地源熱泵

什么是地源熱泵

    地源熱泵是利用淺層地能進行供熱制冷新型能源利用技術,是熱泵的一種,熱泵是利用卡諾循環和逆卡諾循環原理轉移冷量和熱量的設備.地源熱泵通常是指能轉移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方.通常熱泵都是用來做為空調制冷或者采暖用的.地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季地源把熱量從地下土壤中轉移到建筑物內,夏季再把地下的冷量轉移到建筑物內,一個年度形成一個冷熱循環.
地源熱泵的由來
    地源一詞是從英文“ground source”翻譯而來,漢語的內涵則十分廣泛,應包括所有地下資源的含義。但在空調業內,目前僅指地殼表層(小于400米)范圍內的低溫資源,它的熱源主要來自太陽能,極少能量來自地球內部的地熱能。
  "地源熱泵"的概念,最早于1912年由瑞士的專家提出,而該技術的提出始于英、美兩國。
  1946年美國在俄勒岡州的波蘭特市中心區建成第一個地源熱泵系統。但是這種能源的利用方式沒有引起當時社會各界的廣泛注意,無論是在技術、理論上都沒有太大的發展。
  20世紀50年代,歐洲開始了研究地源熱泵的第一次高潮,但由于當時的能源價格低,這種系統并不經濟,因而未得到推廣。直到20世紀70年代初世界上出現了第一次能源危機,它才開始受到重視,許多公司開始了地源熱泵的研究、生產和安裝。這一時期,歐洲建立了很多水平埋管式土壤源熱泵,主要用于冬季供暖。雖然歐洲世界上發展地源熱泵最成熟的地區,但是它也曾因為熱泵專家不懂安裝技術,安裝工人又不懂熱泵原理等因素,致使地源熱泵的發展走了一段彎路。
  隨著科技的進步,關于能源消耗和環境污染的法律制訂越來越嚴格,地源熱泵的發展迎來了它的另一次高潮。歐洲國家以瑞士、瑞典和奧地利等國家為代表,大力推廣地源熱泵供暖制冷技術。政府采取了相應的補貼政策和保護政策,使得地源熱泵生產和使用范圍迅速擴大。上世紀80年代后期,地源熱泵技術已經趨于成熟,更多的科學家致力于地下系統的研究,努力提高熱吸收和熱傳導效率,同時越來越重視環境的影響問題。地源熱泵生產呈現逐年上升趨勢,瑞士和瑞典的年遞增率超過10%。美國的地源熱泵生產和推廣速度很快,技術產生了飛速的發展,成為世界上地源熱泵生產和使用的頭號大國。
  從地源熱泵應用情況來看,北歐國家主要偏重于冬季采暖,而美國則注重冬夏聯供。由于美國的氣候條件與中國很相似,因此研究美國的地源熱泵應用情況,對我國地源熱泵的發展有著借鑒意義。
  
工作原理:
     制冷模式:
  在制冷狀態下,地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功,使其進行汽-液轉化的循環。通過蒸發器內冷媒的蒸發將由風機盤管循環所攜帶的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環同時再通過冷凝器內冷媒的冷凝,由水路循環將冷媒所攜帶的熱量吸收,最終由水路循環轉移至地水、地下水或土壤里。在室內熱量不斷轉移至地下的過程中,通過風機盤管,以13℃以下的冷風的形式為房間供冷。
地源熱泵