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地埋管地源热泵的分类及工作原理热泵系统

2021年12月23日 07:17:17  分类: 公司动态  参与: 人  点这评论

地源热泵(GSHP)包括:地源热泵(GCHP)、地表水热泵(SWHP)、地下水热泵(GWHP)。

地源热泵的分类

图:地源热泵分类

1、地下管道地源热泵

地源热泵系统使用土壤作为热源/汇。它由一台热泵机组和一套地埋式换热器组成,换热器通常为高密度聚乙烯管或聚丁烯管。,通过在封闭的地下管道中流动的循环流体(水或防冻液),实现系统与大地之间的热交换。

地埋管地源热泵工作原理

图:地下地源热泵工作原理(冬季供暖)

地下地源热泵系统运行过程中,建筑荷载的动态变化与地下土壤传热密切相关,相互耦合;因此,这种热泵又称为土壤耦合热泵。

埋地换热器的埋管方式分为水平埋管和垂直埋管两种。

1) 水平埋管浅埋,施工方便。初投资比直埋管低,但占地面积较大。浅层土壤的温度受地温影响很大。单位管道长度改变。热量很小。

2) 立地埋管的初期投资比较高,但是深层土壤的温度一年四季都比较稳定,而且热泵系统的运行也比较稳定,是经常采用的一种形式.

主要问题

对于立式地埋式热泵系统,如果地埋式换热器冬季吸收的热量与夏季释放的热量不平衡,地下热平衡就会被破坏,导致地下土壤温度升高或降低,地埋式换热器的传热效果会受到影响。

2、地表水源热泵

地表水源热泵是指利用地球表面的淡水和海水的地源热泵系统。根据使用的水源不同,地表水源热泵可分为淡水源热泵和海水源热泵。此外,也有学者将污水源热泵归类为地表热泵。水源热泵。

地表水源热泵工作原理

图:地表水源热泵工作原理

根据地表水循环回路的结构,地表水源热泵分为开式和闭式两种。开放式系统初期投资低,适用于区域供冷、供热等规模较大的系统。封闭系统将换热盘管置于地表水体中,通过盘管内的循环介质与地表水进行热交换。密闭系统换热盘管的材质多为聚乙烯管。事实上,这个封闭系统与地表水不相容。埋管地源热泵系统类似。

主要问题

开放式系统对水质要求较高,否则换热器容易结垢、腐蚀、藻类或微生物滋生。

封闭系统可避免热泵机组换热器或中间换热器的内部腐蚀和结垢。但盘管外表面受地表水质量影响,容易结垢,降低外表面传热系数。定期维护和清洁。在冬季气候寒冷的地区,为防止供暖时循环介质结冰,封闭系统需要使用防冻液作为循环介质。

3、地下水源热泵

地下水源热泵系统从水井中抽取的地下水,经过热交换后,通过回灌井将地下水回灌至原地下含水层。

地下水源热泵工作原理

图:地下水源热泵工作原理

地下水源热泵的应用需要丰富而稳定的地下水源。在决定使用地下水源热泵之前,必须进行详细的水文地质调查;必须钻探测井以获得地下水温度、地下水深度、水质和出水量等数据。

地埋管地源热泵的分类及工作原理热泵系统

主要问题

地下水源热泵需要成熟的地下水回灌技术。如果补给率低于抽水率空气源热泵 原理,则通过换热器从地下抽出的水很难再补入含水层空气源热泵 原理,对地下水资源造成破坏。流走。如果不加以规范,势必造成地下水位下降,引发地面沉降、海水入侵、岩溶突然崩塌等一系列环境地质问题。另外,即使抽取的地下水全部可以回灌,如何保证地下水层不被污染也是一个棘手的问题。

参考资料:

[1]陈晓.地表水源热泵理论与应用[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2011.05.

[2] 马最亮,陆越.地源热泵系统设计与应用[M].北京:机械工业出版社,2013.7.

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本文标签:地源热泵  

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