冷凝器工作原理图 试析环保节能地源热泵技术应用分析(2)

从能量转换角度来讲，热泵机组压缩机将电能变为机械能，再将机械能变成为热能。压缩机输出的总热能为压缩机电功率与压缩机吸收来自地下的热能之和，而地下热能远远大于压缩机的电功率。一般从地下水中提取的热能是压缩机电功率产生热能的4~5倍，因此热泵机组的能效比约为4.5，而电锅炉的能效比为0.9~0.98。

2.2.3制冷原理

图2是地源热泵制冷系统原理。热泵的制冷工作原理与图1所示相同，制冷剂回路保持不变。但通过转换阀门将室内空调末端系统(即制冷回路)连接在蒸发器的吸热端;室外地源换热系统连接在冷凝器的放热端。热泵机组制冷时，压缩机将吸热端吸人的低温低压制冷剂气体经压缩后变成高温高压制冷剂气体排人冷凝器后，被接在冷凝器侧地下水系统冷却变成中温中压制冷剂液体。制冷剂液体通过膨胀阀节流减压后，进人蒸发器进一步膨胀、蒸发、吸热，使制冷剂由液体变成气体又被压缩机吸热端吸人。再经压缩机压缩后，又变成高温高压制冷剂气体排人冷凝器，同时也将蒸发器侧的室内空调末端系统(即空调房间)的热量源源不断地经放热端的冷凝器排人地下水中。吸收了水中热量的制冷剂液体蒸发后又由液态变成气态被压缩机吸人、压缩、放热。周而复始、循环往复完成了制冷。

将地源热泵系统制冷时产生的废热回收，可制成50--55℃生活用热水，节省用于制热水耗用的燃油或煤，对空气无污染，达到制热水不耗能的节能效果;同时由于制出的冷冻水可补充到回水系统中，以降低回水系统的回水温度，从而提高了制冷效率，降低了制冷系统的耗电量。

3地源热泵的分类

按照冷热源的不同，可将地源热泵系统分为以利用土壤作为冷热源的土壤源热泵、以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统和以利用地表水为冷热源的地表水热泵系统3类。

3.1土壤源热泵

土壤源热泵是利用地下岩土层中热量进行闭路循环的热泵系统。热泵的换热器埋于地下，与大地进行冷热交换。它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在密闭地下埋管中的流动，实现系统与大地之间的传热。冬季供热时，流体从地下收集热量，再通过系统把热量带到室内。夏季制冷时系统逆向运行，即从室内带走热量，再通过系统将热量送到地下岩土层中。

地下热交换器的布置形式主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管3类。

垂直埋管换热器通常采用的是U型方式，按其埋管深度可分为浅层(小于30 m)，中层(30~100 m)和深层(大于100 m)3种。垂直埋管换热器热泵系统占地面积小、需要的管材少、泵耗能低，单位管长换热量高于水平埋管，但造价相对要高。水平埋管换热器有单管和多管2种形式，一般埋设深度为1.5-3.0 m。水平埋管换热器造价相对低，目前广泛使用。但需要较大场地、运行性能不稳定、泵耗能高、系统效率较低。蛇行埋管换热器比较适用于场地有限的情况。虽然挖掘量只有单管水平埋管换热器的20%~30%，但用管量会明显增加。这种方式的特点类似水平埋管换热器。

3.2地下水源热泵

地下水源热泵系统的热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。最常用的系统形式是采用一侧连接地下水，一侧连接热泵机组(板式换热器)。早期的地下水系统采用单井系统，即将地下水经过板式换热器换热后直接排放。其缺点是既浪费地下水资源，又容易造成地层塌陷，甚至引起地质灾害。后来产生了双井系统，一个井抽水，一个井回灌。地下水热泵使用最多的是深为50 m以内的浅井，其优点是造价比土壤源热泵低、水井与水井之间很紧凑、占地面积小、技术比较成熟。缺点是可供的地下水有限、水处理要求严格、抽取的地下水全部回灌并且不能受到污染。现在更多采用的是1抽2回或2抽3~4回技术，这种技术目前沈阳等城市采用较多。

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/dianqi/article-73321-2.html