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空调节能改造之--地源热泵系统简析篇

作者: 心日源马工 编辑: 心日源小编 来源: 原创 发布日期: 2020.12.25 点赞:1
信息摘要:
心日源技术工程师马工为您介绍,地源热泵系统的原理及应用优点。


地热是世人公认的环境友好型可再生能源,使用浅层地热的地源热泵技术发展最为迅速,我国鼓励发展和推广该项技术。本文简要分析了地源热泵原理,以及地源侧管路的主要应用形式。

1、什么是地源热泵

作为地热能的应用方式之一,地源热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文献中,在20世纪50年代就已在一些北欧国家的供热中得到实际应用。

由于石油危机的影响,地源热泵在70年代得到较大的发展。由于较深的地层在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度,远高于冬季的室外温度,又低于夏季的室外温度。因此地源热泵可克服空气源热泵的技术障碍,且效率大大提高。


此外,冬季通过热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热,同时使大地中的温度降低,即蓄存了冷量,可供夏季使用:夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地,对建筑物降温,同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。

这样在地源热泵系统中,大地起到了蓄能器的作用,进一步提高了空调系统全年的能源利用效率。 

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2、地源热泵地源侧的主要应用形式


2.1垂直环路系统

垂直环路热交换器安装在垂直的钻孔里。钻孔内通常是两根支管与一个U形管件相连接,形成式的环路。携带热能的液体如水或者水和乙二醇能混合物在环路里循环。地埋管换热器安装之后进行钻孔回填。一台热泵可以连接一个或者多个环路。垂直环路热换热器典型的安装深度是100米,为了获得更大的换热量,也可以安装得更深。

2.2水平环路系统


水平安装的环路系统适用于容易开挖、可用面积足够大的地区,典型的安装深度是冻土层以下1米至3米。其换热原理和垂直环路类似,管材所收集的热能中,地热只是扮演了次要的角色,气倏条件对这类系统的影响较大。面积为150m"的房子,需要的地表面积可能为250m2-300m2。

垂直环路系统 ,如图所示:

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水平环路系统 ,如下图所示:

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2.3蓄能


大地也能用于储存多余的能量,只不过是同样的理论可以有不同的应用方法。国内也开始越来越多的研究地热的补偿,特别是在寒冷的北方地区,采暖季从土壤里获取了很多的热量,怎么确保土壤里冷热量的平衡?利用工业余热或者太阳能来实现主动的补偿,这项技术要求管材能够耐受较高温度,通常是60℃-80℃或者更高,接近散热器采暖的供回水温度。

地源侧的其他形式还有:地表水/地下水系统,桩基埋管(能量桩)方式。




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