地源熱泵系統(tǒng)的利用及特點(diǎn)主要有哪些?
地源熱泵系統(tǒng)是陸上淺表層電力能源根據(jù)鍵入少許的高品質(zhì)電力能源(如電磁能等)完成由低品味熱量向高品質(zhì)熱量遷移的設(shè)備。通常地源熱泵系統(tǒng)耗費(fèi)1kwh的動(dòng)能,客戶(hù)可以獲得4kwh以上的發(fā)熱量或制冷量。
地源熱泵系統(tǒng)是以巖土工程體、地質(zhì)構(gòu)造土壤層、地表水或地面水為超低溫?zé)嵩伤卦礋岜孟到y(tǒng)發(fā)電機(jī)組、地?zé)崮茉磻?yīng)用系統(tǒng)、房屋建筑內(nèi)系統(tǒng)軟件構(gòu)成的供暖地源熱泵空調(diào)。依據(jù)地?zé)崮茉磻?yīng)用系統(tǒng)方式的不一樣,地源熱泵系統(tǒng)分成埋地管地源熱泵系統(tǒng)、地表水地源熱泵系統(tǒng)和地面水地源熱泵系統(tǒng)。
1912年瑞士的一份專(zhuān)利權(quán)報(bào)告書(shū)中,初次明確提出了“地源熱泵系統(tǒng)”的定義。之后英、美兩國(guó)之間明確提出了這項(xiàng)技術(shù)性。1946年,美國(guó)第一臺(tái)地源熱泵系統(tǒng)在俄勒岡州的波蘭特市中心區(qū)安裝取得成功,可是沒(méi)有造成社會(huì)發(fā)展普遍關(guān)心,因此在相應(yīng)的技術(shù)性和基礎(chǔ)理論上面沒(méi)有很大的發(fā)展趨勢(shì)。
全球第一次能源問(wèn)題的發(fā)生和條件的惡變,在對(duì)清潔能源的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和運(yùn)用的情況下,地源熱泵系統(tǒng)才遭受普遍的關(guān)心。這時(shí),北歐我國(guó)在政府部門(mén)的全力支持下,科技工作者增加了地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用研究與開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)幅度。1974年起瑞士、荷蘭和瑞典等國(guó)家政府支助的精品工程逐漸創(chuàng)建起來(lái),地源熱泵系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)不斷完善。20時(shí)代70年代中后期,瑞典生物學(xué)家逐漸科學(xué)研究地底敞開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)采熱系統(tǒng)軟件,但這一時(shí)期的工藝相對(duì)性不光滑,在運(yùn)用上出現(xiàn)了許多具體的艱難。
20個(gè)世紀(jì)80時(shí)代,美國(guó)的地源熱泵系統(tǒng)生產(chǎn)商十分活躍性,創(chuàng)立了全國(guó)各地地源熱泵系統(tǒng)制造商聯(lián)合會(huì),并不斷完善了設(shè)備安裝工程互聯(lián)網(wǎng)。歐洲我國(guó)以瑞士、瑞典和奧地利等國(guó)家為意味著,大力發(fā)展地源熱泵系統(tǒng)采暖和工業(yè)制冷,國(guó)家政府采用了相對(duì)的優(yōu)惠政策和維護(hù)現(xiàn)行政策,促使地源熱泵系統(tǒng)生和應(yīng)用范疇快速擴(kuò)張,這推動(dòng)了地源熱泵技術(shù)的完善。這一時(shí)期美國(guó)的地源熱泵系統(tǒng)生產(chǎn)制造和營(yíng)銷(xiāo)推廣速率迅速,技術(shù)性出現(xiàn)了飛躍性的發(fā)展趨勢(shì),變成全世界地源熱泵系統(tǒng)生產(chǎn)制造和采用的首要強(qiáng)國(guó)。
地源熱泵系統(tǒng)真真正正含義的行業(yè)運(yùn)用盡管已經(jīng)有二三十年的歷史時(shí)間,發(fā)展趨勢(shì)非??焖佟H缑绹?guó),截止到1985年全國(guó)各地一共有1.4萬(wàn)部地源熱泵系統(tǒng),到2000年有40萬(wàn)部,2004年做到67萬(wàn)部,205年已做到100萬(wàn)部。美國(guó)政府機(jī)構(gòu)根據(jù)十幾年的調(diào)查把地源熱泵系統(tǒng)列入我國(guó)公共方案。美國(guó)政府部門(mén)已經(jīng)支助了十幾項(xiàng)重要的地源熱泵系統(tǒng)試驗(yàn)示范工程,并在全國(guó)各地大范疇激勵(lì)市政工程單位和民辦學(xué)校、醫(yī)院門(mén)診等首先安裝地源熱泵系統(tǒng)供暖和制冷機(jī)組。
在歐洲,瑞典、瑞士、奧地利、德國(guó)等我國(guó)關(guān)鍵運(yùn)用淺表層地?zé)豳Y源,地底土壤層埋風(fēng)機(jī)盤(pán)管(基礎(chǔ)埋深低于400m)的地源熱泵系統(tǒng),用以房間內(nèi)木地板輻射源采暖及給予日常生活開(kāi)水。據(jù)1999年的統(tǒng)計(jì)分析。在家庭用的供暖設(shè)備中,地源熱泵系統(tǒng)所占占比,瑞士為96%,奧地利為38%,丹麥為27%。與此同時(shí),中、北歐海地源熱泵的探討和運(yùn)用也比較多。
中國(guó)最開(kāi)始在20世際50時(shí)代就曾在上海、天津等地試著夏取冬灌的方法提取地表水致冷,天津大學(xué)熱能研究所呂燦仁專(zhuān)家教授就進(jìn)行了在我國(guó)熱泵機(jī)組的最開(kāi)始科學(xué)研究,1965年研制中國(guó)第一臺(tái)水冷器熱泵空調(diào)機(jī)。2006年,建設(shè)部貫徹實(shí)施了《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》。沈陽(yáng)做為我國(guó)建設(shè)部明確的地源熱泵技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)推廣試點(diǎn)城市,到2010年底,完成我市地源熱泵技術(shù)運(yùn)用總面積約占采暖占地面積的1/3。
地源熱泵系統(tǒng)關(guān)鍵分三一部分:戶(hù)外地能傳熱系統(tǒng)軟件、地源熱泵系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組和房間內(nèi)供暖空調(diào)末端系統(tǒng)軟件。在其中地源熱泵系統(tǒng)空氣能熱泵機(jī)組關(guān)鍵有2種方式:水-水式和水-氣體式。三個(gè)系統(tǒng)軟件中間靠水或氣體傳熱物質(zhì)完成發(fā)熱量的傳送,地源熱泵系統(tǒng)與地能中間傳熱媒介為水,與房屋建筑供暖空調(diào)末端傳熱物質(zhì)可以是水或氣體。地源熱泵系統(tǒng)空氣能熱泵機(jī)組關(guān)鍵由制冷壓縮機(jī)、冷卻器、冷凝器和空調(diào)膨脹閥四部份構(gòu)成,根據(jù)讓液體蒸汽參數(shù)(冷媒或氟利昂)持續(xù)進(jìn)行:揮發(fā)(汲取自然環(huán)境中的發(fā)熱量)→縮小→冷疑(釋放發(fā)熱量)→節(jié)流閥→再揮發(fā)的熱力循環(huán)全過(guò)程,進(jìn)而將自然環(huán)境里的熱能遷移到水里。制冷壓縮機(jī)起著縮小和運(yùn)輸循環(huán)系統(tǒng)蒸汽參數(shù)從超低溫低電壓處到超高壓高溫處的功效,是熱泵機(jī)組(致冷)系統(tǒng)軟件的心血管;冷凝器是輸出制冷量的機(jī)器設(shè)備,它的功能是使經(jīng)單向節(jié)流閥注入的冷媒液態(tài)揮發(fā),以消化吸收被制冷物件的發(fā)熱量,做到致冷的目地;冷卻器是輸出發(fā)熱量的機(jī)器設(shè)備,從冷凝器中吸取的發(fā)熱量連著制冷壓縮機(jī)耗費(fèi)功所轉(zhuǎn)換的熱能在冷卻器中被制冷物質(zhì)帶去,做到制暖的目地;空調(diào)膨脹閥對(duì)循環(huán)系統(tǒng)蒸汽參數(shù)具有節(jié)流閥降血壓功效,并調(diào)整進(jìn)到冷凝器的循環(huán)系統(tǒng)蒸汽參數(shù)總流量。依據(jù)熱學(xué)第二基本定律,制冷壓縮機(jī)所耗費(fèi)的功(電磁能)具有賠償功效,使循環(huán)系統(tǒng)蒸汽參數(shù)不斷從超低溫自然環(huán)境中吸熱反應(yīng),并向高溫自然環(huán)境放熱反應(yīng),周而往復(fù)式地開(kāi)展循環(huán)系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)如下圖所示。
地源熱泵系統(tǒng)有下述特性:
(1)翠綠色清理,經(jīng)濟(jì)發(fā)展高效率。地源熱泵系統(tǒng)根據(jù)耗費(fèi)少許電磁能,可從土壤層、地面水、地表水等淺表層地暖中取出4~6倍于本身所耗費(fèi)電量的動(dòng)能開(kāi)展運(yùn)用。與基本冷熱原系統(tǒng)軟件對(duì)比,地源熱泵系統(tǒng)的動(dòng)能利用率總體可增強(qiáng)30%上下,大大減少了體系運(yùn)轉(zhuǎn)耗能和花費(fèi),并且除完成致冷、制暖作用外,一套系統(tǒng)軟件可并且完成日常生活開(kāi)水的制得。
(2)運(yùn)作平穩(wěn)。因?yàn)闇\表層地暖的溫度比較穩(wěn)定,水源熱泵機(jī)組吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)受外部氣侯干擾小,其運(yùn)作情況比別的空調(diào)通風(fēng)設(shè)備更平穩(wěn),可防止基本中央空調(diào)當(dāng)外部溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)運(yùn)作不穩(wěn)定的問(wèn)題。