请问热泵按热源种类不同应该怎样分类?
按热源种类不同分为:空气源热泵,水源热泵,地源热泵,双源热泵(水源热泵和空气源热泵结合)等。
水源热泵:地球表面浅层水源(一般在1000 米以内),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是:通过输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在夏季将建筑物中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,则是通过水源热泵机组,从水源中“提取”热能,送到建筑物中采暖。
地源热泵:地源热泵是一种利用浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调设备。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现由低温位热能向高温位热能转移。地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源,即在冬季,把地能中的热量取出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到地能中去。通常地源热泵消耗1kWh的能量,用户可以得到4kWh以上的热量或冷量。
空气源热泵有哪些分类
我国的空气源热泵(也称为风冷热泵)的研究/生产/应用在20世纪80年代末才有了较快的发展。现如今,在国家“3060”双碳目标的大环境背景下,清洁能源替代化石能源已是大势所趋。
空气源热泵的分类:热水机和冷暖机组。热水机又分户用热水和商用热水机组。冷暖机组也分户用冷暖和商用冷暖机组。政府主导的“煤改电”主要用的是户用冷暖机组。
空气能源热泵的应用场景有:采暖/生活热水/泳池/烘干/养殖。生活中的很多场景都可以见到空气源热泵的踪影。
地源热泵种类
地源热泵是以浅层地能(土壤、地下水、地表水、低温地热水、污水)作为夏季热泵制冷的冷却源,冬季采暖供热的低温热源,实现采暖、制冷和提供生活热水的热泵系统。
土壤源热泵系统
土壤源热泵包括一个土壤塑合地热交换器,它或是水平地安装在地沟中,或是以u形管状垂直安装在竖井之中不同的管沟或竖井中的热交换器成并联连接,再通过不同的集管进入建筑中与建筑物内的水环路相连接。在液体温度较低时,系统中需加人防冻液,北方地区应用时应特别注意。
对于垂直式埋管系统,其优点有:较小的土地占用,管路及水泵用电少,其缺点是钻井费用较高;对于水平式埋管系统,其优点有:安装费用比垂直式埋管系统低,应用广泛,使用者易于掌握,其缺点有:占地面积大,受地面温度影响大,水泵耗电量大。
地下水源热泵系统
地下水地源热泵系统分为两种,一种通常被称为开式系统,另一种则为闭式系统。开式地下水地源热泵系统是将地下水直接供应到每台热泵机组,之后将井水回灌地下。由于可能导致管路阻塞,更重要的是可能导致腐蚀发生,通常不建议在地源热泵系统中直接应用地下水。虽然开式系统在适当的地下水条件和建筑物参数下是一个有吸引力的选择方式,但也同时提出谨慎的警告。
在闭式地下水地源热泵系统中,地下水和建筑内循环水之间是用板式换热器分开的。
通常系统包括带潜水泵的取水井和回灌井。板式热交换器采取小温差换热的方式运行,根据温度和地下水深度的不同,可以在很大程度上抵消开式系统在性能上的优势。
地下水热泵系统其最大优点是非常经济,占地面积小,但要注意必须符合下列条件:
水质良好;水量丰富;回灌可靠;符合标准。
地表水、海水源热泵系统
地表水地源热泵系统,通过直接抽取或者间接换热的方式,利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵冷热源。由潜在水面以下的、多重并联的塑料管组成的地下水热交换器取代了土壤热交换器,与土壤热交换地源热泵一样,它们被连接到建筑物中,并且在北方地区需要进行防冻处理。
其优点有:在10m或更深的湖中,可提供10℃的直接制冷,比地下埋管系统投资要小,水泵能耗较低,高可靠性,低维修要求,低运行费用,在温暖地区,湖水可做热源,其缺点有:在浅水湖中,盘管容易被破坏,由于水温变化较大,会降低机组的效率。
污水源热泵系统
污水源热泵系统利用污水(生活废水、工业温水、工业设备冷却水、生产工艺排放的废温水)'通过制冷循环,消耗少量电能,来提取污水中的热能实现冬季采暖的效果,或向污水中排热来实现夏季空调的效果。
其优点有:高效节能,由于通常污水的温度较高,冬季也可以维持在10℃左右,优于地表水,所以其运行效率更高,可以取得更好的节能效果。运行安全,污水源热泵系统既可省去打井费用,无需抽水与回灌动力,又可避免因回灌引起的水资源破坏的问题。环保效果显著,采用污水作为低位热源,没有燃烧,不产生固体废弃物和有害气体,环保性好。
需要注意的问题是,采用污水源热泵,首先要保证污水水量充足,且在热泵运行过程中基本保持不变。其次是污水的水温,污水水温应冬季比环境温度高,夏季比环境温度低,可以使热泵机组保证高效运行。再次是污水的水质,污水的腐蚀度和杂质标准,应满足污水源热泵换热器的要求。
以上各个系统的应用均受到资源性条件的约束,因此,资源基础数据库的建立,和系统性条件的综合权衡,可以帮助我们决定以上系统中的哪一种形式最适宜采用
热泵种类
目前市场上热泵热水器种类很多,主要有太阳能助推型、水源和空气源三种系列。太阳能助推式热泵是热泵与太阳能技术结合使用的一种热泵技术;水源热泵是利用一定温度的水源(20℃以上)作为热源以制冷剂为媒介,将水源中的热量吸收后经压缩机压缩制热,通过热交换器与冷水交换热量以达到取暖和制取热水的目的,水源热泵必须有一定温度和流量的水源;空气源热泵以水源热泵类似方法从空气获得热量来加热水。三种热泵中,空气源热泵受到的条件限制最小,发展空间最大。
水源热泵分类
根据热泵所利用能源的不同,热泵可作如下分类:
一、空气源热泵
以空气作为“源体”,空气源热泵,通过冷媒作用,进行能量转移。目前的产品主要是家用热泵空调器、商用单元式热泵空调机组和热泵冷热水机组。热泵空调器已占到家用空调器销量的40—50%,年产量为400余万台。热泵冷热水机组自90年代初开始,在夏热冬冷地区得到了广泛应用,据不完全统计,该地区部分城市中央空调冷热源采用热泵冷热水机组的已占到20—30%,而且应用范围继续扩大并有向此移动的趋势。
二、水源热泵
以地下水作为冷热"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。虽然目前空气能热泵机组在我国有着相当广泛的应用,但它存在着热泵供热量随着室外气温的降低而减少和结霜问题,而水源热泵克服了以上不足,而且运行可靠性又高,近年来国内应用有逐渐扩大的趋势。
三、地源热泵
地源热泵是以大地为热源对建筑进行空调的技术,冬季通过热泵将大地中的低位热能提高对建筑供暖,同时蓄存冷量,以备夏用;夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温,同时蓄存热量,以备冬用。由于其节能、环保、热稳定等特点,引起了世界各国的重视。欧美等发达国家地源热泵的利用已有几十年的历史,特别是供热方面已积累了大量设计、施工和运行方面的资料和数据。
四、复合热泵
为了弥补单一热源热泵存在的局限性和充分利用低位能量,运用了各种复合热泵。如空气-空气热泵机组、空气-水热泵机组、水-水热泵机组、水-空气热泵机组、太阳-空气源热泵系统、空气回热热泵、太阳-水源热泵系统、热电水三联复合热泵、土壤-水源热泵系统等。
1、太阳-空气热源热泵系统
太阳-空气热源热泵系统是在传统的空气热源热泵系统的基础上,利用太阳能热源而新开发的系统。它可以制冷、供热、供生活热水,是一种利用自然能源、无污染、适用性广、效率高的新型冷热源系统。
2、土壤-水热泵系统
土壤-水热泵(下称土壤热泵)可利用低品位的土壤热能提供热水或向建筑物供暖。美国、德国及瑞典等北欧国家,已有上万台此类热泵装置在运行,土壤热泵技术已趋成熟,并迅速地加以推广使用。目前正在制订土壤热泵用于供暖的技术规范。
3、太阳能-水源热泵空调系统
太阳能水源热泵系统由三部分组成,即太阳能集热系统、水源热泵系统和热水供应系统。其系统是将建筑物的消防水池作为蓄水供应系统。以解决太阳能的间歇性和不稳定性。当环路水温高于35℃时,水源热泵空调系统同消防水池断开,冷却塔投入运行,当环路水温在15~35℃之间时,太阳能作为冷却塔停止运行,生活热水供应的热源收集的太阳能用来加热生活用水;当环路水温低于15℃时,环路与消防水池连通,太阳能水源热泵空调系统吸收太阳能。若仍有多余的太阳能时,可继续加热生活用水。
热泵除上述四类以外,还有喷射式热泵、吸收式热泵、工质变浓度容量调节式热泵及以CO2为工质的热泵系统。
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