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空气源热泵系统的分类

空气源热泵系统的分类

业内人士目前对热泵系统的称谓及热泵的分类并没有形成统一的规范用语。如有的国外研究学者按照低温热源所在空间分为地源热泵(Ground Source Heat Pump,GSHP)和大气源热泵(Air Source Heat Pump,ASHP);如果按照热泵不同的驱动能源可以分为燃气热泵、电动热泵、蒸汽热泵等。由此可见,不同的分类方法对于热泵系统的称谓会有很大的不同。在我国整个暖通空调领域范围内,习惯按照热泵所吸收的低位热源的种类来分类,即水源热泵、地源热泵和空气源热泵。

水源热泵:水源热泵系统的低位热源是地表浅层水,依靠吸收地表浅层水中储存的能量进行热交换。地球表面浅层水储存的能量来自于太阳辐射,是十分经济的可循环利用能源。所以,地表浅层水中的能量可以被持续补充,连续使用。但是水源热泵也有很多缺点。

(1)水源热泵从原理讲上可以利用自然界一切的水资源,但在实际水源热泵的工程中因为水资源的温度、可利用率等因素致使不同水源热泵项目成本和使用费用差距很大。所以在不同地区应用水源热泵时能否找到合理的水资源才是水源热泵项目成功与否的最关键因素。

(2)对于打井使用的水源热泵,则须根据不同地域的不同地质条件保证以较为经济的方式打井找到合适的地下水源,且应做到合理的回灌,目前国内很多水源热泵的项目,对换热后水的回灌问题并不重视。长期已久甚至会导致地下土层松动,甚至是地面塌陷。

(3)水源热泵对循环水水质的要求高,循环水一定要干净清洁,否则换热器会很快产生结垢现象,严重影响换热效率,且换热过程必须保持充足的水流量,否则也可能会造成热水器冻裂。水源热泵需要频繁的定期对过滤器进行清洗,甚至还需要在用户使用过程中停机进行保养维修,这将给用户的使用带来严重的不便。地源热泵:地源热泵系统也就是常说的土壤源热泵系统,是以地下的土壤作为低位热源。将系统换热器埋置于地下土壤中,换热器冬季吸取储存于大地土壤中的热量,通过地源热泵系统提升水温将热量提供给末端用户,同时将换热后的冷量存储以备夏季制冷用;夏季将建筑物中的多余的热量通过地源热泵排至地下,实现对建筑物降温,同时储存热量以备冬季制热用;理论上能量可以实现真正的交替循环。地源热泵也存在很多问题。

(1)由于土壤的传热系数很小,单位管长换热器的吸放热量也很小,仅为 20~40W/m,一般为 25 W/m 左右。因此,当冬季室外温度较低或者夏季室外温度较高时,系统所需换热量较大,此时土壤换热器的占地面积较大。

(2)地源热泵的技术存在的在另一个问题是“取热不平衡”问题。广大的北方地区供暖季需热量大,从土壤中吸收大量的热量,而南方地区地源热泵的应用则以制冷为主,夏季向地下释放太多的热量。长年累月的连续运行将会导致土壤内部温度严重失衡,破坏周围生态环境。

(3)地源热泵项目对专业技术要求很高,在设计、施工、管理的每个阶段都需要由专业的技术人员作为指导。

空气源热泵:空气源热泵系统的低位热源是自然界中取之不尽、用之不竭的空气。利用空气源热泵机组作为空调系统的冷、热源已经在国际和国内的中小型建筑物中得到广泛的应用,某些大型建筑物也逐渐开始使用空气源热泵机组。这种机组的特点是:具有冬季制热和夏季制冷的“一机二用”功能;夏季制冷时与传统冷水机组制冷相比省去了包括冷却水循环泵、冷却塔在内的整个冷却水循环系统;安装方式与位置多变,可选用挂式或者立式空气源热泵机组,挂式可以安装在建筑物外墙上,立式可以安装在建筑物底层平台、裙房屋顶或者楼顶上,省去了传统冷水机组需要的冷冻机房的占地面积及费