用地源热泵有哪些好处?
地源热泵优点:
1、地源热泵技术属可再生能源利用技术
地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能(EarthEnergy,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
2、地源热泵属经济有效的节能技术
地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定,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比传统空调系统运行效率要高40%,因此要节能和节省运行费用40%左右。另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。
据美国环保署EPA估计,设计安装良好的地源热泵,平均来说可以节约用户30~40%的供热制冷空调的运行费用。
3、地源热泵环境效益显著
地源热泵的污染物排放,与空气源热泵相比,相当于减少40%以上,与电供暖相比,相当于减少70%以上,如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂,但比常规空调装置减少25%的充灌量;属自含式系统,即该装置能在工厂车间内事先整装密封好,因此,制冷剂泄漏机率大为减少。该装置的运行没有任何污染,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。
4、地源热泵一机多用
应用范围广地源热泵系统可供暖、空调,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或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的采暖、空调。
5、地源热泵空调系统维护费用低
在同等条件下,采用地源热泵系统的建筑物能够减少维护费用。地源热泵非常耐用,它的机械运动部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安装在室内,从而避免了室外的恶劣气候,其地下部分可保证50年,地上部分可保证30年,因此地源热泵是免维护空调,节省了维护费用,使用户的投资在3年左右即可收回。
此外,机组使用寿命长,均在15年以上;机组紧凑、节省空间;自动控制程度高,可无人值守。
地源热泵还不错。
地源热泵技术属可再生能源利用技术。由于地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。
地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
地源热泵属经济有效的节能技术。其地源热泵的COP值达到了4以上,也就是说消耗1KWh的能量,用户可得到4KWh以上的热量或冷量。
地源热泵环境效益显著。其装置的运行没有任何污染,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。
地源热泵一机多用,应用范围广。地源热泵系统可供暖、空调,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或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的采暖。
地源热泵空调系统维护费用低。地源热泵的机械运动部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安装在室内,从而避免了室外的恶劣气候,机组紧凑、节省空间;自动控制程度高,可无人值守。
1、稳定性好:地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定,常年保持在较适宜的10-20℃范围内,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低。这种地能温度较恒定的特性,使得热泵机不会受到外界气候的影响,组运行更可靠、稳定,不会出现普通空调供热不足,甚至不能制热的问题。
2、节能高效:地源热泵系统主要利用地下恒定的能量,以电力为辅,节能高效。在冬季运行的时候,地源热泵电能转化率为百分之百,而常规中央空调为了维持正常运转,需要将将近40%的电能用于化霜,仅有60%的电能正常转化为热能,这使得地源热泵空调比传统中央空调节能40%~50%左右。除了比传统空调节能外,地源热泵还比锅炉采暖节能50%左右,比电采暖节能60%左右。
3、使用寿命长:地源热泵系统非常的可靠耐用,它的机械运动部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安装在室内,一般室外地下换热部分寿命为50年,地上热泵机组寿命为25年。热泵主机系统安装于室内,没有风吹、日晒、雨淋、不用频繁的清洗,使用寿命比仅有10年的普通空调高出一倍。
4、一机多用:地源热泵系统可供暖、空调制冷,还可提供生活热水,一机多用,一套系统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,一步到位,高效便捷。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物,如宾馆、居住小区、商场、学校等建筑,小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖。
5、环保可再生:地源热泵的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,在供热时,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,不会产生城市热岛效应,对环境非常友好。并且,地源热泵属于可再生能源,符合能源可持续性发展的趋势,是理想的绿色环保产品。
电冰箱。
地源热泵的工作原理与家用电冰箱相同,通过制冷在蒸发器、压缩机、冷疑器和膨胀阀等部件中气相变化的循环,将低温物体的热量传递到高温物体中去。
地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术,是热泵的一种,热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。
地源热泵的优点
1、地源热泵技术属可再生能源利用技术
地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
2、地源热泵属经济有效的节能技术
地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定,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比传统空调系统运行效率要高40%,因此要节能和节省运行费用40%左右。
3、地源热泵一机多用
应用范围广地源热泵系统可供暖、空调,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或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的采暖、空调。
地源热泵对比传统空调优势
1.一机三用:地源热泵可以拥有供暖、供冷和供生活热水三种功能,实现一台机器完成三台传统设备完成的功能。传统空调只能实现单一的制冷或者制热,无法提供生活热水,同时在舒适度方面,地源热泵比传统空调要舒适很多。
2.节能环保:传统空调采用的制冷剂为氟利昂(R22),其主要成分对于空气环境有一定的破坏性,同时因为传统空调的制冷或制热效率较低,在耗能方面十分严重。地源热泵利用的是地球土壤地热资源为冷热源,实现夏季和冬季的制冷和采暖,对于自然环境是没有破坏的。地源热泵属于清洁可再生能源。
3.使用寿命长:传统空调的使用寿命只有5-8年的时间,因为管路老化以及设备零部件的磨损,在接近使用年限的时候,空调的能耗会加剧,更加耗能。地源热泵则十分耐用,由于部分零部件是安装在室内,其运动部件较少,而地下换热器可以保证工作50年,这是与房屋建筑寿命同期的。
地源热泵技术属可再生能源利用技术。由于地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
空气源热泵是一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置。
地源热泵是陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源(如电能)实现由低品位热能向高品位热能转移的装置。
2、作用对象不同
空气源热泵作用对象是空气
地源热泵作用对象是陆地浅层能源
空气源热泵
地源热泵
扩展资料:
空气源热泵特点
(1)空气源热泵系统冷热源合一,不需要设专门的冷冻机房、锅炉房,机组可任意放置屋顶或地面,不占用建筑的有效使用面积,施工安装十分简便。
(2)空气源热泵系统无冷却水系统,无冷却水消耗,也无冷却水系统动力消耗。另外,冷却水污染形成的军团菌感染的病例已有不少报导,从安全卫生的角度,考虑空气源热泵也具有明显的优势。
(3)空气源热泵系统由于无需锅炉、无需相应的锅炉燃料供应系统、除尘系统和烟气排放系统,系统安全可靠、对环境无污染。
参考资料来源:搜狗百科-空气源热泵
参考资料来源:搜狗百科-地源热泵
地源热泵系统(Ground-source Heat Pump System)指以岩土体、地下水或地表水为低温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。
我们先来了解一下“热泵”。热泵(制冷机):是通过做功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。热泵利用的低温热源通常是环境(大气、地表水和大地)或各种废热,由热泵从这些热源吸收的热量属于可再生的能源。热泵是一项利用可再生能源、保护环境的可持续发展技术。利用大地(土壤、地层、地下水)作为热源的热泵,可称之为地源热泵。
二
特点
1、节能高效
在耗电量相同的条件下,分别提高夏季供冷量或冬季的供热量,能效比EER:3.9-6,即夏季投入1KW电能可得3.9-6KW热能, 性能系数COP=2.65-5即冬季投入1KW电能,可得到3.0-5KW左右的热能;并且地埋管热交换器不需要除霜,减少了结霜和除霜的能耗。
2、性能稳定
地下温度稳定:地下的平均温度基本稳定在16度到22度之间,不受室外环境空气变化温度影响,主机制冷热稳定,不会出现空气源热泵越是在需要空调的情况下越不好。
3、投资回报高
地源热泵系统作为楼宇空调系统,其运行费用可大大降低。用地源热泵系统供暖或制冷时,根据不同的地域、气候、资源、环境,运行费用可比传统中央空调系统降低25%-50%;可供暖、空调,还可在春夏秋采用热回收免费供生活热水做到冷暖热水三合为一 ;一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统,减少设备初投资;地源热泵系统初投资增量回收期约2.5-8年不等。
4、可再生能源利用技术
地表土壤和水体,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多。地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的均衡。对太阳能二次利用,符合可持续性发展趋势不受地域、资源等限制
5、环保
污染物排放与空气源热泵相比减少40%以上,与电供暖相比减少70%。没有燃烧、排烟,也没有废弃物,且不用远距离输送热量,是真正的环保型空调。夏季不会向建筑周围空气放热是环境空气温度升高,冬季不会从建筑物周围空气吸热降低环境空气温度。机组的埋地换热器可以布置在花园、草坪及建筑物周围地下,不占建筑面积。
6、安全、寿命长
地源热泵非常耐用,机械运动部件(主机为工厂整体组装)非常少,所有的部件埋在地下或是安装在室内,从而避免了室外的恶劣气候,系统采用闭式循环减少腐蚀、污染与结垢,延长设备使用寿命,同时系统维护费用低;地下部分(PE管)可保证50年(免维护),需要维护的主要是水泵与室内管道与室内机---维护简单工作量小,节省维护费用;地源热泵机组正常寿命是25年。
7、应用范围广
适用广:可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑等需要空调的新建、改建、扩建项目,更适合于别墅住宅的采暖、空调;
缺
点
①如果利用不合理,可能对地下水造成严重的污染。
②如果地下水被大量抽取后不能够及时回灌可能造成地面下沉,造成地面上的建筑物损坏。
③不太适用于:建筑密度很大的地方,地质条件比较恶劣的地区(如:地下岩层比较厚和硬)
三
应用与发展
地源热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文献中。
开放式地下水热泵系统在20世纪30年代被成功应用。
20世纪50年代欧洲和美国掀起了研究地源热泵的第一次高潮,美国爱迪生电子学院最早研究闭式环路热泵系统,印地安纳洲的印地安纳波利斯是最早安装闭式环路地源热泵系统的。
直到20世纪70年代,世界石油危机使得人们关注节能、高效用能,地源热泵的研究进入了又一次高潮,这时瑞典的研究人员开始将塑料管应用在闭式环路地源热泵系统上,地源热泵的推广应用迅速展开。
经过近50年的发展地源热泵技术在北美和欧洲已非常成熟,是一种被广泛采用的热泵空调系统。针对地源热泵机组、地热换热器,系统设计和安装有一整套标准、规范、计算方法和施工工艺。
到2019年底,美国有超过3万台系统在家庭、学校和商业建筑中应用,另据地源热泵协会统计,美国有600多所学校安装有地缘热泵技术。
04
工作原理
作为自然现象,正如水由高处流向低处那样,热量也总是从高温流向低温,用著名的热力学第二定律准确表述:“热量不可能自发由低温传递到高温”。但人们可以创造机器,如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样,采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以地源热泵实质上是一种热量提升装置,它本身消耗一部分能量,把环境介质中贮存的能量加以挖掘,提高温位进行利用,而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低,这就是地源热泵节能的原理。
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。
冬季地源热泵工作原理
冬天热泵中制冷剂正向流动,压缩机排出的高温高压气体进入冷凝器向集水器中的水放出热量,相变为高温高压的液体,再经热力膨胀阀节流降压变为低温低压的液体进入蒸发器,从地下循环液中吸取低温热后相变为低温低压的饱和蒸汽后进入压缩机吸气端,由压缩机压缩排出高温高压气体完成一个循环。如此循环往复将地下低温热能“搬运”到集水器,从而不断的向用户提供45℃-50℃的热水。
夏季地源热泵工作原理
夏天热泵中制冷剂逆向流动,与用户换热的冷凝器变为蒸发器从集水器中的低温水(7℃-12℃)提取热能,与地下循环液换热的蒸发器变为冷凝器向地下循环液排放热量,循环液中热量再向地下低温区排放,如此循环往复连续地向用户提供7℃-12℃ 的冷水。
污水源热泵系统是利用污水(生活废水、工业废水、矿井水、河湖海水、工业设备冷却水、生产工艺排放的废水),通过污水换热器与中介水进行换热,中介水进入热泵主机,主机消耗少量的电能,在冬天将水资源中的低品质能量"汲取"出来,经管网供给室内采暖系统、生活热水系统夏天,将室内的热量带走,并释放到污水中,给室内制冷并制取生活热水。