熱泵
熱泵技術是近年來在全世界倍受關注的新能源技術。熱泵(Heat Pump)是一種將低溫熱源的熱能轉移到高溫熱源的裝置。通常用于熱泵裝置的低溫熱源是我們周圍的介質——空氣、河水、海水,城市污水,地表水,地下水,中水,消防水池,或者是從工業生產設備中排出助工質,這些工質常與周圍介質具有相接近的溫度。熱泵裝置的工作原理與壓縮式制冷機是一致的;在小型空調器中,為了充分發揮它的效能,在夏季空調降溫或在冬季取暖,都是使用同一套設備來完成的。在冬季取暖時,將空溫器中的蒸發器與冷凝器通過一個換向閥來調換工作。
按熱源分類
空氣源熱泵
空氣源熱泵在運行中,蒸發器從空氣中的環境熱能中吸取熱量以蒸發傳熱工質,工質蒸氣經壓縮機壓縮后壓力和溫度上升,高溫蒸氣通過永久黏結在貯水箱外表面的特制環形管冷凝器冷凝成液體時,釋放出的熱量傳遞給了空氣源熱泵貯水箱中的水。冷凝后的傳熱工質通過膨脹閥返回到蒸發器,然后再被蒸發,如此循環往復。
水源熱泵
地球表面淺層水源(一般在1000 米以內),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太陽進入地球的相當的輻射能量,并且水源的溫度一般都十分穩定。水源熱泵技術的工作原理就是:通過輸入少量高品位能源(如電能),實現低溫位熱能向高溫位轉移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源,即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來,釋放到水體中去,由于水源溫度低,所以可以高效地帶走熱量,以達到夏季給建筑物室內制冷的目的;而冬季,則是通過水源熱泵機組,從水源中“提取”熱能,送到建筑物中采暖。
地源熱泵
地源熱泵是一種利用淺層地熱資源(也稱地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供熱又可制冷的高效節能空調設備。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(如電能),實現由低溫位熱能向高溫位熱能轉移。地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源,即在冬季,把地能中的熱量取出來,提高溫度后,供給室內采暖;夏季,把室內的熱量取出來,釋放到地能中去。通常地源熱泵消耗1kWh的能量,用戶可以得到4kWh以上的熱量或冷量。
按加熱方式分類
直熱式熱泵
直熱式設備是直接補熱水到熱水水箱,即使遇到峰值最大用水量,客戶用水溫度不受任何影響。保溫水箱體積減少30%。由于直接補熱水,即使用戶把保溫水箱的水全部用完,水箱里面的水溫都維持在60℃左右,因此可以100%利用。循環式加熱由于補冷水,當遇到大量用水時,水箱溫度大幅度下降,水箱溫度已經低于40℃。為了保證用戶要求,往往解決方法是增大水箱容積。存在的問題:因為直熱式熱泵使用的單水箱系統,在補水部分會出現冷熱水不均造成的忽冷忽熱,影響舒適度。
循環式熱泵
熱泵機組中裝配一個小型保溫水箱和一個大型水箱,通過循環水泵把水箱的水打進熱泵主機加熱,熱泵機組先把小水箱灌滿水,把小水箱的水加熱至55℃后再通過循環水泵把熱水傳遞至大型水箱。存在的問題:因系統增加部位較多,工程費用較高于直熱式機組,管網較多。
熱泵分類
熱泵是需要冷凝器的熱量,蒸發器則從環境中吸熱,此時從環境取熱的對象稱為熱源;相反制冷是需要蒸發器的冷量,冷凝器則向環境排熱,此時向環境排熱的對象稱為冷源。
蒸發器冷凝器根據循環工質與環境換熱介質的不同,主要分為空氣換熱和水換熱兩種形式。 熱泵根據與環境換熱介質的不同,可分為:水—水式,水—空氣式,空氣—水式,和空氣—空氣式共四類。 利用空氣作冷熱源的熱泵,稱之為空氣源熱泵。空氣源熱泵有著悠久的歷史,而且其安裝和使用都很方便,應用較廣泛。但由于地區空氣溫度的差別,在我國典型應用范圍是長江以南地區。在華北地區,冬季平均氣溫低于零攝氏度,普通空氣源熱泵不僅運行條件惡劣,穩定性差,而且因為存在結霜問題,效率低下、現在新出了一款超低溫空氣源熱泵專門針對華北地區的,超低溫空氣源熱泵穩定性好,效率高,具有高效除霜功能。 利用水或地熱作冷熱源的熱泵,稱之為地源熱泵。水和地熱是一種優良的熱源,其熱容量大,傳熱性能好,一般地源熱泵的制冷供熱效率或能力高于空氣源熱泵,但地源熱泵的應用常受到水源或地熱的限制。