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地源熱泵工作原理

熱泵是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱，經(jīng)過(guò) 電力做功，輸出可用的高品位熱能的設(shè)備，可以把消耗的高品位電能轉(zhuǎn)換為3倍甚至3倍以上的熱能，是一種高效供能技術(shù)。熱泵技術(shù)在

空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用可分為空氣源熱泵、

水源熱泵以及地源熱泵三類。由于熱泵是提取自然界中能量，效率高，沒(méi)有任何污染物排放，是當(dāng)今zui清潔、經(jīng)濟(jì)的能源方式。在資源越來(lái)越匱乏的今天，作為人類利用低溫?zé)崮艿倪M(jìn)方式，熱泵技術(shù)已經(jīng)在*范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注和重視。今天為大家介紹一下關(guān)于地源熱泵以及地源熱泵工作原理的詳細(xì)講解。地源熱泵是一種綠色技術(shù)，地源熱泵工作原理是利用地?zé)豳Y源將低位能量轉(zhuǎn)化成高位能量從而達(dá)到節(jié)能的目的，地源熱泵能效比一般可以達(dá)到5以上，比普通的*空調(diào)要節(jié)能40%以上，目前我國(guó)也在大力倡導(dǎo)地源熱泵*空調(diào)系統(tǒng)，很多專家認(rèn)為，地源熱泵將是*空調(diào)的未來(lái)和趨勢(shì)。  

地源熱泵為什么如此節(jié)能呢，這要從地源熱泵工作原理說(shuō)起，地源熱泵主要是利用了地能和水能，和太陽(yáng)能一樣，他們都是免費(fèi)可再生能源。下面安徽綠能通過(guò)地源熱泵原理圖為大家詳細(xì)介紹一下地源熱泵工作原理，看看地源熱泵是如何節(jié)能的。  

地源熱泵原理簡(jiǎn)述   

作為自然現(xiàn)象，正如水由高處流向低處那樣，熱量也總是從高溫流向低溫，用*的熱力學(xué)第二定律準(zhǔn)確表述：“熱量不可能自發(fā)由低溫傳遞到高溫”。但人們可以創(chuàng)造機(jī)器，如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣，采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以地源熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，提高溫位進(jìn)行利用，而整個(gè)熱泵裝置所消耗的功僅為供熱量的三分之一或更低，這就是地源熱泵節(jié)能的原理。水源熱泵基本工作原理  所謂熱泵，就是一種利用人工技術(shù)將低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)換為高溫?zé)崮芏_(dá)到供熱效果的機(jī)械裝置。熱泵由低溫?zé)嵩矗ㄈ缰車h(huán)境的自然空氣、地下水、河水、海水、污水等）吸熱能，然后轉(zhuǎn)換為較高溫?zé)嵩瘁尫胖了璧目臻g（或其它區(qū)域）內(nèi)。這種裝置即可用作供熱采暖設(shè)備，又可用作制冷降溫設(shè)備，從而達(dá)到一機(jī)兩用的目的。熱泵機(jī)組的能量轉(zhuǎn)換，是利用其壓縮機(jī)的作用，通過(guò)消耗一定的輔助能量（如電能），在壓縮機(jī)和換熱系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的制冷劑的共同作用下，由環(huán)境熱源（如水、空氣）中吸取較低溫?zé)崮埽缓筠D(zhuǎn)換為較高溫?zé)崮茚尫胖裂h(huán)介質(zhì)（如水、空氣）中成為高溫?zé)嵩摧敵觥Ｔ诖艘驂嚎s機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)做工而消耗了電能，壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)使不斷循環(huán)的制冷劑在不同的系統(tǒng)中產(chǎn)生的不同的變化狀態(tài)和不同的效果（即蒸發(fā)吸熱和冷凝放熱），從而達(dá)到了回收低溫?zé)嵩粗迫「邷責(zé)嵩吹淖饔煤湍康?。地下水源熱泵系統(tǒng)的低位熱源是從水井中抽取的地下水。熱泵機(jī)組冬季從生產(chǎn)井提供的地下水中吸熱，提高品位后，對(duì)建筑物供暖，把低位熱源中的熱量轉(zhuǎn)移到需要供熱和加濕的地方，取熱后的地下水通過(guò)回灌井回到地下。夏季，則生產(chǎn)井與回灌井交換，而將室內(nèi)余熱轉(zhuǎn)移到低位熱源中，達(dá)到降溫或制冷的目的，另外還可以起到養(yǎng)井的作用。水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)控制器總體設(shè)計(jì)方案 

水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、換熱器（蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥）、室外井水循環(huán)泵（簡(jiǎn)稱井水泵）、室內(nèi)負(fù)荷循環(huán)泵（簡(jiǎn)稱循環(huán)泵）組成。壓縮機(jī)起著壓縮和輸送循環(huán)工質(zhì)從低溫低壓處到高溫高壓處的作用, 是熱泵系統(tǒng)的心臟； 蒸發(fā)器使經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā),，吸收被冷卻物體的熱量, 達(dá)到制冷的目的; 冷凝器將從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)做功消耗所轉(zhuǎn)化的熱量傳遞給冷卻介質(zhì)，達(dá)到制熱的目的; 膨脹閥對(duì)循環(huán)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用，調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量。壓縮機(jī)對(duì)消耗的功(電能) 起到補(bǔ)償作用，使循環(huán)工質(zhì)不斷地從低溫環(huán)境中吸熱,

并向高溫環(huán)境散。具體工作步驟： 

系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，自動(dòng)檢測(cè)各溫度參數(shù)，當(dāng)室溫低于設(shè)定值且循環(huán)出水溫度低于設(shè)定值時(shí)，先啟動(dòng)井水泵，延時(shí)10s后再啟動(dòng)循環(huán)泵，當(dāng)井水水流開(kāi)關(guān)和循環(huán)水水流開(kāi)關(guān)閉合后再啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制熱工作，當(dāng)室溫超過(guò)設(shè)定值+偏差或循環(huán)出水溫度超過(guò)設(shè)定上限值時(shí)，停止壓縮機(jī)和井水泵，延時(shí)1min后再停止循環(huán)泵。

待到室溫低于設(shè)定值且循環(huán)出水溫度低于設(shè)定故障判斷： 

運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)循環(huán)水流開(kāi)關(guān)、井水水流開(kāi)關(guān)、壓縮機(jī)高/低壓保護(hù)，若檢測(cè)到某開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)間持續(xù)超過(guò)5s時(shí)，要先停止井水泵和壓縮機(jī)工作，然后延時(shí)1min停止循環(huán)泵工作，并顯示故障信息，聲音提示故障出現(xiàn)。在啟動(dòng)過(guò)程中，啟動(dòng)井水泵后井水水流開(kāi)關(guān)可能由于沒(méi)有抽上水而長(zhǎng)時(shí)間不閉合，這時(shí)要繼續(xù)運(yùn)行井水泵和循環(huán)泵，若2min后井水水流開(kāi)關(guān)仍沒(méi)有接通，則需要自動(dòng)接通“加引水”控制輸出5s，用于給井水泵加引水，若10min后仍不能接通井水水流開(kāi)關(guān)，則停止井水泵、循環(huán)泵的運(yùn)行，并顯示“井水缺水”等故障提示。

地源熱泵技術(shù)路線有以下兩種：

土--氣型地源熱泵技術(shù)和水--水型地源熱泵技術(shù)   

土--氣型地源熱泵技術(shù)以美國(guó)的技術(shù)為代表，水--水地源熱泵技術(shù)以北歐的技術(shù)為代表。二者的差別是：前者從淺層土壤或地下水中取熱或向其排熱，通過(guò)分散布置于各個(gè)房間的地源熱泵機(jī)組直接轉(zhuǎn)換成熱風(fēng)或冷風(fēng)為房間供暖或制冷。后者是從地下水中取熱或向其排熱，經(jīng)過(guò)熱泵機(jī)組轉(zhuǎn)換成熱水或冷水，然后再經(jīng)過(guò)布置在各個(gè)房間的風(fēng)機(jī)盤管轉(zhuǎn)換成熱風(fēng)或冷風(fēng)給房間供暖或制冷。由于美國(guó)的土--氣型地源熱泵技術(shù)，可以不用地下水，采用埋設(shè)垂直管、水平管或向地表水拋設(shè)管路等多種方式，直接從淺層土壤取效或向其排熱，不受地下水開(kāi)采的限制，推廣的范圍更大、更靈活。

地源分類   

地源按照室外換熱方式不同可分為三類：

(1)土壤埋管系統(tǒng)，

(2)地下水系統(tǒng)，

(3)地表水系統(tǒng)。   

根據(jù)循環(huán)水是否為密閉系統(tǒng)，地源又可分為閉環(huán)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)如埋盤管方式 （垂直埋管或水平埋管），地表水安置換熱器方式。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)如抽取地下水或地表水方式。 

此外，還有一種“直接膨脹式”，它不象上述系統(tǒng)那樣采用中間介質(zhì)水來(lái)傳遞熱量，而是直接將熱泵的一個(gè)換熱器（蒸發(fā)器）埋入地下進(jìn)行換熱。地源熱泵系統(tǒng)的形式    土-氣型地源熱泵系統(tǒng)按照室外換熱方式不同分，

主要有三類形式： 

1、 地耦管系統(tǒng)   

該方案只需在建筑物的周邊空地、道路或停車場(chǎng)打一些地耦管孔，室外水系統(tǒng)注滿水后形成一個(gè)封閉的水循環(huán)，利用水的循環(huán)和地下土壤換熱，將能量在空調(diào)室內(nèi)和地下土壤之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。故該方案不需要直接抽取地下水，不會(huì)對(duì)本地區(qū)地下水的平衡和地下水的品質(zhì)造成任何影響，不會(huì)受到國(guó)家地下水資源政策的限制。 

2、地下水系統(tǒng)   

項(xiàng)目附近如果有可利用的地表水，水溫、水質(zhì)、水量符合使用要求，則可采用開(kāi)式地表水（直接抽?。Q熱方式，即直接抽取地表水，將其通過(guò)板式換熱器與室內(nèi)水循環(huán)進(jìn)行隔離換熱，可以避免對(duì)地表水的污染。此種換熱方式可以節(jié)省打井的施工費(fèi)用，室外工程造價(jià)較低。 

3、地表水系統(tǒng)   

項(xiàng)目附近如果有可利用的地表水，水溫、水質(zhì)、水量符合使用要求，則可采用拋放地耦管換熱方式，即將盤管放入河水（或湖水）中，盤管與室內(nèi)循環(huán)水換熱系統(tǒng)形成閉式系統(tǒng)。該方案不會(huì)影響熱泵機(jī)組的正常使用；另一方面也保證了河水（湖水）的水質(zhì)不受到任何影響，而且可以大大降低室外換熱系統(tǒng)的施工費(fèi)用。

水源熱泵和地源熱泵

1.2.1水源熱泵系統(tǒng)      

水源熱泵是通過(guò)抽取與地層同溫度的地下水，機(jī)組與地下水換熱后，地下水通過(guò)回灌井回灌到地層中。根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷量及需水量的大小，地層的出水能力和回灌能力來(lái)設(shè)計(jì)抽水井和回灌井的數(shù)量。  抽灌井可為一抽一灌、一抽多灌或多抽多灌。 1.2.2地源熱泵系統(tǒng)  地源熱泵系統(tǒng)通過(guò)在密閉的換熱管里循環(huán)的循環(huán)液與地層之間進(jìn)行熱量交換，冬季吸熱、夏季散熱。根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷量的大小，地層的導(dǎo)熱能力來(lái)設(shè)計(jì)換熱孔形式、數(shù)量和深度

空氣源熱泵的原理及特點(diǎn) 

保定商用水地源熱泵報(bào)價(jià)單，空氣源熱泵又稱熱泵熱水器，就是一種能全天24小時(shí)大水量、高水壓、恒溫提供不同熱水需求，同時(shí)又能消耗zui少的能源完成上述要求的熱水器。并在高效制取生活熱水的同時(shí)，能夠像空調(diào)一樣釋放冷氣，滿足制冷需求，同時(shí)可以在陽(yáng)臺(tái)、儲(chǔ)物間、車庫(kù)等局部空間達(dá)到除濕的作用防止物品發(fā)霉變質(zhì)或者快速晾干衣物。工作原理  熱泵是通過(guò)做功使熱量從溫度低的介質(zhì)流向溫度高的介質(zhì)的裝置。建筑的空調(diào)系統(tǒng)一般應(yīng)滿足冬季的供熱和夏季制冷兩種相反的要求，傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)通常需分別設(shè)置冷源（制冷機(jī)）和熱源（鍋爐）。建筑空調(diào)系統(tǒng)由于必須有冷源（制冷機(jī)），如果讓它在冬季以熱泵的模式運(yùn)行，則可以省去鍋爐和鍋爐房，不但節(jié)省了初投資，而且全年僅采用電力這種清潔能源，大大減輕了供暖造成的大氣污染問(wèn)題。熱泵利用的低溫?zé)嵩赐ǔＪ黔h(huán)境（大氣、地表水和大地）或各種廢熱由熱泵從這些熱源吸收的熱量屬于可再生能源。  空氣源熱泵是將空氣中的能量吸收，變成熱量轉(zhuǎn)移到水箱中，把水加熱起來(lái)，同時(shí)把失去大量能量的低溫空氣釋放出來(lái)，用于制冷?？諝庠谑ツ芰拷档蜏囟鹊耐瑫r(shí)，大量的水蒸氣被冷凝，因而釋放的冷氣濕度大大降低，相當(dāng)于具有除濕的效果。因此該系統(tǒng)集節(jié)能*熱水、制冷、局部除濕功能于一體，大大挺高的產(chǎn)品的性價(jià)比和使用性能。為更多家庭享受高品質(zhì)生活提供了條件

供冷/熱系統(tǒng)流程圖 

保定商用水地源熱泵報(bào)價(jià)單，空氣源熱泵通常由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥4部分構(gòu)成，傳熱工質(zhì)在機(jī)組內(nèi)封閉運(yùn)行，空氣源熱泵熱水機(jī)組目前常用的傳熱工質(zhì)有R22和R134a，并通過(guò)冷凝器和蒸發(fā)器與外部發(fā)生熱交換。

1．冬天供熱  在制熱時(shí),液態(tài)制冷劑在空氣換熱器中汽化,吸收空氣中的熱量,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后變?yōu)楦邷馗邏簹怏w送至水換熱器。由于制冷劑的溫度高于水的溫度。制冷劑從氣態(tài)冷卻為液態(tài),液體制冷劑經(jīng)膨脹閥節(jié)流后,在壓力作用下進(jìn)入空氣換熱器,低壓氣體制冷劑再次汽化,完成一次循環(huán)。在這個(gè)循環(huán)中,隨著制冷劑狀態(tài)的變動(dòng),實(shí)現(xiàn)了熱量從空氣側(cè)向水側(cè)的轉(zhuǎn)移優(yōu)點(diǎn):

1）設(shè)計(jì)*  通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真測(cè)試實(shí)驗(yàn)室 ，模擬各種惡劣環(huán)境的運(yùn)行 ，調(diào)試評(píng)估出機(jī)組系統(tǒng)的*化配置方案及機(jī)組zui合理的 COP 值。運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)結(jié)合設(shè)計(jì)風(fēng)道系統(tǒng) ，有效減少高頻噪音。

 2）智能控制  強(qiáng)大的微電腦控制功能 ，*解決系統(tǒng)運(yùn)行的安全問(wèn)題 ，能夠智能化的向終端用戶提供連續(xù)、穩(wěn)定的衛(wèi)生熱水。

3）配置  電子膨脹閥本身具有很大的調(diào)節(jié)能力 ，從而更保證了更強(qiáng)的節(jié)流能力 ；管翅片熱交，換器采用內(nèi)螺紋銅管，翅片采用親水鋁箔 ，具有高效的熱交換性能 ，從而增大其換熱量 ；機(jī)組冷凝器采用進(jìn)口高效優(yōu)質(zhì)的螺旋銅管制作 ，換熱能力充足 ，能效比更高 ；擁有的融霜控制技術(shù)，保證機(jī)組具有良好的制熱性能 ，除霜更快更* ；確保機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行。 

4）高效節(jié)能  空氣源熱泵是通過(guò)大量獲取空氣中免費(fèi)熱能，消耗的電能僅僅是壓縮機(jī)用來(lái)搬運(yùn)空氣能源所用的能量，因此熱效率高達(dá)380%—600%，制造相同的熱水量，空氣源熱泵的使用成本只有電熱水器的1/4，燃?xì)鉄崴鞯?/3，太陽(yáng)能熱水器的1/2。高熱效率是空氣源熱泵zui大的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在能源問(wèn)題成為世界問(wèn)題時(shí)，這是空氣源熱泵成為“第四代熱水器”的zui重要的法寶之一。

5）綠色環(huán)保、安全可靠  空氣源熱泵*的使用原理，實(shí)現(xiàn)其在工作過(guò)程中*水電分離，從根本上杜絕漏電事故；并且由于其在使用過(guò)程中無(wú)需任何燃料輸送管道，沒(méi)有燃料泄露等引起火災(zāi)、爆炸、中毒等危險(xiǎn)；同時(shí)，空氣源熱泵在工作過(guò)程中沒(méi)有任何有體、溫室氣體和酸雨氣體排放，也沒(méi)有費(fèi)熱污染。這些也成為空氣源快速發(fā)展鋪墊了寬闊的道路。  

6）全天候方便使用  空氣源熱泵由于體積相對(duì)較小，可以安裝在浴室、陽(yáng)臺(tái)和外墻等處，實(shí)現(xiàn)使用的無(wú)限制性；并且空氣源熱泵由微電腦控制自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)需專人職守，保證全天候熱水供應(yīng)，同時(shí)結(jié)合其定時(shí)開(kāi)關(guān)功能實(shí)現(xiàn)低谷用電，實(shí)現(xiàn)更節(jié)約的使用效果。

6）*保護(hù)  機(jī)組有*的保護(hù)系統(tǒng)、各種參數(shù)查詢、故障查詢、系統(tǒng)參數(shù)查詢等功能 ，動(dòng)行安全可靠、方便，真正做到無(wú)需人員值守，節(jié)省開(kāi)支