉取暖,造成电力供应紧张。 地源热泵机组制冷、供暖所需能量3/4左右来自地能,另外1/4左右来自电力输入,从而减少一次性的矿物能源消耗;不向室外排冷、热风,减少城市热岛效应。对环境非常友好。 地源热泵空调是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的工程系统。冬季向建筑物供热,夏季又可供冷。可广泛应用于各类建筑中,如商业楼宇、公共建筑、住宅公寓、学校、医院等。随着21现在,我国对建筑节能的要求越来越高。减少我国冬季采暖和夏季供冷所造成的大气污染,降低供暖空调系统的能耗、节约能源是每个公民应尽的义务。特别是近几年来,大中城市为改善大气环境,大力推广使用包括可再生能源的清洁能源。随着人们生活水平的提高,建筑物不仅要满足冬季采暖的要求,而且需要夏季空调降温,地源热泵技术提供了这一问题的有效解决方案。 地源热泵系统可实现对建筑物的供热和制冷,还可供生活热水,一机多用。一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。系统紧凑,省去了锅炉房和冷却塔,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。地源热泵系统的一个显著的特点是大大提高了一次能源的利用率,因此具有高效节能的优点。地源热泵比传统空调系统运行效率要高约40~60%,节能50%左右。另外,地源温度恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,整个系统的维护费用也较锅炉-制冷机系统大大减少,保证了系统的高效性和经济性。
地源热泵空调系统
摘要:本文系统介绍了地源热泵空调系统的发展历史,工作原理以及特点等。 关键词:地源热泵 工作原理
一、概念地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在冬季,把地能中的热量“取”出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到地下去。通常地源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到4kW以上的热量或冷量。与锅炉(电、燃料)供热系统相比,锅炉供热只能将90%以上的电能或70~90%的燃料内能为热量,供用户使用,因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省约二分之一的能量;由于地源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为10~25℃,其制冷、制热系数可达4.0~4.4,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调的50~60%。因此,近十几年来,尤其是近五年来,地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展,中国的地源热泵市场也日趋活跃,可以预计,该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。
二、地源热泵国内外发展近况地源热泵的历史可以追朔到1912年瑞士的一个专利,而地源热泵真正意义的商业应用也只有近十几年的历史。如美国,截止1985年全国共有14,000台地源热泵,而1997年就安装了45,000台,到目前为止已安装了400,000台,而且每年以10%的速度稳步增长。1998年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19%,其中有新建筑中占30%。美国地源热泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂家组成的美国地源热泵协会,该协会在近年中将投入一亿美元从事开发、研究和推广工作。美国计划到2001年达到每年安装40万台地源热泵的目标,届时将降低温室气体排放1百万吨,相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树1百万英亩,年节约能源费用达4.2亿美元,此后,每年节约能源费用再增加1.7亿美元。与美国的地源热泵发展有所不同,中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用浅层地热资源,地下土壤埋盘管(埋深<400米深)的地源热泵,用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。据1999年的统计,为家用的供热装置中,地源热泵所占比例,瑞士为96%,奥地利为38%,丹麦为27%。美国特别看好中国市场,美国能源部和中国科技部于1997年11月签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书,其中主要内容之一是“地源热泵”,该项目拟在中国的北京、杭州和广州3个城市各建一座采用地源热泵供暖空调的商业建筑,以推广运用这种“绿色技术”,缓解中国对煤炭和石油的依赖程度,从而达到能源资源多元化的目的。与此同时,科技部委托的中国企业公司将美国的地源热泵技术及设备引进中国市场,这将促进我国地源热泵的市场化、产业化的发展,并使我国地源热泵的研究开发尽快跟上国际潮流。我国的地源热泵事业近几年已开始起步,而且发展势头看好。天津大学、清华大学分别与有关企业结成产学研联合体开发出中国品牌的地源热泵系统,已建成数个示范工程,越来越多的中国用户开始熟悉地源热泵,并对其应用产生了浓厚的兴趣,可以预计中国的地源热泵市场前景广阔。
三、地源热泵特点1、属可再生能源利用技术 地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。2、属经济有效的节能技术 地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是很好的热泵热源和空调冷源,这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%,因此要节能和节省运行费用40%左右。另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。设计安装良好的地源热泵,平均来说可以节约用户30~40%的供热制冷空调的运行费用。3、环境效益显著 系统运行没有任何污染,可以建造在居民区内,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,且不用远距离输送热量。4、一机多用,应用范围广 地源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,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;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的采暖、空调。此外,机组使用寿命长,均在15年以上;机组紧凑、节省空间;维护费用低;自动控制程度高,可无人值守。
四、热泵的分类热泵是需要冷凝器的热量,蒸发器则从环境中取热,此时从环境取热的对象称为热源;相反制冷是需要蒸发器的冷量,冷凝器则向环境排热,此时向环境排热的对象称为冷源。蒸发器冷凝器根据循环工质与环境换热介质的不同,主要分为空气换热和水换热两种形式。这样热泵或制冷机根据与环境换热介质的不同,可分为水—水式,水—空气式,空气—水式,和空气—空气式共四类。利用空气作冷热源的热泵,称之为空气源热泵。空气源热泵有着悠久的历史,而且其安装和使用都很方便,应用较广泛。但由于地区空气温度的差别,在我国典型应用范围是长江以南地区。在华北地区,冬季平均气温低于零摄氏度,空气源热泵不仅运行条件恶劣,稳定性差,而且因为存在结霜问题,效率低下。利用水作冷热源的热泵,称之为水源热泵。水是一种优良的热源,其热容量大,传热性能好,一般水源热泵的制冷供热效率或能力高于空气源热泵,但由于受水源的限制,水源热泵的应用远不及空气源热泵。
五、地源热泵工作原理地源热泵则是利用水源热泵的一种形式,它是利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源,冬季把地能中的热量“取”出来,供给室内采暖,此时地能为“热源”;夏季把室内热量取出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地能为“冷源”。 地源热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机主要有两种形式:水—水式或水—空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递,水源热泵与地能之间换热介质为水,与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。地源热泵同空气源热泵相比,有许多优点:
(1)全年温度波动小。冬季温度比空气温度高,夏季比空气温度低,因此地源热泵的制热、制冷系数要高于空气源热泵,一般可高于40%,因此可节能和节省费用40%左右。
(2)冬季运行不需要除霜,减少了结霜和除霜的损失。
(3)地源有较好的蓄能作用。
六、地源分类地源按照室外换热方式不同可分为三类:1.土壤埋盘管系统,2.地下水系统,3.地表水系统。根据循环水是否为密闭系统,地源又可分为闭环和开环系统。闭环系统如埋盘管方式(垂直埋管或水平埋管),地表水安置换热器方式。开环系统如抽取地下水或地表水方式。
七、地源热泵应用方式地源热泵的应用方式从应用的建筑物对象可分为家用和商用两大类,从输送冷热量方式可分为集中系统、分散系统和混合系统。
1、家用系统 用户使用自己的热泵、地源和水路或风管输送系统进行冷热供应,多用于小型住宅,别墅等户式空调。
2、集中系统 热泵布置在机房内,冷热量集中通过风道或水路分配系统送到各房间。
3、分散系统 用户单独使用自己的热泵机组调节空气。一般用于办公楼、学校、商用建筑等,此系统可将用户使用的冷热量完全反应在用电上,便于计量,适用于目前的独立热计量要求。
4、混合系统:将地源和冷却塔或加热锅炉联合使用作为冷热源的系统,混合系统与分散系统非常类似,只是冷热源系统增加了冷却塔或锅炉。 南方地区,冷负荷大,热负荷低,夏季适合联合使用地源和冷却塔,冬季只使用地源。北方地区,热负荷大,冷负荷低,冬季适合联合使用地源和锅炉,夏季只使用地源。这样可减少地源的容量和尺寸,节省投资。分散系统或混合系统实质上是一种水环路热泵空调系统形式。常见问题讨论1.为什么地源热泵在美国、欧洲以及中国,尤其是近些年来为越来越多的用户所认识,市场日趋活跃呢? 一方面是由于全世界范围内比以往更加关注能源、环境与可持续发展的问题,对于中国由于以燃煤为主的能源结构已经造成了极为严重的大气污染,因此,要实现经济的可持续发展,必须尽可能多地利用清洁的可再生能源,必须加大节能的力度,而既能在冬季供暖、又能在夏季制冷空调的地源热泵系统是很好的一个选择;另一方面是地源热泵系统经过多年的研究,在技术上已经非常成熟,而且经过多年的示范与实践,确认了地源热泵系统的很多优点:节约能源、舒适、安全、性能稳定、清洁、使用灵活等。2.对几种地源热泵系统在工程应用中的评述1)直接利用地下井水的地源热泵系统:其最大优点是非常经济,占地面积小,但要注意必须符合下列条件:水质良好;水量丰富;符合标准。2)地下埋管的地源热泵系统:对于垂直式埋管系统,其优点有:较小的土地占用,管路及水泵用电少,其缺点是钻井费用较高;对于水平式埋管系统,其优点有:安装费用比垂直式埋管系统低,应用广泛,使用者易于掌握,其缺点有:占地面积大,受地面温度影响大,水泵耗电量大。3)地表水式热泵:在10米或更深的湖中,可提供10℃的直接制冷,比地下埋管系统投资要小,水泵能耗较低,高可靠性,低维修要求、低运行费用,在温暖地区,湖水可做热源.3.地源热泵的运行费用怎样?经济性如何? 这是用户最关心,也是大家最容易提出的一个问题,然而,也是目前最难回答的一个问题。因为影响地源热泵使用经济性的因素有很多,如电价、用户或居民行为、气候条件以及例如非正常的炎热或寒冷季节等其它因素。尤其是在中国的应用时间还不长,实际运行经济性的总结工作还有待完成,目前,尚难于给出较准确的答案。由于美国等发达国家在地源热泵的工程应用方面已至少有十余年的历史,不妨先借鉴其经验。据世界环境保护组织EPA的一份有关空调未来的报告所得出的结论:地源热泵技术在为家庭居民带来舒适、可靠和高效节能的同时,将成为降低国家能源消耗和环境污染的一个主要力量。据EPA估计,设计安装良好的地源热泵,平均来说,可以节约用户30~40%的供热制冷空调的运行费用。
地?/?水源热泵空调同传统的空气源(风冷)热泵空调相比,有哪些优点?
地源热泵常见问题解答 江苏汇川环境科技发展有限公司 严国东 1. 什么是地源热泵? 地源热泵是利用地下一定深度下的土壤、岩石、水等介质在不同季节均维持稳定温度的特点,在地下安置专门的热交换装置,并与地上热泵相连,以达到为室内供暖或制冷的目的。 2. 地源热泵是如何工作的?为何能够节能?与传统空气热泵有何不同? 地源热泵主要是与地下介质进行热交换,而不是与室外空气进行热交换。在夏季,在为室内提供空调的同时,其废热不再是排入空气中,而是储存于地下,以此提高冬季供暖的效率;在冬季,室内供暖的大部分能量来自于地下介质,利用地下土壤温度来为室内提供免费的热能。一般来讲,冬季每千瓦的电力能为室内带来4~5千瓦热量,而土壤温度的降低又为下一季节的空调带来冷源。因此地源热泵更多地是在室内和地下“转移”能量,而不是“创造”热量。 由于地源热泵是在土壤和室内空气之间工作,二者之温差较室内外空气温差要小很多,其工作效率便非常之高。地源热泵较之于常规空调非常类似于在平路上行驶的汽车和爬陡坡的汽车。 3. 地源热泵是否能维持室内温度稳定?是否需要使用电力? 地源热泵有时会被误解为一个被动维持室内与地下温度平衡的系统,因此不能保证室内温度的舒适和稳定。而实际上,地源热泵是一个完全的主动系统,它使用电力驱动的压缩机,其制冷和供暖循环与常规冷暖空调没有原则的区别。地源热泵在夏季能够制冷,在冬季能供45~50℃热水。地源热泵是目前为止最为有效,室内温度稳定在舒适水平上的现代空调系统。 4. 地源热泵是否需要使用地热? 地源热泵(Ground Source Heat Pump)有时也被称为地热热泵(Geothermal Heat Pump)但实际上,它完全不需要当地具有地热资源,它利用的只是地下介质如土壤、岩石和水的蓄热能力。 5. 如果当地没有地下水或不允许抽采地下水怎么办? 采用地下水只是地源热泵方式中的一种。江苏汇川环境科技发展有限公司的独特闭式系统完全不需使用地下水,封闭的地下换热系统将能量带出或带入地下,不需使用地下水作为媒介。 6. 地源热泵地下循环有哪几种方式?各有何特点? 地下换热器是影响系统投资和效率的关键。换热系统有开式循环系统、闭式循环系统和混合循环系统等几种形式。开式循环管道中的水来自于湖泊、河流或者竖井之中的水源。与闭式循环类似的是,与建筑交换热量之后,水流回到原来的地方或者排放在其它的合适地点。开式循环方式的优点在于设计简单,安装费用低,占用土地面积小,以及传热效率高等。但它仅仅适应于有充足的水源,而且在当地的法律条例允许使用这些水源的情况下。这种方式的其它不利方面还会在后面提到。 大部分地下换热器是封闭循环,所用管道为导热能力好的高密度聚乙烯管。管道可以通过垂直井埋入地下50-100 米深,或水平埋入在地下约2.5 米处,也可以置于池塘或河流的底层。大部分场合下,三种方式中总有一种比较适宜。管中填充的是水溶液。在冬天,管中的流体从地下抽取热量,带入建筑中,而在夏天则是将建筑中的热能通过管道送入于地下储存。 对于大型商业建筑,当其夏天冷负荷远远大于其冬天的热负荷时,往往要采用混合系统。在混合系统中,地下换热器的大小一般按热负荷来计算,夏天所需的额外的冷负 荷由常规的冷却塔来提供。这样的混合系统降低了地下换热装置的尺寸,从而降低了一次性初期投资,但尽管冷却塔的尺寸比普通情况下的小了许多,但维修成本却比一个全地源系统高,同时带来建筑上的诸多不利。 7. 抽取地下水的开式循环具有哪些优缺点? 开式循环系统具有简单易行,成本低廉等巨大优势,因而得到广泛应用,但同时要注意到的是这种方法所存在的一些问题: (1)许多地区的地下水资源缺乏,限制了开式热泵的应用。不同的城市有不同的地下水资源管理办法,过分依赖地下水,缩小了地源热泵的市场。 (2)地下水位可能受地区、季节和周边地区用水的影响,而不稳定的地下水位有可能威胁地源热泵的长期可靠的运行,尤其当我们所指的长期是30 年、50 年甚至更长的时间。 (3)长期的使用中,水井的出水量会有所变动,而回灌将是更大的问题,至少需要在一定的时间内对水井进行再生和处理。 (4)地下水质会极大地影响冷凝器或蒸发器的可靠运行及其寿命,危害主要来自水中杂质(包括泥沙)对换热设备的阻塞和管道的结垢。设备要定期进行清理。 (5)抽水井和回水井有明显的水位差,这将加大循环水泵的功率消耗。 (6)而在闭式循环中基本上没有上述困难,尤其是保证了地源热泵系统的可靠性和低维护乃至免维护,在美国已经成为主要的地源热泵循环方式。 8. 地源热泵适合哪些情况下的建筑? 地源热泵既适合单家别墅、商用建筑,也适用于多层公寓。既适用于新建筑中安装,也适用于旧有建筑的改造。一般来讲,下列情况下地源热泵的优势能更显著地体现: (1)大型商用建筑。如商场、展览馆、机场、体育馆、车站、影剧院等负荷高、耗能多的场所。其节能更加明显,而单位面积的初期投资确有所降低。 (2)既要在冬季供暖,又要在夏季制冷的地区和建筑中,此时,由于地源热泵能同时提 供供暖、制冷和热水,一机三用,相应初期投资与常规空调增加不明显。 (3)档次较高、面积较大的居室,如果舒适成为追求的主要目标之一,地源热泵能最大程度地满足住户的舒适要求,不必担心极端气候下的供暖或供冷不足。 (4)地质条件好,便于安装地下系统的地方,此时初投资也相应降低。 (5)有特殊要求的建筑,对噪声、安全性、外观等更高要求的情况下,地源热泵会是一个很好的解决方案。 9. 哪些情况下不宜安装地源热泵? 相比之下,在下列情形中,地源热泵的优势不是十分明显: (1)面积小、楼层高、档次较低的住宅,此时地源热泵投资会明显抬高单位面积成本,影响房产商的利润,用户可能更倾向于简便、低廉的窗式空调或分体式空调。 (2)地质情况不好,外部地下空间十分狭小的情况。 10. 地源热泵有哪些不利的地方? 地源热泵应用中的主要问题在于: (1)一般认为初期投资较高。 (2)受外部空间限制的情况下并不适用。 为什么说地下换热系统是地源热泵的关键? 地源热泵除了地下部分外与常规机组并无根本的区别,之所以说地下换热系统是地源热泵的关键,一方面是因为其直接决定系统的运行效果,另一方面,是因为地下系统的设计、施工和安装等对大多数工程公司是一个挑战,不当的设计和施工将直接影响系统是否能正常运行和系统长期可靠性。 11. 地源热泵施工有哪几种方法? 不同的闭式循环系统有不同的施工方法。目前主要采用垂直打孔,水平打孔和水平开沟等方式。一般均以机械作业完成。 (1)水平钻孔与方向校正 (2)水平钻孔能保证地表植被不被破坏,但效率较低。钻孔时要通过探测仪校正水平孔的延伸方向。 (3)水平开沟 (4)开沟相对要快捷些,管道铺设也较简便。更主要的是此时可将管子螺旋埋入,增加埋管长度。 (5)垂直钻孔与灌浆 (6)垂直钻井形成的地下系统性能良好,并且占地面积小,但成本较高。为增加管道与土壤之间的导热,一般要采取灌浆,用水凝性的膨润土填入孔井之中。目前美国有多家提供该种高导热粉末浆料的生产企业。 12. 地源热泵的可靠性如何? 由于不受外界气候的影响,地源热泵是目前所有空调系统中运行最为可靠的。 13. 地源热泵寿命有多长? 地源热泵非常可靠耐用。它的机械运动部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安装在室内,从而避免了室外的恶劣气候,而地下换热器的保证期可达50 年。 14. 地源热泵的噪声如何? 地源热泵系统非常地安静,带给您的是一个非常愉悦的环境。地源热泵避免了可能会打扰你和你邻居的噪声,无论您在室内、阳台或户外均能安享宁静的环境。 15. 地下热交换系统施工会不会影响工程进度? 一般不会。地源热泵的施工安装可选择在地基工作的同期,或建筑框架施工完成之后,室内装修开始之前。 16. 地下换热系统是否会影响地面草坪和植物? 绝对不会。地下换热系统的埋管深度及土壤导热的缓慢使得其对地表温度的影响十分微小,地面温度更多地取决室外空气温度。 17. 地下换热系统是否会与地下管网有冲突? 如果地下换热系统的施工在管网施工之后,局部地方可能会有冲突,但可以在设计时尽量避开,如果地下换热系统的施工在管网之前,则基本不会有影响。 18. 地源热泵是否可以分户计费? 江苏汇川环境科技发展有限公司与不同的设备制造商合作,结合用户建筑区域的划分及功能的指定,采用不同形式和大小的热泵机组,完全保证一区(户)一机,实行分户计费。减少用户在管理上的成本。 19. 现在建筑耗能过大,是否可以改建? 原则上讲是完全可以。原先的风道式风机盘管系统均可留用,但更新系统的投资及经济上的可行性如何,则要根据原有系统的新旧程度,周边建筑空地与施工难易,运行负荷等情况来作经济分析。一般来讲,如果原系统是水冷系统,更改的经济性会比较好。江苏汇川环境科技发展有限公司愿意免费对工程作评价和经济性分析。 20. 什么是“热岛效应”? “热岛效应”是指城市建筑中由于耗能、地面吸收等因素造成的热量集中,其中空调系统的负面作用占重要比重,在室内维持较冷的空气的同时,大量建筑的空调器在向街面、邻居排出热量,造成室外整体温度的上升,结果是小环境的舒适,大环境的牺牲,这种情况在建筑密集的城区尤其明显。 21. 为什么地源热泵又被称为“隐式空调”? 由于地源热泵无需向室外空气排热,不必有设备显露室外,整个系统可以安置在过道、门顶、天花板内、车库里,并封闭起来,这样在室内外均没有显露设备。故被称为“隐式空调”。 22. 地源热泵系统能给小区环境带来哪些好处? (1)由于系统隐蔽,用户室外、室内均显得整齐美观。 (2)没有室外冷却塔、散热器。减少小区“热岛效应”,保持小区外面的舒适 (3)同样由于没有户外散热设备,无噪声影响自己及邻居。 (4)系统隐蔽,无机器设备在室外运行,保护了小区的安全尤其是减少了儿童户外人身意外的风险。 23. 为什么地源热泵的广泛采用也有利于全球环境? 地源热泵被美国能源部和环保署认定为对环境最有好处的空调供暖技术,其原因在于: (1)使用电力较之其它的以燃料为动力的空调方式,大大降低了温室气体的排放。一般来讲,集中的电力动力,包括火力发电,其污染的控制也较分散式小规模燃烧要容易得多。 (2)大量节省电力相当于减少了燃煤量,相应减少了温室气体排放,由于供暖和供冷均发生在电力紧张的“高峰”期间,这种节省同时提高了电网效率,起了调峰作用, 这也是为什么在美国许多大型电力公司对地源热泵用户实行补贴政策的原因之一。 (3)与分体式空调相比,地源热泵是完全的居式中央空调,对室内的所有空间进行温度调节,既无室外机,也无需现场灌注制冷剂,制冷剂是在工厂内灌注并密封的,泄露的可能性大大降低。 24. 什么是空调“供需鱼形”? 如果将室内的空调负荷描绘成室外环境温度的函数,则为一个下凹形曲线,在夏季室外温度升高或冬季室外温度降低时,空调的负荷均急剧增加。而另一方面,将热泵机组的实际出力(供给)画成室外温度的函数,则为一上凸形曲线,表明在夏季高温和冬季低温时出力急剧下降,这说明空调系统的一个突出的普遍问题:在最需要的时候,系统出力最小,两条曲线相关成一“鱼形”,两端交叉点之外表明空调系统出力不能满足实际需求,系统处于不舒适状态。 地源热泵没有改变需求曲线,但完全改变了出力曲线,热泵系统的实际出力不再如此明显地取决于室外空气。由于影响系统出力的是地下相对稳定的温度,系统出力也就维持在一个相对稳定的水平下。很直观地可以看到,相等能力(压缩机容量)下,地源热泵的舒适温度范围要大于普通空调。换句话说,如果体质在相同的温度范围内的舒适性,地源热泵所需的机组功率要小得多。 25. 地源热泵会不会在冬天供暖不足? 常规的风冷热泵利用室外空气温度的降低来为室内提供热量,但对于许多地区,当空气温度接近冰点时,便会在蒸发器上结霜,阻止进一步地从环境空气中吸热,出现这种情况用户便明显地感觉到系统供暖不足。一般来讲,避免这个问题需要增加辅助热源。 而地源热泵与土壤换热,后者保持在一个相对较高的温度水平上,只要设计得当,完全可以避免上述情况,保证系统在任何情况下都有充分的出力,但不排除在地下换热器设计不充分时,出现循环水结冰的情况。 26. 为什么闭式循环中,循环液体中要添加抗冻剂? 一般闭式系统设计中,循环液体中要增加乙二醇、盐或其它形式的抗冻剂,其原因有二: 一是由于空调设计一般是按稳态平均负荷来计算地下换热的,但实际过程却是一个强烈的动态过程,一段时间的持续运行会造成循环液温度过快地下降,如果系统的热容量小,导热慢,温度得不到恢复,循环液温度便会降低到冰点以下。此时,要保证系统的正常运行,便不得不增加抗冻剂,添加抗冻剂的另一个原因是如果接近地面的室外管道保温不好,冬季长时间停止循环也会造成结冰,导致系统停机。 27. 循环液中的抗冻剂有哪些负作用?如何避免? 循环液根据其种类不同,带来的负作用包括有: (1)毒性; (2)对设备,尤其是循环水泵和换热器的腐蚀性; (3)成本上的增加。 在设计中充分考虑地下系统的动态性能,用充分的热容量和导热能力及管道保温来避免使用抗冻剂。增加系统的寿命和可靠性,同时降低系统的初期投资。 28. 地源热泵和水源热泵有何区别? 地源热泵(Ground Source Heat Pump)和水源热泵(Water Source Heat Pump)并无本质的区别。实际上,国内许多抽取地下水或使用浅表水(湖泊、河流、海洋)的开式系统使用的便是常规的水源热泵,只是将常规系统中要用到的冷却塔水循环改变为地下水水循环。但值得注意的是只有那些完全针对地源参数设计,照顾到短期内温度变动,允许系统在-4~-5℃仍能正常工作的热泵机组才被称为是地源热泵机组。 29. 地源热泵是否可以提供生活热水? 地源热泵能全天候提供生活热水,并且热水在夏季是免费的,春秋季节能可达75%以上,冬季节能也可高达50%。 30. 地下热交换系统是否可以安装在建筑物下面? 可以,但一般我们不建议安装在建筑物下面,尽管地下系统非常的安全、可靠,一旦故障发生在建筑物外面,我们可以很容易修复,但如果是在建筑物底下,便没有这种机会。 31. 安装有地下换热器的场地上面是否仍可使用? 可以,地下换热器安装好后,地面上可按计划做成停车场、草坪、花坛,做成人行道路和车行道路均没有问题。 32. 一般来讲,地下换热系统的占地面积需要多少? 这要取决于建筑面积,楼层高度、埋管方式地质条件等。江苏汇川环境科技发展有限公司的一个突出优势便是能在较小的面积上,成就性能优越的地下换热系统。但一般来讲,建筑外部场地越宽松,地质情况越好,则施工越容易成本也有明显降低。 33. 为什么有的媒体称地源热泵对环境有负面影响? 主要由于目前大部分地源热泵均采用开式循环,抽取地下水。如果系统有回灌不足,或取水与回水层不同,则导致地面下沉及其它相关联的环境问题。萨斯特技术公司一般优先采用闭式循环系统。 34. 如何保证地下温度的稳定?地源热泵是否会积累导致多年后效率衰减? 地源热泵冬季和夏季是相反的过程,能量互相平衡但这种平衡是相对的,不能平衡的部分将在漫长的季节里消散到地表、土壤深层和换热器的周边土壤中,在这种消散过程中浅表水起着良好的作用。值得注意的是,江苏汇川环境科技发展有限公司的热泵系统可以主动恢复,保持地下温度、湿度。 35. 地下换热系统出现问题是否意味整个系统的失效?有问题如何处理? 不会。地下系统的问题主要是泄漏。如果是发生在上部收集管总是可以修复的,泄漏位置也很容易确定,如果是深部埋管,可视情况修补,或直接封闭接口将其弃置,一般来讲,放弃少量的埋管不会对整个系统有太大的影响,实际的情况是地下埋管的寿命要比地上设备长。 36. 地下换热系统的管道采用何种材料?寿命如何? 目前普遍采用的是高密度聚乙稀管道,这种特制的管道具有良好的易接性能,保证地下系统的寿命,柔性好,能适应地下土壤的一定程度的变型。最重要的是,该种管道具有良好的导热性能。 37. 地源热泵提供的热水与燃气热水有何不同? 地源热泵和燃气热水器一样,加热自来水达一定的温度,供厨房、卫生间等场所使用。所不同的是地源热泵利用的土壤中所贮蓄的能量,电力只是起着一个“牵引”的作用,因此一千瓦的电力能带来4-5 千瓦的热能,相应的热水费用也远低于其它电热和煤气热水,在夏季利用的是空调释放的热水,因而是免费的。 38. 分区空调?同时供冷和供暖?供暖与供冷地下系统是否相同? 地源热泵机组可以很方便地实现同一建筑内区供暖或制冷,对于要求较高的建筑,能在同一时间内为部分区域供冷又为其它部分供暖,地源热泵为此提供了十分便利的条件,分区间的地源热泵系统不但可以同时为不同区域供暖和供冷,同时还可将供冷区内的多余热量回收用于供暖区,能更进一步地节约能量。 39. 地下系统的埋管在多深水平上? 对垂直井,一般在15-50米深,地面面积受限时,井深可达100米,水平埋管一般深2.5 米。
请问武汉市政府是否支持地源热泵中央空调系统的使用?
  搞地源热泵的武汉还真没几家,原因是:一.专业性太强(特别是地下地质部分,要有专业地堪资质才搞的好);二.新技术还在推广阶段;三.武汉的人们对它的认识不够,也是地方政府引导力度不够(北京,上海,天京,沈阳等搞的非常好,与地方政府出台许多引导政策有关.武汉市去年也搞了一个很好的调查研究报告,近期也会有好的政策出台).地下水不能乱抽的,要不会影响地质的,慎重引导好.
  1.什么是地源热泵系统呢?
  地源热泵是一种利用地球浅层资源(包括土壤、地下水、地表水或城市中水)的既可供暖又可制冷的高效节能的空调系统。它利用铺设在土壤、地表水等中的换热管道,实现空调房间和土壤、地表水等的换热,以达到建筑空调的效果。
  2.地源热泵中央空调系统的节能效果如何?
  地源热泵中央空调系统是目前国际上最先进的中央空调系统,它的制热量/制冷量和所消耗的电功率之间的比值全年平均高于4.0以上,既输入1千瓦的电能,就能够得到4千瓦以上的热量。制热能耗量较其他采暖方式减少50-70%;制冷能耗量较其他制冷方式减少40-60%。地源热泵系统会为您节省大量的运行费用和维护费用。
  3.地源热泵系统的节能原理是什么?
  作为地源热泵系统热量的来源(冬季)和热量的排放源(夏季)的土壤,深度在数米之下,全年温度基本恒定。也就是说,地源热泵系统工作时,热量传递的温差全年基本恒定,并且远远大于空气源热泵的传热温差。用另外一种说法就是,地源热泵的热量转移自然动力远大于空气源热泵,仅需要较少的外界能源即可实现热量的顺利转移。
  4.地源热泵系统可以同时提供制热和制冷吗?
  可以。你可以非常方便的从采暖工况转换到制冷工况,甚至你不用到机房切换,只需要按一下安装在您的房间内的控制器。尤其是在大型建筑里面,你不用管别人是在采暖还是制冷,你所做的就是按您自己的感觉做,只要您喜欢。
  5.地源热泵系统只用于民居建筑吗?
  不是的。工商企业、商店、办公楼和学校、医院等建筑都可以使用该系统。事实上,仅在美国,就安装了50万左右住宅和商住楼的地源热泵系统。根据美国EPA的总结报告,学校是使用这种技术最普遍和最有效的最终用户。2000年一年,美国全国使用GSHP系统的学校节省的能源总量,相当于2500万元美元,减少了大约5亿磅的废气排放。EPT假设全国的学校都用上GSHP系统,估算美国每年将减少进口石油6100万桶,创造的环保效能相当于新种植800万英亩树林,将400万辆汽车改装成不排放废气的车。
  6.地源热泵系统需要多么大的机房空间?
  地源热泵系统的热泵机组有三种:一种是小型机组,单机制冷量不大于25KW时,可吊装于顶内,不占用任何室内空间;一种是大型螺杆机组,单机制冷量一般都在几百个千瓦以上,需安装在专门的机房内;还有一种是介于两者之间的,机组一般分散安装于建筑内部,不占用专门的机房空间,但需要占用一定的室内空间。总体来说,地源热泵中央空调机组占地面积约为传统空调的三分之一。
  7.寿命是多少年?
  耦合换热部分寿命50年,热泵机组寿命25年。整个系统没有室外机组,没有风吹、日晒、雨淋、不用频繁的清洗,寿命远远长于空气源热泵的室外机组或者是水冷机组的冷却系统。
  8.系统噪声多大?
  地源热泵系统工作起来非常安静,它将为您提供一个宜人的室内、外环境。
  9.地源热泵系统安全吗?
  地源热泵机组采用全自动“傻瓜操作模式”,整个系统采取五位的超低、超高压力保护、超低、超高温度保护和压缩机卸载保护。全部机组没有直接对外散热风扇,不会对儿童造成任意伤害。
  10.舒适性如何?
  地源热泵采取小温差、大流量工作模式,房间内您不会感觉到任何吹风感,加上自带的新风模式,整个系统为您提供回归大自然般的宜人环境。
  11.地源热泵系统能为我家提供热水吗?
  当然。地源热泵系统为您提供采暖、制冷和提供生活热水。提供生活热水所消耗的电能比电热水器可少多了。
  12.我的室内已经有现成的排放热、冷气管道,可以继续与地源热泵系统连接吗?
  完全可以。技术人员可能会对有的排放系统提出微小的改动的建议,使排放效能达到最佳。
  13.埋地换热系统的工作效率如何呢?
  埋地换热系统采用最新的高科技产品,高效的换热效率,平滑的管内壁,一切都做的完美无缺。
  14.地下埋设的闭合回路管道真的有效吗?
  通过地下管道采集能源是热泵技术发展的最新技术成果。这一技术的理论构想产生于40年代,但是,直到最近几年,热泵技术设计上的革新和地下管道材料技术的发展,才使得以地热为能源的热泵技术,达到了商业化应用的最佳要求。到目前为止,地源热泵技术在经济和技术方面,已经成为与传统的供暖、制冷技术同时存在并在现实中应用的成熟技术。
  15.地源热泵系统是怎样实现环保的?
  首先,地源热泵系统不直接消耗煤或燃油、天然气等到,没有任何直排物;其次,地源热泵将室内的热量转移到地下土壤中存放,从源头上根除了空调系统对城市热岛的贡献;再次,高效的地源热泵系统采用非常严格的控制系统,实现了能量输出和建筑物能量需求的直接对应,减少了剩余能量的损耗;第四,高效的地源热泵系统,输出同等量的有用能量,仅仅消耗30-60%的电功率,高效的一次能源利用率,是地源热泵系统环保效果的最直接原因。
  16.冻土层会影响地源热泵系统吗?
  不会。我们的室外埋管部分仅有一小部分通过冻土层,通过我们合理的设计和安装,冻土层不会对系统的运行产生任何消极影响。
  17.在极端低温的气候条件下,是否需要备用热源?
  在通常的舒适性空调系统中,不需要备用热源。地源热泵系统哪怕是在很冷的天气条件下也能够提供建筑所需要的热量。
  19.地源热泵系统是怎样实现省钱的?
  一方面,高效的输出功率和输入功率比值。同样的建筑,您将节省下一大笔额外的运行费用;另一方面,“傻瓜操作模式”的运行管理。为您节省下一大笔管理费用和维护费用。两笔费用的节省,使您在很短的时间内就会将您的初投资全部收回。
  20.这项技术的成本很高吗?
  初装费用确实比传统系统高不了多少,主要是铺设地下盘管,费用贵在设计和安装上,而您每年省下的能源费用支出,会很快抵消高出传统系统的安装费用,随着时间的推移,从能源消费的节省上,您可以很快收回投资,同时,系统近于免维护和维修,不仅节省开支,还使您的房产增值。
  21.地源热泵中央空调系统的安装难度大吗?
  关键是底下部分,要专业技术单位事实,地下部分设计和施工的好坏关系到空调系统运行的成败,地上部分与现有水暖基本一样.
  22.铺设地下管道是否会破坏院内的草坪或花园景致?
  研究和实践证明管道不会对自然环境有任何损害。平面铺设管道所挖的地沟宽度只有20厘米,当然这会暂时在草坪上留下一条裸露的地面,很容易用草籽或草皮修补。垂直铺设管道用地面积更小,对草坪没有太大的影响。
  23.管道低于零下温度时,系统会受到影响吗?
  不会。管道中的防冻液体可在-20℃时仍正常工作。

  武汉浅层能科技是专业从事地源热泵中央空调设计安装单位,并具有国家专业地质勘探设计和测绘乙级资质,基础工程二级资质.专业勘探、打井、埋管等地下工程设计施工。联系电话:027-86531285 传真:86531553 15927000165

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