热泵原理

随着节能减排理念不断深入人心，地源热泵技术的使用也得到越来越多人的肯定和推崇。其实，这一系统技术在欧美发达国家早已相当普遍，而国内对该系统的引入比较晚。因此许多人对地源热泵并不了解，更是不知道地源热泵原理是怎么样的，本文就地源热泵原理进行详细介绍，以便您对地源热泵有一个更加深入的了解。 首先，我们先来了解下什么是地源热泵： 地源热泵是目前颇受青睐的一种制冷、制热空调系统，该系统具有高效、节能、绿色环保、健康舒适等特点，其在受到用户广泛好评的同时也获得了政府的大力支持。地源热泵空调属于中央空调的一种，它是一种利用土壤源中吸收的太阳能和地热能，采用热泵原理，既可供热又可制冷的高效节能中央空调系统。在冬季，地源热泵空调把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于采暖;在夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去。 地源热泵原理图 地源热泵原理： 1、夏季：地源热泵空调机组图是把热交换器埋于地下，通过水在由高强度塑料管(PE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，实现室内风机盘管制冷，同时机组产生的废热一方面用来免费制取生活热水，另一方面将热量转移到地下，对房间进行降温，同时储存热量，以备冬用。 2、过渡季节：地源热泵机组运行时，冬季通过土壤换热器，从地下垂直埋管环路中吸收低品位热能，再借助压缩机系统将低品位的能量提升为高品位的能量，产生45-50℃持续不断的生活热水。 3、冬季：地埋热泵系统通过埋在地下的封闭管道，将土壤中的热量转移到房间，并以较高的温度通过室内采暖空调末端释放到室内，可以利用地暖、风机盘管等设施用于采暖，并且可以提供生活热水;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。 地源热泵原理图 地源热泵的特点： 地源热泵技术特点1：运行稳定可靠 土壤的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是热泵机组很好的冷热源，土壤温度较恒定的特性，使得热机组运行更可靠、稳定，不存在空气源热泵和冬季除霜等难点问题，克服了常规空调因外界气温的变化引起的多耗电，制冷制热效果差等弊端。 地源热泵技术特点2：经济节能，运行效益高 浅层地热的温度全年相对稳定，一般为10～25℃，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的制冷、制热系数可达3.5～5.5。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40～60%。 地源热泵技术特点3：一机多用，节约成本 热泵系统可供暖和制冷，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;特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，地源热泵有着明显的优点，不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以满足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资。 地源热泵原理图 地源热泵技术特点4：利用可再生能源 热泵利用的地球表面浅层地热能不受地域、气候条件的限制，是一种无限的可再生能源;并且地源热泵运行没有任何污染，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，环境效益明显。 地源热泵技术特点5：系统维护少，寿命长 地源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低;另外，地源热泵系统不是埋在地下就是放置在室内，使用寿命长，一般地源热泵地上机组正常使用寿命不低于25年，地下埋管可达50年，远远高于普通空调机组。 从地源热泵原理和特点和优势汇总可以看出地源热泵技术相比传统空调技术有很大优势，但是，地源热泵空调技术的初期投资比较大，这也是令许多用户心存芥蒂的。不过就小编看来，地源热泵虽然在前期安装的过程中投资比较大，但是其节能、使用寿命长等优势也完全可以把前期的投资赚回来，并且在运行的过程中也比较稳定，朋友们大可不必担心这个问题。

从四十年代的手摇摺扇，到六十年代的电风扇，再到八九十年代的分体式空调、中央空调，我国家庭制冷设备经历了多次更新换代。如今，地源热泵成为最新的选择走进我们的生活。那么，什么是地源热泵？地源热泵原理是什么？地源热泵施工步骤又是怎样的呢？下面就随小编一起来看看吧。一、什么是地源热泵地源热泵是一种全新的供暖制冷技术，它的出现改变来原有的制冷和供暖局面。目前，我国地源热泵技术的成熟度还很低，和欧美等国有较大差距，因此了解地源热泵对于推广这项技术来说是必要条件。地源热泵主要分为三种形式：地下水系统、地表水系统和地埋管系统。与前两种地源热泵系统相比，地埋管系统俗称为地源热泵，该系统以地表浅层的土壤作为热源，通过由地下埋管组成的地热换热器与水循环系统换热，这也是迄今为止应用最为广泛的地源热泵系统。土壤源热泵空调技术是利用大地深处冬暖夏凉，温度相对稳定的特点，通过地下埋管封闭循环水进行热量交换，依靠消耗少量的电力驱动热泵机组完成制冷或供热循环，从而空调房间和土壤、地表水等的换热，以实现制冷和供暖或制备热水的要求。二、地源热泵原理地源热泵可以做到集采暖、空调制冷和生活热水于一身，一套地源热泵可以替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统，从而也增加的经济性。下面，我们将从夏季、过渡季节、冬季三方面，来全面分析地源热泵工作原理。地源热泵夏季提供空调制冷、生活热水夏季：地源热泵空调机组图是把热交换器埋于地下，通过水在由高强度塑料管(PE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，实现室内风机盘管制冷，同时机组产生的废热一方面用来免费制取生活热水，另一方面将热量转移到地下，对房间进行降温，同时储存热量，以备冬用。地源热泵过渡季节提供生活热水过渡季节：地源热泵机组运行时，冬季通过土壤换热器，从地下垂直埋管环路中吸收低品位热能，再借助压缩机系统将低品位的能量提升为高品位的能量，产生45-50℃持续不断的生活热水。地源热泵冬季提供地板采暖、生活热水冬季：地埋热泵系统通过埋在地下的封闭管道，将土壤中的热量转移到房间，并以较高的温度通过室内采暖空调末端释放到室内，可以利用地暖、风机盘管等设施用于采暖，并且可以提供生活热水；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。三、地源热泵施工步骤1、钻孔1）施工前应了解埋管场地内已有的地下管线、地下构筑物的功能及其准确位置，每个竖孔开钻前都应人工开挖探坑，探坑直径不小于300mm，深度不小于1.2m；2）钻孔时保证钻杆的垂直以确保每个竖孔平行，防止窜孔；3）本工程地处大兴，砂层较多，为防止竖孔塌陷和渗水，钻孔进行中适时向钻孔内注入黏土，以提高成孔质量和缩短成孔时间。2、竖直下管1）下管前必须对所有管材进行试压，不小于0.6MPa，稳压15分钟，压力不降，不渗不漏，认为合格；2）下管后回填前应及时对PE管试压，合格后方可进行下一个孔的开钻；3）为防止孔内泥沙沉积，减少孔的有效深度，钻孔完毕后，应及时下管，并采取防止PE管上浮的固定措施；4）试压合格后，及时密封U形管的四个开口端部，U形管以每组对分别绑好，方便以后管道联接。3、水平铺管、管道联接1）水平地埋管可不设坡度，最上层埋管顶部应在冻土层以下0.4m，且距地面不小于0.8m，供回水环路集管的间距不小于0.6m；2）管道联接目前常采用专用设备进行电熔焊接和热熔焊接。电熔焊接有专用仪器控制时间，焊接工艺好，但电熔焊接件价格较高；热熔焊接时尤为注意，掌握好时间，避免焊接后缩孔，甚至堵塞管道。4、回填1）竖孔灌浆材料宜采用膨润土和细纱的混合浆或专用材料，也可用钻孔过程中产生的泥浆沉淀物，确保钻孔灌浆密实，无空腔。否则会降低传热效果，影响工程质量；2）水平联接管回填土应细小、松散、均匀且不含石块及土块，回填压实过程应均匀，且不得使管道架空；3）外线管道与机房设备的连接，外线管道进入机房时应设穿墙套管且套管伸出外墙壁不小于50mm，套管与外墙、套管与外线管道间均应做好防水，然后进行外线回填。5、机房与末端1）机房设在地下室，不占用有效空间；热泵机组采用永源热泵公司专门针对地埋管系统设计的地源热泵机组，机组整体紧凑，机房面积小，整个机房面积不到5_；2）末端采用风机盘管送风，局部功能房间采用散热器；3）施工注意事项：别墅项目施工面对的多是业主个人，随着装修的进行，业主难免会有新的想法，所以末端施工中不能只凭图纸单干，要配合装修，并做到及时与业主沟通。

热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，也是一项举世瞩目的新能源技术。它不同于我们熟悉的可以提高势能的机械设备——“泵”；通常，热泵首先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，然后向人们提供可以利用的高品位热能。。要了解热泵的工作原理，首先要了解制冷系统的工作原理。制冷系统(压缩制冷)一般由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四部分组成。工作过程如下:低温低压液态制冷剂(如氟利昂)首先在蒸发器(如空调室内机)中从高温热源(如常温空气)吸热，气化成低压蒸汽。然后制冷剂气体在压缩机中被压缩成高温高压蒸汽，高温高压气体在冷凝器中被低温热源(如冷却水)冷却冷凝成高压液体。然后通过节流元件(毛细管、热膨胀阀、电子膨胀阀等)节流。)变成低温低压的液态制冷剂。这样，制冷循环就完成了。热泵的性能一般用制冷系数(COP性能系数)来评价。制冷系数定义为从低温物体传递到高温物体的热量与所需功率之比。通常情况下，热泵的制冷系数约为3-4，即热泵能从低温物体向高温物体传递其所需能量的3-4倍。因此，热泵本质上是一种热量提升装置。工作时消耗少量电能，但能从环境介质(水、空气、土壤等)中提取4-7倍的电能。)来提高温度进行利用，这也是热泵节能的原因。欧洲、美国和日本正在竞相开发新的热泵。据报道，新型热泵的制冷系数可达6至8。如果这个数值能够普及，就意味着能源会得到更有效的利用。热泵的普及率也将大幅提高。地源热泵(GSHP)是热泵的一种。它是一种利用土壤或水作为冷热源，冬季给建筑物供暖，夏季给建筑物降温的空调技术。GSHP只在地球和房间之间“转移”能量。使用最少的电能来维持所需的室内温度。在冬天，1千瓦的电将4-5千瓦的热量从土壤或水中送入室内。夏季则相反，通过热泵将室内热量传递给土壤或水，从而在室内获得凉爽的空气。地下获得的能量将在冬天使用。如此循环往复，将建筑空间与自然融为一体。以最低的成本获得最舒适的居住环境。

地源热泵原理地源热泵遵循逆卡诺原理，即从外部供给热泵较小的耗功W，同时从低温环境TL中吸收大量的低温热QL，热泵就可以输出温度高得多的热能QH，并送到高温环境TH中去，从而达到不能直接利用的低温热回收利用起来。基本信息中文名 地源热泵原理应用学科 能源学释义 从外部供给热泵较小的耗功W，同时从低温环境TL中吸收大量的低温热QL，热泵就可以输出温度高得多的热能QH，并送到高温环境TH中去，从而达到不能直接利用的低温热回收利用起来组成部分 室外地能换热系统、水源热泵机组系统和室内采暖空调末端系统简介热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出可用的高品位热能的设备，可以把消耗的高品位电能转换为3倍甚至3倍以上的热能，是一种高效供能技术。热泵技术在空调领域的应用可分为空气源热泵、水源热泵以及地源热泵三类。由于热泵是提取自然界中能量，效率高，没有任何污染物排放，是当今最清洁、经济的能源方式。在资源越来越匮乏的今天，作为人类利用低温热能的最先进方式，热泵技术已经在全世界范围内受到广泛关注和重视。地源热泵原理结构图地源热泵原理结构图地源热泵原理结构图地源热泵原理结构图.地源热泵地源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，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与建筑物完成热交换的一种技术。地源热泵空调系统主要分为三个部分：室外地能换热系统、水源热泵机组系统和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机组主要有两种形式：水-水型机组或水-空气型机组。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。地源热泵原理图地源热泵工作原理是：冬季，热泵机组从地源（浅层水体或岩土体）中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统。

地源热泵系统是从常温土壤或地表水(地下水)，冬季从地下提取热量，夏季把建筑的热量又存入地下，从而解决冬夏两季采暖和空调的冷热源。 地源热泵工作原理 地源热泵系统是从常温土壤或地表水(地下水)，冬季从地下提取热量，夏季把建筑的热量又存入地下，从而解决冬夏两季采暖和空调的冷热源。 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兔费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。 地源热泵的组成 地源热泵空调系统主要包含地源热泵主机、风机盘管和地下埋管。 主机是一种水冷式的供冷/供热机组。机组由封闭式压缩机、同轴套管式(或板式)水/制冷剂热交换器、热力膨胀阀(或毛细膨胀管)、四通换向阀、空气侧盘管、风机、空气过滤器、安全控制等所组成。 机组本身带有一套可逆的制冷/制热装置，是一种可直接用于供冷/供热的热泵空调机组。地埋管是埋在地下的部分。不同的地埋管并联连接，再通过不同的集管接入热泵主机。 地源热泵的优点 地源热泵空调系统是目前可以利用的对环境最友好和最有效的供冷和供暖空调系统。它比空气热泵空调系统节能40%以上，比电采暖节能70%以上，比燃气炉效率提高48%以上，而所需的制冷剂比普通热泵空调减少50%以上，地源热泵空调系统70%以上的能量是从大地中获得的可再生能源。有些品牌的机组还具有三联供技术(供冷、供热、供热水)，更是进一步实现了业界最高效的能源综合利用。