地源熱泵系統主要分三部分:室外地能換熱系統、地源熱泵機組和室內采暖空調末端系統。其中地源熱泵機組主要有兩種形式:水-水式和水-空氣式。三個系統之間靠水或空氣換熱介質進行熱量的傳遞,地源熱泵與地能之間換熱介質為水,與建筑物采暖空調末端換熱介質可以是水或空氣。地源熱泵機組主要由壓縮機、冷凝器、蒸發器和膨脹閥四部分組成,通過讓液態工質(制冷劑或冷媒)不斷完成:蒸發(吸取環境中的熱量)→壓縮→冷凝(放出熱量)→節流→再蒸發的熱力循環過程,從而將環境里的熱量轉移到水中。壓縮機起著壓縮和輸送循環工質從低溫低壓處到高溫高壓處的作用,是熱泵(制冷)系統的心臟;蒸發器是輸出冷量的設備,它的作用是使經節流閥流入的制冷劑液體蒸發,以吸收被冷卻物體的熱量,達到制冷的目的;冷凝器是輸出熱量的設備,從蒸發器中吸收的熱量連同壓縮機消耗功所轉化的熱量在冷凝器中被冷卻介質帶走,達到制熱的目的;膨脹閥對循環工質起到節流降壓作用,并調節進入蒸發器的循環工質流量。根據熱力學第二定律,壓縮機所消耗的功(電能)起到補償作用,使循環工質不斷地從低溫環境中吸熱,并向高溫環境放熱,周而往復地進行循環。地源熱泵系統如圖所示。 熱泵在能源的節約和環境保護方面起著重大的作用。上海中央空調熱泵熱風機
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空調和水源熱泵在制冷劑的選擇上確實存在一些差異,這些差異主要體現在制冷劑的種類、特點以及對環境的影響等方面。以下是詳細的比較:制冷劑種類空調制冷劑:當前能用作空調制冷劑的物質有80多種,常用的是氨、氟里昂類、水和少數碳氫化合物等。特別地,氟里昂類中的R22曾經被使用,但由于其對臭氧層的破壞較大,已經被禁止使用。水源熱泵制冷劑:也采用了多種制冷劑,但針對其特殊的工作原理和應用環境,對制冷劑的要求有所不同。R22作為一種氟利昂制冷劑,在水源熱泵中也有應用,但同樣因其對臭氧層的破壞而被限制使用。近年來,環保型制冷劑如R407C和R410A在水源熱泵中得到了更多的應用。
空氣能熱泵機組運行時為什么會節能?其實原因很簡單,熱泵壓縮機把低溫低壓氣態冷媒轉換成高溫氣態,壓縮機壓縮功能轉化的熱能為Q1,高溫的氣態冷媒與水進行熱交換,的冷媒在常溫下被冷卻、冷凝為液態。這過程中,冷媒放出熱能用來加熱水,使水升溫變成熱水。水吸收的熱能為Q3,液態冷媒通過膨脹閥減壓,壓力下降,回到比外界低的溫度,具有吸熱蒸發的能力。低溫低壓的液態冷媒經過蒸發器(空氣熱交換器)吸收空氣中的熱能自身蒸發,由液態變為氣態,冷媒從空氣中吸收的熱能為Q2。吸收了熱能的冷媒變成低溫低壓氣體,再由壓縮機吸入進行壓縮,如此往復循環,不斷地從空氣中吸熱,而在水側換熱器放熱,制取熱水。這個循環過程由空氣能熱泵(主機)機組來完成。空氣能熱泵作為集熱并轉移熱量的系統裝置,可以把壓縮機所消耗的電力變為比電熱多4~6倍的熱能(即Q1+Q2=Q3的道理),這也是空氣能熱泵為什么能節能的原理詳解。據報導新型的熱泵的制冷系數可6到8如果這一數值能夠得到普及的話,這意味著能源將得到更有效的利用。
由一臺或幾臺壓縮機共用一臺水側換熱器的機組稱為整體式機組)和模塊化機組(由幾個模塊組成的機組,稱為模塊化機組)。[2]空氣源熱泵特點編輯空氣源熱泵具有如下特點[2]:(1)空氣源熱泵系統冷熱源合一,不需要設專門的冷凍機房、鍋爐房,機組可任意放置屋頂或地面,不占用建筑的有效使用面積,施工安裝十分簡便。(2)空氣源熱泵系統無冷卻水系統,無冷卻水消耗,也無冷卻水系統動力消耗。另外,冷卻水污染形成的軍團菌的病例已有不少報導,從安全衛生的角度,考慮空氣源熱泵也具有明顯的優勢。(3)空氣源熱泵系統由于無需鍋爐、無需相應的鍋爐燃料供應系統、除塵系統和煙氣排放系統,系統安全可靠、對環境無污染。(4)空氣源熱泵冷(熱)水機組采用模塊化設計,不必設置備用機組,運行過程中電腦自動控制,調節機組的運行狀態,使輸出功率與工作環境相適應。(5)空氣源熱泵的性能會隨室外氣候變化而變化。(6)在我國北方室外空氣溫度低的地方,由于熱泵冬季供熱量不足,需設輔助加熱器。空氣源熱泵應用的適應性編輯我國疆域遼闊,其氣候涵蓋了寒、溫、熱帶,按我國《建筑氣候區劃標準》(GB50178-93),全國分為7個一級區和20個二級區。與此相應。熱泵的蒸發器的面積、蒸發器的換熱風量、翅片的間距都大于中央空調。宜興水源熱泵熱水工程
通常熱泵的制冷系數為3-4左右。上海中央空調熱泵熱風機
空氣源熱泵的優點包括:高效節能:它利用逆卡諾循環原理,從空氣中吸收熱量并將其搬運到室內,相比傳統的電加熱方式,其能效更高,節能效果明顯。安全穩定:無需消耗任何燃料,無明火、無燃燒、不漏電,運行效果更為安全穩定。智能方便:采用智能控制技術,能遠程操控,實時監控運行狀態,自行調整工作模式,節省人工成本。適應性強:能在寬環境范圍下運行制熱,給用戶提供了更省心的生活體驗。然而,空氣源熱泵也有一些不足之處,例如在某些極端低溫條件下,其制熱效果可能會受到影響,且購機的成本較高。上海中央空調熱泵熱風機
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