热泵空调系统的原理及主要特点
热泵空调系统的性能分析及优化

热泵空调系统的性能分析及优化一、引言随着人们对环保意识的逐步提高,热泵空调系统因其节能、环保的特点得到了广泛应用。
然而,如何进一步提高热泵空调系统的性能,是我们需要探讨的问题。
本文将从热泵空调系统的组成原理、优化方案和性能分析三个方面入手,探讨热泵空调系统的性能分析及优化。
二、热泵空调系统的组成原理热泵空调系统由室外机(外机)和室内机(内机)两部分组成,通过室内机的换热器与室外机的换热器相连接,实现制冷或制热的功能。
室内机的换热器一般为蒸发器,室外机的换热器一般为冷凝器,通过压缩机和膨胀阀等部件,将低位能量的热量从室内传递到室外,同时将高位能量的热量从室外传递到室内。
三、热泵空调系统的优化方案1.采用高效热泵对于热泵空调系统来说,热泵的效率对整个系统的性能起到至关重要的作用。
因此,我们可以采用高效的热泵,如采用变频压缩机、高效的蒸发器等,来提高热泵空调系统的性能。
2.优化室内外机的设计在室内外机的设计上,我们可以采用多机组联合运行的方式,来提高系统的性能。
同时,我们还可以通过增加换热面积、调整管径、增加换热器数量等方式,来优化室内外机的设计。
3.优化制冷剂的选择在制冷剂的选择上,我们应该选择环保、高效的制冷剂,如R32、R410A等。
同时,我们还可以通过减少制冷剂的使用量、采用返送制冷方式等方式,来优化制冷剂的使用。
四、热泵空调系统的性能分析1.能效比能效比是热泵空调系统的主要性能指标之一,它反映了热泵空调系统的制冷或制热效率。
能效比越高,系统的能耗越低。
2.制冷量制冷量也是热泵空调系统的重要性能指标之一,它反映了系统的制冷能力。
制冷量越大,系统的制冷能力越强。
3.制热量制热量也是热泵空调系统的重要性能指标之一,它反映了系统的制热能力。
制热量越大,系统的制热能力越强。
4.噪音噪音是热泵空调系统的一个明显的缺点,它会影响到用户的使用体验。
在热泵空调系统的性能分析中,我们也需要考虑噪音的问题。
五、热泵空调系统的优化实验为了验证优化方案的可行性,我们进行了热泵空调系统的优化实验。
水环热泵空调系统的工作原理

水环热泵空调系统的工作原理
水环热泵空调系统是一种高效、节能的空调系统,其工作原理是利用水作为传热介质,通过热泵循环系统将室内的热量转移到室外,从而实现室内温度的调节。
水环热泵空调系统由室内机、室外机、水泵、水箱、水管等组成。
室内机通过水管连接水泵和水箱,将室内的热量吸收并传递给水泵,水泵将热水送至室外机,室外机通过热泵循环系统将热量释放到室外空气中,从而实现室内温度的降低。
具体来说,水环热泵空调系统的工作原理如下:
1.制冷模式下,室内机通过水管将室内的热量吸收并传递给水泵,水泵将热水送至室外机的蒸发器中,蒸发器中的制冷剂吸收热量并蒸发,从而将热量带走,室内的温度得到降低。
2.制热模式下,室内机通过水管将室内的热量吸收并传递给水泵,水泵将热水送至室外机的冷凝器中,冷凝器中的制热剂吸收热量并凝结,从而释放热量,室内的温度得到升高。
3.除湿模式下,室内机通过水管将室内的湿气吸收并传递给水泵,水泵将湿气送至室外机的蒸发器中,蒸发器中的制冷剂吸收湿气并蒸发,从而将湿气带走,室内的湿度得到降低。
水环热泵空调系统具有以下优点:
1.高效节能:水作为传热介质,传热效率高,能够实现高效节能。
2.环保节能:采用热泵循环系统,不需要燃烧化石燃料,减少了二氧化碳等有害气体的排放,具有环保节能的优点。
3.舒适性好:水环热泵空调系统能够实现精确的温度控制,室内温度稳定,舒适性好。
4.安装方便:水环热泵空调系统的安装相对简单,不需要大规模的改造,适用于各种建筑类型。
水环热泵空调系统是一种高效、节能、环保、舒适的空调系统,其工作原理简单明了,具有广泛的应用前景。
水源热泵工作原理及特点

水源热泵工作原理及特点水源热泵是一种利用水源作为热源或冷源的热泵系统,通过循环流动的工质在水源和室内之间传递热量,实现室内空调和供暖的目的。
它是一种高效节能的取暖和制冷设备,具有以下几个特点:1. 工作原理水源热泵系统由蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀等组成。
工作过程如下:- 蒸发器:水源热泵通过水源中的低温热量将工质(一般为制冷剂)蒸发成气体,吸收水源中的热量。
- 压缩机:蒸发后的气体被压缩机压缩,使其温度和压力升高。
- 冷凝器:高温高压的气体通过冷凝器散热,释放热量给室内或者供暖系统。
- 节流阀:经过冷凝器散热后的气体通过节流阀降温,变成低温低压的液体,回到蒸发器继续循环。
2. 特点(1)高效节能:水源热泵利用水源中的低温热量进行加热,能够实现高效能的取暖和制冷。
相比传统的电加热或燃气锅炉,其能效比更高,能够节约能源消耗和运行成本。
(2)环保节能:水源热泵不直接燃烧燃料,减少了燃烧产生的废气和废物排放,对环境友好。
同时,由于其高效能的特点,减少了对自然资源的消耗。
(3)稳定性好:水源热泵可以根据室内的温度需求进行自动调节,保持室内温度的稳定性。
无论是夏季制冷还是冬季供暖,都能够提供稳定的温度和舒适的室内环境。
(4)灵活性强:水源热泵可以根据不同的水源条件进行选择,可以利用地下水、湖泊、河流等水源进行热交换。
同时,水源热泵也可以与其他能源设备结合使用,提高整体的能源利用效率。
(5)可靠性高:水源热泵系统结构简单,运行稳定可靠。
其主要组成部分都采用优质的材料和工艺,具有较长的使用寿命和较低的维护成本。
总结:水源热泵是一种利用水源作为热源或冷源的高效节能设备,通过循环流动的工质在水源和室内之间传递热量,实现室内空调和供暖的目的。
其工作原理简单明了,通过蒸发、压缩、冷凝和节流阀等过程,实现热量的传递和循环。
水源热泵具有高效节能、环保节能、稳定性好、灵活性强和可靠性高等特点,适用于各种建筑和环境条件,是一种理想的取暖和制冷设备。
多联机(热泵)空调系统工作原理

多联机(热泵)空调系统工作原理在现代生活中,空调系统已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而随着科技的不断发展,多联机(热泵)空调系统作为一种能源高效、环保节能的空调系统正逐渐受到人们的青睐。
那么,多联机(热泵)空调系统是如何工作的呢?下面我们将深入探讨多联机(热泵)空调系统的工作原理。
多联机(热泵)空调系统是一种利用热泵技术来进行空气调节的系统。
它由室内机、室外机和一系列连接室内和室外机的管道组成。
室内机分布在不同的房间,而室外机负责产生和吸收热量。
其工作原理主要包括压缩、换热、蒸发和冷凝等过程。
室外机通过压缩机将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的气体,然后将其送入室内机。
室内机内部的蒸发器通过膨胀阀将高温高压的气体制冷剂放松,使其温度和压力降低。
制冷剂在蒸发器中吸收了室内空气的热量,并将其吸走。
这样,室内机会产生冷气,从而降低室内空气的温度。
随后,制冷剂再次被吸入到室外机的压缩机中进行循环。
在室外机中,制冷剂的温度和压力会升高,然后通过换热器将热量释放到外部空气中。
这样一来,制冷剂再次变成高温高压的气体,可以继续循环使用。
需要特别说明的是,多联机(热泵)空调系统还具有制热功能。
在制热模式下,室内机和室外机的热交换过程会相反,即室内机吸收外部空气中的热量,然后将其释放到室内空气中,从而提高室内空气的温度。
多联机(热泵)空调系统还能够实现变频调节和集中控制。
通过控制系统可以根据室内温度和需求来调节室内机和室外机的工作状态,以达到节能和舒适的效果。
而且,多联机系统可以将冷气和热气通过主机交换器进行互相传递,实现室内外的冷热空气的共享利用。
多联机(热泵)空调系统以其高效、安静、节能和环保的特点逐渐成为了当今家庭和商用空调系统的首选。
通过了解其工作原理,我们可以更好地理解这种现代空调系统的运行机制,并在使用过程中更加合理地进行操作和维护,从而达到更好的使用效果。
希望通过本文的介绍,读者们能够对多联机(热泵)空调系统有一个更深入的了解。
热泵空调原理

热泵空调原理
热泵空调是一种利用热泵技术实现制冷和供暖的空调系统。
它利用热泵循环原理,通过外界空气或地下水源等低品位热能,经过压缩、蒸发、冷凝等过程,将热量从低温区域转移到高温区域,实现室内空调温度的调节。
热泵空调具有能耗低、环保、安全、舒适等优点,被广泛应用于家庭、商业和工业领域。
热泵空调的工作原理主要包括蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀等关键部件。
首先,蒸发器吸收室内空气的热量,使制冷剂蒸发成为低温低压的气体。
然后,压缩机将低温低压的气体压缩成高温高压的气体,释放出热量。
接着,高温高压的气体通过冷凝器散发热量,冷凝成为高温高压的液体。
最后,制冷剂通过节流阀减压,重新进入蒸发器,完成循环。
热泵空调的制冷和供暖原理是相同的,只是在制冷模式下,热泵从室内吸收热量,将热量排出室外;在供暖模式下,热泵从室外吸收热量,将热量释放到室内。
这种双向热泵循环的工作原理使得热泵空调在不同季节和气候条件下都能有效地实现空调和供暖的功能。
热泵空调的节能原理主要体现在利用热泵循环过程中的热能转换。
由于热泵空
调利用外界低品位热能进行制冷和供暖,相比传统的电加热空调系统,能耗大大降低。
而且,热泵空调系统中的压缩机、蒸发器等关键部件采用先进的制冷技术和材料,提高了能效比,进一步减少了能耗。
总的来说,热泵空调利用热泵技术实现了空调和供暖的双重功能,具有能耗低、环保、安全、舒适等诸多优点。
随着节能环保理念的深入人心,热泵空调作为一种高效节能的空调系统,将在未来得到更广泛的应用和推广。
水源热泵工作原理及特点

水源热泵工作原理及特点水源热泵是一种采用地热能源进行采暖和制冷的热泵系统。
其工作原理是利用地下水或地下循环水来作为热源或冷源,运用热泵技术进行加热和制冷。
因此,其是一种高效、节能、环保的暖通空调系统。
水源热泵的特点:1. 独立控制:水源热泵的控制系统可以独立工作,无需依赖外部环境和系统。
这种方式使得水源热泵的控制逻辑更加灵活,可以依据季节、夜间或平峰时段等特殊情况提高或降低运行效率。
2. 全天候稳定的工作:与空气源热泵相比,水源热泵的热交换器不会受到环境温度的干扰,在冬季和夏季都可以保持稳定的工作状态。
这意味着水源热泵的效率更高,且能在全年的各种环境条件下提供稳定的空调服务。
3. 减少能量消耗:水源热泵的主要优势是可以在节省能源方面取得巨大的成果。
水源热泵系统可以减少能量消耗,从而降低使用成本,同时也有助于减少环境污染。
4. 长寿命:水源热泵的室内和室外两个部分相对独立,不会在同一位置发生机械磨损和损坏。
这样可以延长水源热泵的使用寿命,相比其他加热方式更加经济实惠。
水源热泵的工作原理:水源热泵使用地下水或地下循环水来作为热源或冷源。
在夏季,它会将系统内的冷媒制冷,并将冷媒通过水源热泵向外排放。
而在冬季,它将水源热泵内的冷媒加热,并通过室内吹风机送到室内供暖。
水源热泵主要由蒸发器、压缩器、冷凝器和节流阀等四部分组成。
当系统处于制热状态时,制热器中的制热介质会吸收外部热源的热量,然后通过蒸汽的运动来加热制冷介质。
加热后,制冷介质会在冷凝器中放出热量,从而实现加热的作用。
当系统处于制冷状态时,冷凝器中的对象会吸收内部的热量,然后通过制冷剂的运动来冷却内部的热量。
此时,蒸发器中的冷凝介质会通过节流阀扩散,从而使得室内温度下降。
总之,水源热泵是一种独立控制、全天候稳定、减少能量消耗、长寿命的空调系统。
它也是一种高效、节能、环保的供暖方式,是未来发展的趋势。
热泵空调系统的基本原理(一)

热泵空调系统的基本原理(一)热泵空调系统的基本原理什么是热泵空调系统?热泵空调系统是一种利用热泵原理,通过对空气中的热能进行提取和转移的空调系统。
它可以实现室内空气的制冷和制热,从而调节室内温度。
热泵空调系统的组成部分热泵空调系统由以下几个主要组成部分构成:1.压缩机:压缩机是热泵空调系统的核心部分,它通过压缩制冷剂,提高其压力和温度,使其在制冷和制热过程中能够吸收和释放热量。
2.蒸发器:蒸发器是热泵空调系统中的一个重要部件,它负责将制冷剂从液态转化为气态,吸收室内空气的热量,并将其传递给制冷剂。
3.冷凝器:冷凝器是热泵空调系统中与蒸发器相对应的部件,它负责将制冷剂从气态转化为液态,释放热量,并将其传递给室外环境。
4.膨胀阀:膨胀阀是控制制冷剂流动的部件,通过调节制冷剂的流量,实现对室内空气温度的调节。
热泵空调系统的工作原理热泵空调系统的工作原理可以分为四个主要步骤:1.压缩制冷剂:当热泵空调系统运行时,压缩机会对制冷剂进行压缩,提高其压力和温度。
2.蒸发吸热:高温高压的制冷剂进入蒸发器,与室内空气进行热交换,将空气中的热量吸收,并将制冷剂从液态转化为气态。
3.压缩升温:气态的制冷剂被压缩机再次压缩,温度进一步升高。
4.冷凝释热:高温高压的制冷剂经过冷凝器,与室外空气进行热交换,将热量释放,并将制冷剂从气态转化为液态。
之后,制冷剂经过膨胀阀,回到蒸发器,重新开始循环。
热泵空调系统的优势和应用热泵空调系统具有以下几个优点:•高效节能:热泵空调系统利用自然界存在的热能进行室内空气调节,相较于传统的空调系统,具有较高的能效比和能源利用率。
•环保节能:热泵空调系统不使用化石燃料,减少了对环境的污染,同时也减少了温室气体的排放。
•多功能性:热泵空调系统既可以实现室内空气的制冷,也可以实现室内空气的制热,提供了更加舒适的室内环境。
热泵空调系统广泛应用于住宅、商业建筑和工业领域,成为现代建筑领域的主流空调技术。
水源热泵工作原理及特点

水源热泵工作原理及特点水源热泵是一种利用水源地热能进行加热和制冷的系统。
它利用水源地的稳定温度来提供热能或冷能,从而实现室内空调和供暖的效果。
水源热泵系统由热泵机组、水源井、水泵、水箱、换热器、管道等组成。
下面将详细介绍水源热泵的工作原理及其特点。
一、工作原理1. 压缩机工作原理:水源热泵系统中的压缩机是核心部件。
它通过压缩制冷剂使其温度和压力升高,然后将高温高压的制冷剂通过换热器与水源进行热交换。
2. 换热器工作原理:换热器是水源热泵系统中的关键部件之一。
它通过与水源接触,将水源的热能转移到制冷剂上。
在供暖模式下,换热器将水源的热能传递给制冷剂,使制冷剂蒸发并吸收热量;在制冷模式下,换热器将室内空气的热量传递给水源,使制冷剂冷凝释放热量。
3. 水泵工作原理:水泵用于将水源抽送到换热器中,以实现热能的传递。
水泵通过电动机驱动,将水源从水井或水体中抽取出来,并将其送入换热器。
4. 控制系统工作原理:水源热泵系统的控制系统起到监测和控制整个系统的作用。
它可以根据室内温度和设定的温度要求,自动调整压缩机、水泵和风机的运行状态,以实现室内空调和供暖的效果。
二、特点1. 高效节能:水源热泵系统利用水源地的稳定温度,不需要像空气源热泵那样受到气温的影响,因此具有更高的热效率和制冷效率。
相比传统的电加热或燃气锅炉供暖系统,水源热泵系统能够节省能源,降低能耗。
2. 环保节能:水源热泵系统不需要燃烧燃料,减少了二氧化碳和其他有害气体的排放,对环境友好。
同时,水源热泵系统利用可再生能源,不会耗尽地下水资源,具有较低的环境影响。
3. 适应性强:水源热泵系统适用于各种建筑类型,包括住宅、商业建筑和工业厂房。
它可以满足不同区域和季节的供暖和制冷需求。
4. 稳定可靠:水源热泵系统利用水源地的稳定温度,不受气温和季节变化的影响,具有稳定可靠的运行特点。
同时,水源热泵系统的核心部件采用优质材料和先进技术制造,具有较长的使用寿命。
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热泵空调系统的原理及主要特点一、热泵与建筑空调(一)热泵空调系统的原理及主要特点1. 热泵原理热泵(制冷机)是通过作功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。
热泵与制冷机的工作原理和过程是完全相同的,从热力学的观点看都是热机工作过程的反循环。
热泵与制冷机在名称上的差别只是反映了在应用的目的上的不同:如果以得到高温的热量为主要目的,则一般称为热泵,反之则称为制冷机。
2. 主要特点建筑的空调系统一般应满足冬季的供热和夏季制冷两种相反的要求。
传统的空调系统通常需分别设置冷源(制冷机)和热源(锅炉)。
燃煤锅炉是最主要的大气污染源,中小型燃煤锅炉在城市中已被逐步淘汰;燃油和天然气的锅炉虽然减轻了对大气的污染,但排放的温室效应气体(CO2)仍造成环境问题,而且运行费用很高。
建筑空调系统由于必须有冷源(制冷机),如果让它在冬季以热泵的模式运行,则可以省去锅炉和锅炉房,不但节省了很大的初投资,而且全年仅采用电力这种清洁能源,彻底解决了大气污染的问题。
此外,采用热泵空调系统还可以兼顾生活热水供应,特别在制冷(空调)工况下可利用制冷的废热加热热水,不需额外消耗能量。
采用热泵为建筑物供热可以大大降低一次能源的消耗。
通常我们通过直接燃烧矿物燃料(煤、石油、天然气)产生热量,并通过若干个传热环节最终为建筑供热。
在锅炉和供热管线没有热损失的理想情况下,一次能源利用率(即为建筑物供热的热量与燃料发热量之比)不可能超过100%。
如果先利用燃烧燃料产生的高温热能发电,然后利用电能驱动热泵从周围环境中吸收低品位的热能,适当提高温度再向建筑供热,就可以充分利用燃料中的高品位能量,大大降低用于供热的一次能源消耗。
供热用热泵的性能系数,即供热量与消耗的电能之比,现在可达到3~4;火力发电站的效率可达35~58%(高值为燃气联合循环电站)。
采用燃料发电再用热泵供热的方式,在现有先进技术条件下一次能源利用率也可以达到200%以上。
用电热设备(例如电暖气、电锅炉,电辐射采暖)也可以把电能转变为热能,为什么还要用热泵呢?由于用电阻加热设备把电能转化为热能的性能系数(COP) 为1,而在火力发电厂中由燃料的化学能转化为电能总的效率约为32-50%;因此这种电阻加热方式总的一次能源利用率很低,是不经济的。
(二)空调热泵的分类及其优缺点以建筑物的空调(包括供热和制冷)为目的的热泵系统,其一个热源就是建筑物内部的环境,就其另一个热源的性质来分,现在常用的有空气源热泵、地下水源热泵和地源热泵等几大类。
在冬季供热工况下,室外空气、水或大地中的低品位热量通过热泵做功而提高温度以对建筑物供热。
1.空气源热泵空气源热泵利用室外的空气作为低温热源,系统最为简单,因而初投资最省,现有的家用冷暖空调器就是这样的空气源热泵。
空气源热泵的缺点是室外空气温度越低时供热量越小,特别是当空气温度低于-5℃时热泵就难以正常工作,需要用电或其他辅助热源对空气进行加热,热泵的效率大大降低。
此外,空气源热泵的蒸发器上会结霜,需要定期除霜,也损失相当大一部分能量。
2.地下水源热泵自上世纪90年代以来山东省等地开发了“地下水源热泵”空调技术,也称“地温空调”。
它抽取地下水在热泵中放出热量后再回灌到地下水层。
在热量的来源上它可归属于开式的地源热泵。
推广这种技术有明显的节能和保护大气环境的效益,对宣传和推动热泵技术在空调中的应用也起到了积极的作用。
但是,这种“地下水源热泵”技术也存在明显的先天缺陷。
首先,这种抽取地下水的办法需要有丰富的地下水为先决条件,如果地下水位较低,水泵的耗电将大大降低系统的效率。
此外,虽然理论上抽取的地下水将回灌到地下水层,但在很多地质条件下回灌的速度大大低于抽水的速度,造成地下水资源的流失。
即使能够把抽取的地下水全部回灌,怎样保证地下水层不受污染也是一个棘手的课题。
水资源是当前最紧缺、最宝贵的资源,任何对水资源的浪费或污染都是绝对不可允许的。
因此,对大面积推广这种技术应采取慎重的态度。
3.地源热泵另一种热泵利用大地作为热泵系统的热源的技术,可以称之为“地源热泵”,或“地埋管地源热泵”。
由于较深的地层中在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度,远高于冬季的室外温度,又低于夏季的室外温度。
因此地源热泵可克服空气源热泵的技术障碍,且效率大大提高。
此外,冬季通过热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热,同时使大地中的温度降低,即蓄存了冷量,可供夏季使用;夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地,对建筑物降温,同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。
这样在地源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用,进一步提高了空调系统全年的能源利用效率。
据测算,采用地源热泵供热时在济南地区的住宅在一个采暖季节的供热费用可在10元/m2以下,约为采用电锅炉或天然气锅炉供热时的费用的1/3。
夏季空调的电耗也大大减少。
简要的说,地源热泵空调系统主要优点是:环保节能,可持续发展;一机多用,节省建筑空间,无需冷却塔和室外风冷部分,对建筑外观影响小;运行费用低,投资回报快;全年运行,均衡用电负荷。
现在在国外得到较为广泛应用的地源热泵系统采用介质流经埋在地下的管子与大地(土壤、地层、地下水)进行换热的模式。
地源热泵(Ground-Source Heat Pump)的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文献中,在20世纪50年代就已在一些北欧国家的供热中得到实际应用。
由于石油危机的影响,地源热泵在上世纪70年代得到较大的发展,但此时主要采用水平埋管的方式。
水平埋管占地面积大,而且水平埋管的地热换热器受地表气候变化的影响,效率较低。
因此这种水平埋管的地源热泵空调系统不适合中国人多地少的国情。
自上世纪80年代以来在北美也形成了利用地源热泵对建筑进行冷热联供的研究和工程实践的新一轮高潮,技术逐渐趋于成熟。
这一阶段的地源热泵主要采用竖直埋管的换热器,埋管的深度通常达60~200米,因此占地面积大大减小,应用范围也从单独民居的空调向较大型的公共建筑扩展。
国外在开发竖直埋管换热器时对保护地下水资源不受污染给予了高度的重视。
在钻孔、下管以后,再用水泥、膨润土等材料把井筒密封,杜绝了地面污染物进入地下水层或各地下水层之间互相贯通的可能性。
二、地源热泵空调系统组成及主要型式(一)系统组成地源热泵空调系统一般由三个必需的环路组成,必要时可增加第四个预热生活热水环路。
如图1所示。
1.地热换热器环路由高强度塑料管组成的在地下循环的封闭环路,循环介质为水或防冻液。
冬季从周围土壤(地层)吸收热量,夏季向土壤(地层)释放热量,其循环有一台低功率的循环泵来实现。
2.制冷剂环路即在热泵机组内部的制冷循环,与空气源热泵相比,只是将空气-制冷剂换热器换成水-制冷剂换热器,其它结构基本相同。
3.室内环路室内环路在建筑物内和热泵机组之间传递热量,传递热量的介质有空气、水或制冷剂等,因而相应的热泵机组分别应为水—空气热泵机组、水—水热泵机组或水—制冷剂热泵机组。
4.生活热水环路将水从生活热水箱送到冷凝器去进行循环的封闭加热环路,是一个可供选择的环路。
对于夏季工况,该循环可充分利用冷凝器排放的热量,不消耗额外的能量而得到热水供应;在冬季或过渡季,其耗能也大大低于电热水器。
供热循环和制冷循环可通过热泵机组的四通换向阀,使制冷剂的流向改变而实现冷热工况的转换,即内部转换。
也可通过互换冷却水和冷冻水的热泵进出口而实现,即外部转换。
(二)主要型式地源热泵的地下环路中的介质是水或防冻液溶液,根据其供热(冷)介质(承担室内负荷的介质)的组合方式不同,地源热泵主机可分为:水-水系统、水-冷剂系统、水-空气系统热泵。
与此相应的空调系统型式主要有三种:1.水-水系统水-水系统热泵主机的制冷工况与普通冷水机组的功能相同,即它是空调系统的冷源,为各种空调系统的末端装置提供冷冻水(二次冷媒)。
不同的是它所具有的供热工况-热泵运行方式,能够为空调系统提供45~550C的热水。
在选用该型主机时,应着重注意两点:一是空调系统供热工况或供暖方式末端装置的选择、设计应与热媒参数相匹配;二是该型主机制冷与供热工况间的转换一般是通过机外二次冷媒水与地热换热器循环水流道切换实现的。
因此水系统的设计应满足这一要求。
2.水-冷剂系统水-冷剂系统热泵主机与冷、热两用的家用分体式空调的工作原理基本相同。
不同的是它利用地热换热器循环水作为热泵制冷工况的冷却水和供热工况的低温热源。
家用分体空调中体积庞大、噪声污染严重的室外机被两根循环水管所取代。
由该型热泵主机组成的空调系统与风机盘管系统基本相同。
只是前者承担室内负荷的是制冷剂,而后者是冷冻(热)水。
因此,该型热泵主机的选择、设计、安装与控制可参照风机盘管系统进行。
3.水-空气系统水-空气系统热泵主机与全空气系统中空调机组的作用相同。
不同的是前者自身具备冷热源,其蒸发器(或冷凝器)相当于空调机组的表冷器(或加热器)。
因此,该型热泵主机的热效率高于水-水系统热泵主机。
在不需要二次冷(热)媒的情况下,宜优先考虑选用这种主机。
该机组的选择设计方法与空调机组的基本相同。
应注意的是二者的热媒参数有所不同,在确定加热器(冷凝器)面积时应区别对待。
三、地源热泵空调技术研究开发的主要成果(一)主要研究成果地热换热器设计是否合理决定着地源热泵系统的经济性和运行的可靠性。
地热换热器所需埋管的总长度需要根据埋管的形式、地下岩土的热物性、地下的温度和冷热负荷的情况作详细的计算才能确定。
设置地热换热器的费用,其中主要是钻孔的费用,构成地源热泵系统初投资的1/4 ~ 1/3,因此正确设计地热换热器埋管的长度对于保证系统的性能和经济性十分重要。
由于影响因素很多、数学模型复杂,建议采用地热换热器设计计算软件进行设计计算,可以避免盲目估算带来的失误。
其中地下岩土的热物性对传热能力的影响很大,建议采用现场实测的方法确定地下岩土的热物性。
山东建筑大学地源热泵研究所取得的成果包括地热换热器传热分析、技术开发和工程应用三部分。
主要成果“地热综合利用关键技术”获2004年山东省科技进步二等奖,并被列入“建设部节能省地型建筑推广应用技术”。
主要创新点和研究成果包括:1、在国际上首次求得地热换热器中传热过程三个重要问题的解析解:求得了半无限大介质中有限长线热源非稳态导热的解析解;提出了钻孔内传热的准三维模型,对单U型管和双U型管换热器中流体温度分布和相应的热阻求得了解析解;有地下水均匀渗流时线热源引起的非稳态温度场的解析解。
这些成果突破了传热学经典专著中相关问题的解析解的深度,是重要的理论创新。
2、开发了有自主知识产权的地热换热器设计和模拟软件“地热之星”,并已开始推广应用。
该软件以可视化图形界面和对话框的形式面向用户,使用户使用起来简单明了。
3、进行了深层岩土热物性测试的理论研究,并开发了深层岩土热物性测试仪,已投入实际应用。