清洁技术入门

地源热泵

地源热泵也被称为水源热泵、地源热泵、地耦合热泵或地交换热泵。

它们使用地球的恒定温度作为交换介质,而不是外部的空气温度。这使得系统在寒冷的冬夜达到300%至600%的高效率,而空气源热泵的效率为175%至250%。

像任何其他热泵,地热和水源热泵也可以加热,冷却和供应热水的家庭用途。一些地热系统模型配备了可变风扇和双速压缩机。

地热热泵的类型

以下是地热热泵的基本类型:

闭环系统

一些地热热泵采用一个闭环循环的防冻液。该闭环由塑料管制成,要么埋在地下,要么浸在水中。

热量通过热交换器在闭环中的防冻液和热泵中的制冷剂之间传递。闭环可以在垂直、水平或湖泊/池塘配置中识别。

然而,在直接交换热泵中,制冷剂通过埋在地下的铜管以垂直或水平配置泵送,而不使用换热器。直接交换系统具有更大的压缩机,他们可以有效地运行在潮湿的土壤。

  • 水平—适合住宅应用,性价比更高。它由4英尺深的沟渠和两根管道组成,一根埋在6英尺处,另一根埋在4英尺处。两根管道埋在地下5英尺处。
  • 垂直-这种类型的安装最适合大型商业建筑或学校,因为水平循环所需的空间更大。垂直循环用于浅层土壤的挖沟,因为它们减少了对现有景观的干扰。在垂直系统中,井眼深度为100 ~ 400英尺,间隔约20英尺。两根底部用u型弯连接的管子插入这些孔中。垂直回路与沟渠中的水平管道和建筑物中的热泵相连。
  • 池塘/湖-对于水体充足的场地,这可能是最便宜的选择。为了防止结冰,从建筑物到水面的地下供应管道被盘绕到至少8英尺以下。然后,这些线圈被放置在满足水质、深度和最小体积标准的水源中。

开环系统

这种类型的系统采用地表水或井水作为热交换流体通过热泵系统循环。

水循环后通过井、地表排放井或回灌井回到地面。

混合动力系统

使用不同地热资源的混合系统或地热资源与室外空气的组合是另一种选择。当冷却需求大于加热需求时,这种方法是有效的。这是开环系统的一种变体,即钻一口或多口直井。水从立柱的底部被抽出,然后返回。在加热和冷却高峰期间,系统可以排出一部分回水,导致水流入柱。排液机构在排热时冷却柱,在提取热时加热柱,并减少所需的孔深。

地热热泵是如何工作的?

以下是地源热泵的基本要素:

  • 地面回路由埋在建筑物附近地下的充满液体的塑料管组成。它可以用来捕捉和排斥热量到地面,以温暖或冷却建筑物。
  • 消除管道中流体的热量,集中热量并将热量传递给建筑物。
  • 以风管/地板辐射系统为形式的空气输送系统,将冷热空气分布在整个建筑物内。

地源热泵的工作原理更像一台冰箱,它有几个额外的阀门,可以让热交换流体按照两种不同的路径加热和冷却。

它从温暖的地区吸收热量,并将热量交换到寒冷的地区,反之亦然。它利用电力来加热和冷却,就像传统的热泵一样。它还利用地球的恒定温度在冬天作为热源,在夏天作为热源。

在冬天,流体通过地下管道循环被地球加热。然后,热量被热泵捕获和集中,然后通过建筑物的管道系统进行分配。

在夏季,热泵将室内空气中的热量转移到地下回路,相对传输到较冷的地面。

此外,从室内空气中提取的热量可以用来加热游泳池或水,而不是直接传递到地面。

地热热泵的好处

地热热泵的一些主要优点包括:

  • 它们比传统的冷却或加热系统少使用近25%到50%的电力。
  • 低环境影响
  • 高可靠性和耐用性
  • 它们具有更大的设计灵活性,可以在新的和改造的条件下安装。
  • 低维护和运行成本

地热热泵的缺点

地源热泵的局限性包括:

  • 安装地热热泵的成本是非常高的,即使额外的成本将在几年内返回到节能。
  • 安装管道所需的面积可能很大,因此不适合小型开发项目。

参考文献

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