水源地源熱泵有兩種開閉形式
形式
地源熱泵水源/地源熱泵有開式和閉式兩種。
開式系統:是直接利用水源進行熱量傳遞的熱泵系統。該系統需配備防砂堵,防結垢、水質凈化等裝置。
閉式系統:
是在深埋于地下的封閉塑料管內,注入防凍液,通過換熱器與水或土壤交換能量的封閉系統。閉式系統不受地下水位、水質等因素影響。
1、垂直埋管--深層土壤
垂直埋管可獲取地下深層土壤的熱量。垂直埋管通常安裝在地下50-150米深處,一組或多組管與熱泵機組相連,封閉的塑料管內的防凍液將熱能傳送給熱泵,然后由熱泵轉化為建筑物所需的暖氣和熱水。垂直埋管是地源熱泵系統的主要方式,得到各個國家的政府部門大力支持。
2、水平埋管--大地表層 在地下2米深處水平放置塑料管,塑料管內注滿防凍的液體,并與熱泵相連。水平埋管占地面積大,土方開挖量大,而且地下換熱器受地表氣候變化的影響。
3、地表水
江、河、湖、海的水以及深井水統稱地表水。地源熱泵可以從地表水中提取熱量或冷量,達到制熱或制冷的目的。利用地表水的熱泵系統造價低,運行效率高,但受地理位置(如江河湖海)和國家政策(如取深井水)的限制。
可再生性
地源熱泵是一種利用土壤所儲藏的太陽能資源作為冷熱源,進行能量轉換的供暖制冷空調系統,地源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術。地表土壤和水體是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽輻射能量,比人類每年利用的500倍還多(地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量);它又是一個巨大的動態能量平衡系統,地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發散相對的平衡,地源熱泵技術的成功使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為現實。
高效節能
地源熱泵機組利用土壤或水體溫度冬季為12-22℃,溫度比環境空氣溫度高,熱泵循環的蒸發溫度提高,能效比也提高;土壤或水體溫度夏季為18-32℃,溫度比環境空氣溫度低,制冷系統冷凝溫度降低,使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式,機組效率大大提高,可以節約30--40%的供熱制冷空調的運行費用,1KW的電能可以得到4KW以上的熱量或5KW以上冷量。
與鍋爐(電、燃料)供熱系統相比,鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70~90%的燃料內能為熱量,供用戶使用,因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節省三分之二以上的電能,比燃料鍋爐節省約二分之一的能量;由于地源熱泵的熱源溫度全年較為穩定,一般為10~25℃,其制冷、制熱系數可達3.5~4.4,與傳統的空氣源熱泵相比,要高出40%左右,其運行費用為普通中央空調的50~60%。因此,近十幾年來,地源熱泵空調系統在北美如美國、加拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國家取得了較快的發展,中國的地源熱泵市場也日趨活躍,可以預計,該項技術將會成為21世紀最有效的供熱和供冷空調技術。
表一:
地源熱泵與其它加熱方式相比的能源消耗情況比較:
表一比較后可得出地源熱泵是所有加熱方式中最節約能源的。
表二:地源熱泵空調系統與傳統的中央空調系統各方面的特點相比:
表二地源熱泵空調系統在各方面都比傳統空調系統表現優秀。
表三:300平米別墅,供暖季供暖和生活熱水運行費用與其它供暖方式相比:
注:表三研究對象為北京的一套高檔別墅,面積為300平米,采用1臺DL-A120機組,由達隆公司設計并完成施工安裝。各種價格參數取自市政府相關部門發布的《2004年度北京能源利用報告》,以及《2006年度北京能源利用報告》,2個年度的能源價格變動較大。本表按用戶每天運行15小時,一個采暖季計算。