地源热泵主机系统图 地源热泵主机工作原理( 二 )


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3.地表水热泵系统
由潜在水面以下的、多重并联的塑料管组成的地下水热交换器取代了土壤热交换器,它们被连接到建筑物中,并且在北方地区需要进行防冻处理 。利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵冷热源 。

地源热泵主机系统图 地源热泵主机工作原理

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4.直接膨胀式
它不象上述系统那样采用中间介质水来传递热量,而是直接将热泵的蒸发器直接埋入地下进行换热,即制冷剂直接进入地下回路进行换热,由于取消了板式或者套管式式换热器,换热效率有所提高,但是由于制冷剂使用量比较大,整体经济性和安全性不高 。
二、地源热泵应用方式
地源热泵的应用方式从应用的建筑物对象可分为家用和商用两大类 。
1.家用系统
用户使用自己的热泵、地源和水路或风管输送系统进行冷热供应,多用于小型住宅,别墅等户式空调 。
地源热泵主机系统图 地源热泵主机工作原理

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2.商用系统
地源热泵主机系统图 地源热泵主机工作原理

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从输送冷热量方式可分为集中系统、分散系统和混合系统 。
1)集中系统
热泵布置在机房内,冷热量集中通过风道或水路分配系统送到各房间 。
地源热泵主机系统图 地源热泵主机工作原理

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2)分散系统
用水泵,采用水环路方式将水送到各用户作为冷热源,用户单独使用自己的热泵机组调节空气 。一般用于办公楼、学校、商用建筑等,此系统可将用户使用的冷热量完全反映在用电上 。便于计量,适用于目前的独立热计量要求 。
地源热泵主机系统图 地源热泵主机工作原理

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3)混合系统
地源热泵主机系统图 地源热泵主机工作原理

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将地源和冷却塔或加热锅炉联合使用作为冷热源的系统,混合系统与分散系统非常类似,只是冷热源系统增加了冷却塔或锅炉 。
南方地区,冷负荷大,热负荷低,夏季适合联合使用地源和冷却塔,冬季只使用地源 。北方地区,热负荷大,冷负荷低,冬季适合联合使用地源和锅炉,夏季只使用地源 。这样可减少地源的容量和尺寸,节省投资 。
分散系统或混合系统实质上是一种水环路热泵空调系统形式 。
4)水环路热泵空调系统
它由许多台水源热泵空调机组成 。这些机组由一个闭式的循环水管路连在一起,该水管路既作空调工况下的冷源,又作供暖工况下热泵热源 。水环路的冷热源可以是地源,或锅炉、冷却塔联合方式 。
夏季运行:全部或大多数机组为供冷,热量由水环路排至室外的冷源,如地源或冷却塔 。
春季/秋季运行:对有内区与周边区的建筑物,会出现内区需要供冷而周边区需要供热,内区的热量就可被周边区所利用,即内区空调的排热与周边区热泵供热所需热量接衡时,室外的冷热源可以停运 。这种制冷供热同时进行,能量在建筑物内部转移,运行费用最少,节能效果明显 。
三、地源热泵机组供冷、供暖运行原理
下图是地源热泵机组供冷、供暖运行原理图 。
地源热泵主机系统图 地源热泵主机工作原理

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夏季:冷凝器一侧:(如前地源热泵空调系统运行原理所讲)将从深井取出的低温水,或者是与深井低温水(土壤中的含水层)换热后的冷水直接通过水泵送入冷凝器,如下图从进水口1进入,低温水在冷凝器中与高温高压的氟里昂进行热交换,把氟里昂的热量带走,降低氟里昂的温度 。得到热量后温度升高的水源从冷凝器出水口1出来回灌至地下(或者再次与地下水换热,得到低温冷水) 。完成一次冷却过程/循环 。
蒸发器一侧:用户端循环水进入蒸发器,如图从进水口2进入,蒸发器中氟里昂蒸发吸热,带走水中的热量,使循环水温度降低(按国家标准一般降至7℃),冷冻水经过水泵做功送至用户端,达到制冷的效果 。
冬季:冷凝器一侧:通过外管路切换,用户端循环水进入冷凝器,如图从进水口1进入,低温水(约40℃左右)在冷凝器中与高温高压的氟里昂进行热交换,把氟里昂的热量带走,降低氟里昂的温度 。得到热量后用户端管路水温度升高,热水(一般在40-60℃之间)再经过水泵做功送至用户端,给建筑物供暖 。
蒸发器一侧:将从深井取出的低温水,或者是与深井低温水换热后的冷水直接通过水泵送入蒸发器,如图从进水口2进入,蒸发器中氟里昂蒸发吸热,带走水中的热量,使井水温度降低(一般可以降至7℃),然后从出水口2出来回灌至地下(或者再次与地下水换热,得到较高温度的水源) 。完成一次取热过程/循环 。

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