地源热泵五十问-最全面的回答

地源热泵系统简介

地源热泵是一种从浅层土壤资源中提取热量的高效、节能、环保的供热(冷)系统。是目前可以利用的对环境最友好的和最有效的供冷、供热方式;它以水为介质,输入少量的高品质能源(电能等),实现能源的转换,达到供暖、制冷的最优效果。在冬季为用户供热时,系统从地源中提取低品位热能,通过电能驱动的地源中央空调主机(热泵)“泵”送至供热循环水,以满足用户供热需求;在夏季为用户供冷时,地源热泵中央空调系统将用户室内的余热通过地源中央空调主机(制冷)转移到地源水中,以满足用户制冷需求。通常热泵消耗1KW的热量,用户可以得到4KW左右的热量或冷量。

该系统是成熟的热泵技术、暖通空调技术配套地质勘察打孔技术于一体,运行稳定、可靠、经济。

地源热泵中央空调系统是由末端(室内空气处理末端等)系统、地源中央空调主机(又称为地源热泵)系统和地源水系统三部分组成。

1)为用户供热时,系统从地源中提取低品位热能,通过电能驱动的地源中央空调主机(热泵)“泵”送至供热循环水,以满足用户供热需求。为用户供冷时,地源中央空调系统将用户室内的余热通过地源中央空调主机(制冷)转移到地源水中,以满足用户制冷需求。地源中央空调主机系统由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等部分组成。

2)用户(室内末端等)系统由用户侧水管系统、循环水泵、各种末端空气处理设备、膨胀定压设备及相关阀门配件等组成。

3)地源水系统由地埋管、地埋管循环水泵及相关阀门阀件等组成。系统制冷工况的实现只需通过合理地设计用户系统和地源水系统管道和阀门,通过切换阀门来实现进蒸发器的地源水改进冷凝器,进冷凝器的用户系统循环水改进入蒸发器,以达到制冷的目的。(反之则为供热工况)

地源热泵五十问

1.地源热泵中央空调系统是怎么回事?

答:地源热泵中央空调系统是一种从地下土壤中提取热量的高效、节能、环保、再生的供热(冷)系统。

2.地源热泵是否既能制冷,又能制热?

答:是的。地源热泵以土壤作为冷、热“源体”,在冬季利用热泵吸收其热量向建筑物供暖,在夏季热泵将吸收到的热量向其排放,实现对建筑物供冷。

3.制冷、制热是否要分开设置水环路?

答:不用。制冷、制热工况共用一套地源水环路和一套用户水环路。通过切换系统阀门即可实现夏季制冷和冬季制热。

4.地源热泵是怎样工作的?

答:地源热泵的工作原理与风冷热泵基本相同,都是一个“搬运”能量的过程。为用户供热时,地源热泵从地源中提取低品位热能,通过电能驱动的地源中央空调主机(热泵)“泵”送到高温热源,以满足用户供热需求。为用户供冷时,地源中央空调系统将用户室内的余热通过地源中央空调主机(制冷)转移到地源水中,以满足用户制冷需求。

5.采用地源热泵,是否还需要设置冷却塔和锅炉?

答:由于地下土壤温度全年波动不大,一般维持在10~22℃,完全能满足地源热泵机组夏季制冷和冬季制热需求。因此,采用地源热泵,不再需要设置冷却塔和锅炉。

6.地源热泵中央空调系统由哪几部分组成?

答:地源热泵中央空调系统由末端(室内空气处理末端等)系统、地源中央空调主机(又称为地源热泵)系统和地源水系统三部分组成。

7.用户末端系统包括哪几个部分?与常规中央空调末端是否相同?

答:地源热泵用户(室内末端等)系统由用户侧水管系统、循环水泵、各种末端空气处理设备、膨胀定压设备及相关阀门配件等组成。和常规中央空调末端系统基本相同。

8.地源热泵主机由哪几个部分组成?

答:地源热泵由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、各种制冷管道配件和电器控制系统等组成。

9.地源热泵各部分的作用是什么?

压缩机:压缩和输送循环工质从低温低压到高温高压,是热泵系统的心脏。

蒸发器:是输出冷量的设备,其作用是使经膨胀阀流入的制冷剂液体蒸发,以吸收被冷却物体的热量,达到制冷的目的。

冷凝器:是输出热量的设备,从蒸发器中吸收的热量连同压缩机消耗功转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走,达到制热的目的。

膨胀阀:对循环工质起节流降压作用,并调节进入蒸发器的循环工质流量。

10.地源水系统由哪几个部分组成?

答:地源水系统由地埋管系统、地埋管循环泵及相关的阀门配件等组成。

11.地源热泵冬季为什么能够节能?

地源热泵五十问-最全面的回答

答:因为地源热泵耗费1KW的电能,就能从地下取出3KW的热能,送入的室内的热量就是4KW,而像电锅炉、燃气锅炉,都必须消耗掉4KW的能量,只能得到少于4KW的热量。

12.地源热泵夏季为什么可以节能?

答:任何一种制冷设备的耗电量大小与蒸发温度与冷凝温度之差成正比。温差越大耗电量越多。常规的冷水机组利用冷却塔冷却,其冷凝水温度一般32-37℃,而北方地区的土壤温度常年保持在16℃左右。用18~20℃的水冷却制冷机明显比32℃的水效果好,耗能低。一般降低1℃冷却温度可以降低2-3%的耗电量,所以夏季采用地下水冷却制冷机比常规冷却塔约可以降低能耗30%。综上所述,地源热泵不但冬季可以节能,夏季的节能也是非常可观的。

13.地源热泵大多采用什么形式的压缩机?

答:一般中小型建筑中用的地源热泵或水环热泵采用的是涡旋式压缩机。

14.采用什么制冷剂?

答:地源热泵使用的制冷工质是R22。R22是应用最为广泛的制冷工质,使用性能在众多制冷工质中是独一无二的。在CFC问题出现后,因为它有较好的环境可接受性,是用来取代R11、R12、R502等的最方便而有效的一种过渡性替代工质。

15.R22的使用年限是多少?

答:根据《蒙特利尔议定书》1995年12月份规定:对发展中国家,从2016年开始冻结R22生产量,到2040年完全停用。

16.制冷剂会不会泄露?

答:地源热泵的制冷剂是在工厂里注入并被完全密封,使用过程中不会泄漏。用户任何时候均不必添补制冷剂。

17.氟里昂制冷剂对大气有没有污染?对人有没有危害?

答:(1)氟里昂如果泄漏到大气中,将破坏大气臭氧层,影响人类赖以生存的地球环境。

(2)地源热泵使用的R22无色,无味,不燃烧,不爆炸,毒性小,是一种安全的制冷剂。只有在空气中的浓度过大时(容积浓度超过80%时)才会使人窒息。

18.地源热泵技术是否成熟?

答:地源热泵技术在国际上已有近30年的历史,技术非常成熟。近4年来,地源热泵在国内已得到广泛的推广和应用。

19.采用地源热泵是否可靠?

答:(1)地源热泵机组运行情况稳定,几乎不受天气及环境、温度变化的影响,即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减,更无结霜除霜之虑。

(2)地源热泵机组零部件少,维护简单,主机运行寿命可达15年以上。

20.采用地源热泵有没有危险性?

答:采用地源热泵中央空调系统,由于不需设置冷却塔和锅炉,无储油罐等安全隐患,所以是安全的中央空调系统。

21.采用地源热泵对设备的运行维护有没有好处?

答:(1)采用地源热泵,系统自动化程度高,运行操作简单;

(2)由于没有冷却塔和锅炉,因而避免了冷却塔每年的清洗和锅炉的除碱与保养,使机组维护变得非常简单。

22.采用地源热泵空调系统对物业管理有什么好处?

答:地源热泵在物业管理上带来的好处一方面体现在省却了锅炉,减少了在锅炉工、燃料运输与储存、安全与检修等方面的大量的管理工作;同时,由于地源热泵可以采用分户计费,而唯一消耗的能源是电力,用户只需以相同的价格支付电费,避免了物业公司与用户之间常见的各种纠纷。

23.采用地源热泵中央空调系统有什么好处?

答:(1)环保洁净

☆没有燃烧过程,避免了排放任何烟尘及有害物质,社会效益显着。

(2)节水省电

☆以地下土壤为源体,向其吸收或放出能量,既不消耗水资源,也不会对其造成污染。

☆省去了锅炉房、冷却塔及附属的煤场、渣场所占用的宝贵面积。

(3)节能经济

☆能源利用率为传统方式的3~4倍,投入1KW的电能可得到3~4KW以上的制冷或供热的能量。

☆运行费用可节省1/2~1/3。

(4)灵活安全

☆真正做到“一机三用”。利用地源热泵冬季向建筑物供暖,夏季向建筑物供冷,并可提供生活热水,提高了设备的利用率。

☆机组可灵活地安置在任何地方,节约空间。系统末端亦可作多种选择。

☆无储煤、储油罐等卫生及安全隐患。

☆自动化程度高,无需专业人员操控。

(5)运行可靠

☆机组运行情况稳定,几乎不受天气及环境温度变化影响。

☆机组维护简单,寿命长。

24.与常规空调系统相比,地源热泵空调系统有什么缺点?

答:地源热泵空调系统的主要缺点是受地质情况的影响。如果地下存在岩石,将会对打地埋管孔造成一定的难度,会提高打孔的成本。

25.地源热泵空调系统初投资是否要增加?

答:地源热泵空调系统比常规空调系统节省了锅炉和冷却塔的投资,但增加了打孔的费用。一般情况下,地源热泵空调系统初投资略高于常规空调系统。但对比与既供冷又供热的两套系统投资来看,初投资并不增加。

26.地源热泵空调系统运行费用是否减少?

答:是的,地源热泵空调系统运行费用是常规空调系统的1/2~2/3。

27.采用地源热泵空调系统是否必须打孔?

答:对于利用土壤的能量作为“源体”的地源热泵空调系统,必须打孔。

28.地源热泵空调系统采用的末端是什么形式?

答:一般来说,地源热泵空调系统为了冬夏季同时都能使用,换热效果及舒适度都能够达到设计要求,末端一般采用风机盘管系统。若仅冬季使用也可以采用地板采暖。

29.地埋管系统室外在冬季是否会冻?

答:地埋管系统的管内流动的是水或防冻液。一般来说,冬季在地埋管系统中的循环的冷冻水都在0℃以上运行,同时采取冷机的过冷保护,保证了地埋管管内水不会结冰,如果在设计需要的情况下,可以在水中加入防冻液,进一步保证了冬季管内水不会冻结。

30.地埋管系统都有哪些形式?

答:地埋管系统一般分为水平式和垂直式。

a单或双环路b双或四环路c三环路

几种常见的水平土壤热交换器形式

a单U形管b双U形管c小直径螺旋盘管d大直径螺旋盘管

垂直地埋管换热器形式:一般国内常用的地埋管形式为垂直式单U形管或者双U形管。

31.打孔一般要打多深?

答:一般情况下,要根据当地地质和场地情况而定。在地质和场地允许的情况下,打孔深度为100m的经济性比较高。

32.系统打孔时,孔间距要保证多少米?

答:一般情况下孔间距要保证在4.0~5米,以保证能够取出足够的冷量或热量。

33.打孔是否需要部门审批?

答:至今还没有相关文件限制打孔的审批程序。

34.打孔是否要专门的施工队伍?

答:为了保证地源热泵的长期正常运转以及不对周边环境造成影响,打孔需要专门的施工队伍。

35.系统运行几年后会不会出现取热量或者取冷量下降的问题?

答:只要保证打孔的质量,不会产生这种现象。

36.地埋管系统的管材都是如何连接的?会不会出现泄漏的问题?

答:地埋管系统的管路连接方式分为电熔连接和热熔连接两种。在地埋管系统填埋前会经过严格的试压试验,在确保不会出现泄漏后再做填埋,因此系统不会出现泄漏问题。

37.地埋管系统一般采用哪种管材?

答:一般采用高密度聚乙烯管(HDPE),该管不但具有良好的耐腐蚀性,而且有高强度的韧性,使用寿命高达50年以上,易弯曲和伸直,变形中无脆性、不反弹;管内壁平滑,不结垢,管内流体阻力小。而且导热系数大,换热性能强。

38.地源热泵机房是否会占用更大的面积?

答:不会,地源热泵机房在管路设计上比普通的空调机房稍复杂一些,但不会占用更多面积。

39.地源热泵适用于多大的建筑物?

答:地源热泵的单机制冷量从几十千瓦到几千千瓦不等,并且可以实现数台拼装,因此只要地源条件满足,地源热泵可以适合任何规模的建筑。

40.地源热泵适用于什么类型的建筑物(新建,改扩建)?

答:在地源条件满足的条件下,(1)新建项目可以使用;(2)改扩建项目如有机房位置也可以使用。

41.打孔是否会占用土地面积?

答:不会。打孔需要一定的面积,但不会影响这部分土地作为其他用途,比如可以在绿地、操场等位置下打孔,测压验收合格后,上面再作草坪、操场等,绝对不会影响土地使用。

42.垂直式地埋管孔井的回填材料都有哪些?

答:回填材料一般为水泥+膨润土或者砂或者原浆回填。

43.地源热泵能否供应生活热水?

答:可以。地源热泵的设计负荷冬季有余量,可以提供生活热水。

44.工程设计由谁负责?

答:应由从事过地源热泵设计、熟悉地下和地上热工计算的设计人设计。

45.地源热泵中央空调系统在国内的应用情况如何?

答:地源热泵在国内的推广有近2~3年的历史,目前全国有数百家地源热泵用户。

46.目前国内有哪几家供应地源热泵机组?

答:西亚特(法国)、沈阳东宇(辽宁)、克莱门特(意大利)、荏原(日本)、美意(上海)、清华同方(北京)。

47.壳管式换热器在此产品中应用比其他型式有什么好处?

答:两大器换热系数高,制冷剂侧和水侧阻力损失小,结构紧凑,内部的换热管为高效螺纹铜管(换热效率比同类产品高20~30%),筒体采用优质钢板卷筒焊接而成,承压能力高,气密性好,运行安全可靠、高效;特别适用于水质条件不好(含泥沙等)的循环水。

48.地源热泵机组的关键部件,关键技术情况?

答:地源热泵的关键部件为压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀(即制冷系统的四大部件)。地源热泵的技术依托于成熟的水冷式冷水机组技术,只是在两器的换热温度上加以改进。

49.地埋管路一般如何布置?

答:为了保证地下的换热效果,一般采用并联同程式。

50.地源热泵的使用寿命如何?

答:地源热泵系统的使用寿命为50年。

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