地源热泵工作原理及设计选型

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    地源热泵原理简述

    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.

    工作原理:

地源热泵属于中央空调的一种,但地源热泵区别于传统中央空调,地源热泵原理主要是通过与地能进行换热,是一种十分节能环保的中央空调系统.地源热泵已受到了财政部、住房城乡建设部大力支持,许多城市和地区都在积极推广地源热泵.

    地源热泵原理-夏季制冷

在制冷状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽-液转化的循环.通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝,由水路循环将冷媒所携带的热量吸收,最终由水路循环转移至地下水或土壤里.在室内热量不断转移至地下的过程中,通过冷媒-空气热交换器,以13℃以下的冷风的形式为房供冷.

    地源热泵原理-冬季制热

在制热状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,并通过四通阀将冷媒流动方向换向.由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量,通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发,将水路循环中的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝,由空气循环将冷媒所携带的热量吸收.在地下的热量不断转移至室内的过程中,以强制对流、自然对流或辐射的形式向室内供暖.

     地源热泵设备选型:分区水源热泵机组选择

      一旦确定了地源热泵系统类型,就可以选择每个分区的水源热泵机组.首先根据机组在分区中所要安装的位置,选择合适的机组形式,例如:落地式机组可以安装在外墙窗下;水平式机组可以安装在吊顶内;垂直式机组适合安装在壁橱或机房里等.

     地源热泵系统设计:地埋管地源热泵系统设计

     地源热泵系统设计主要包括两大部分:一是建筑物内的空调系统设计,主要有空气处理方案确定及设备选择,水源热泵机组的选择、室内整个空调系统的风系统和水系统设计;二是室外地能换热系统的设计,即地埋管地源热泵系统中的地埋管换热器、地下水热泵系统中的水井系统以及地表水热泵系统中的地表水换热器的设计,这部分是地源热泵系统有别于其他系统之所在.

    地源热泵设备选型:地埋管换热器管理形式选择

地埋管换热器的埋管主要有两种形式,即水平埋管和垂直埋管.换热器管路埋置在水平管沟内的地埋管换热器为水平埋管.换热管路埋置在垂直钻孔内的地埋管换热器为垂直埋管.

    地源热泵设备选型:地埋管换热器环路形式选择

    地埋管换热器中流体流动的环路形式有串联和并联两种.在串联系统中,几个井（水平管为管沟）只有一个流动通路;并联方式是一个井（管沟）有一个流动通路,数个井有数个流动通路.

    地源热泵设备选型:地埋管换热器埋管选择

    由于地埋管的使用场所特殊、施工较复杂,所选管材必须符合特定的性能才能保证施工顺利进行、系统才能正常运行,对管材特殊性要求如下:

    对管材质量的要求;选择地埋管规格;选择地埋管管径;确定地埋管管子长度.

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