熱泵的概念

1）、熱泵是一種利用機(jī)械能將熱量從一個(gè)地點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地 點(diǎn)的設(shè)備。

2）、 熱泵通過逆制冷循環(huán)工作。

3）、熱泵可以用于供暖或制冷，具體視構(gòu)造而定

4）、在制冷模式下，熱泵作為制冷系統(tǒng)而工作。

5）、制冷回路中有一個(gè)四通閥，用于在供暖模式和制冷模式之間 切換。

6）、熱泵可以用于空間（房間）取暖器或熱水器。

7）、熱源可以在自然環(huán)境中找到（土壤、空氣、地下水等）。

熱泵的工作原理：

2熱泵的效率

性能系數(shù)（COP）

? 可以將熱泵的性能系數(shù)定義為熱量輸出與電力輸入的比率。

? 例如，若 COP 為 4，表示 1 kW 電能加上 3 kW 熱能，產(chǎn)生 4 kW 熱能輸出。

取得 EHPA 標(biāo)簽所需的 COP：

? 鹽水/水熱泵：4.3

? 空氣/水熱泵：3.1

? 水/水熱泵：5.1

季節(jié)能效比（SPF）

? SPF 是指在為期一年的比較期內(nèi)，熱泵消耗的能量與提供的 能量的平均比率。

? 例如，若 SPF 為 4:1，表示每年消耗 8,000 kWh 電力，產(chǎn)生32,000 kWh 熱能。.

為何熱泵的效率高于傳統(tǒng)供暖設(shè)備？

? 土壤和空氣中的熱能是完全免費(fèi)的。

? 它天然存在于土壤中，經(jīng)常從風(fēng)、陽光和降雨中得到補(bǔ)充。

? 在熱泵每年為空間供暖和家用熱水提供的能量中，有四分之 三來自于陽光，儲(chǔ)存于土壤或空氣中。

? 在地球接收的太陽能中，有 44% 最終儲(chǔ)存于土壤中。

? 這種太陽能是地球上人類能源需求總量的 480 倍。

? 熱泵的核心是可再生的太陽能，因此有助于營造更清潔的環(huán) 境。

? 熱泵搭配高效率的供暖系統(tǒng)，再由值得信賴的供應(yīng)商進(jìn)行安 裝，可以將供暖成本降低 50% 以上。

? 如圖所示，與燃油鍋爐相比，典型的熱泵系統(tǒng)在環(huán)境財(cái)務(wù)方 面具有極大的優(yōu)勢(shì)。

3熱泵的系統(tǒng)原理圖

制冷循環(huán) - 供暖系統(tǒng)

? 動(dòng)畫顯示了熱泵如何利用逆制冷循環(huán)來工作。

? 熱泵的基本元件包括一臺(tái)壓縮機(jī)、一個(gè)冷凝器、一個(gè)膨脹 裝置和一個(gè)蒸發(fā)器。

? 在蒸發(fā)器中，空氣中的熱能轉(zhuǎn)移到制冷劑，氣態(tài)制冷劑被 輸送到壓縮機(jī)。

? 液態(tài)制冷劑從壓縮機(jī)流向冷凝器，熱量在此轉(zhuǎn)移到需要加 熱的空間或水

制冷循環(huán) - 制冷和供暖系統(tǒng)（可逆）

熱泵可以用于供暖，也可以用于制冷。制冷回路中有一個(gè)四通閥，用于在供暖模式和制冷模式之間切換。點(diǎn)擊按鈕，查看如何將 制冷循環(huán)同時(shí)用于供暖和制冷。

冬季制熱運(yùn)行系統(tǒng)原理圖：

夏季制冷運(yùn)行系統(tǒng)原理圖：

控制系統(tǒng)原理圖：

4熱泵的分類

按照熱源，可以分為五大類：

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2

3

4

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5地源熱泵

? 地源熱泵采集地下存儲(chǔ)的太陽能。

? 熱量采集方法多種多樣。

? 使用水平管路。

? 使用垂直管路。

? 使用開放式回路抽取地下水。

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地源熱泵—水平管路

? 適用于水/水系統(tǒng)和鹽水/水系統(tǒng)。

? 安裝時(shí)需要移走表層土壤或挖溝。

? 提取能量的上限為每米管道 10 至 30 瓦特，具體取決于土 壤和環(huán)境的溫度。.

7

地源熱泵—垂直管路

? 適用于水/水系統(tǒng)和鹽水/水系統(tǒng)，具體取決于最低環(huán)境溫度

? 使用基巖中的垂直集熱管道

? 每 10 kW 供暖容量中，2.5 kW 來自壓縮機(jī)和泵消耗的電能，7.5 kW 取自土壤

? 提取能量的上限為每米管道 50 瓦特（這是濕孔的容量。它低 于干孔的容量）

? 單鉆孔的最小深度為 150 米，雙鉆孔的最小深度為 75 米。

? 鉆孔的最小間距：10 米（具體細(xì)節(jié)請(qǐng)參考地方和國家法規(guī)。）

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地源熱泵—地下水

? 僅適用于水基系統(tǒng)。

? 必須保證供水的質(zhì)量（過濾器）、流量和溫度（10- 12°C）。

? 對(duì)于一個(gè) COP 為 4、將水溫降低 5 K 的 10 kw 熱泵，需要 的水流量為 0.36 dm3/s 或 1.3 m3/h。

? 泵水也要消耗能量

? 鉆孔的最小間距約為 15 米（具體細(xì)節(jié)請(qǐng)參考地方和國家法規(guī)）。

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地源熱泵—水系統(tǒng)

? 水熱泵利用水或鹽水，從地源中采集熱量。

? 集熱管注滿水或鹽水。

? 可以構(gòu)建水-水系統(tǒng)或鹽水-水系統(tǒng)。

? 可以是開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)。

? 開環(huán)系統(tǒng)必須考慮污垢、腐蝕等問題。

? 重要的是保持水溫和蒸發(fā)器表面溫度高于冰點(diǎn)。

? 相對(duì)于鹽水-水系統(tǒng)，水-水系統(tǒng)需要較高的蒸發(fā)溫度。

? 當(dāng)冷凝溫度較低時(shí)，必須確保較大的蒸發(fā)力度。

? 在這些條件下，可以實(shí)現(xiàn)較高的 COP。

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地源熱泵—地板供暖

? 傳統(tǒng)的家用中央供暖系統(tǒng)便是水系統(tǒng)。

? 這種系統(tǒng)適用于地板供暖和/或暖氣。

? 房間溫度可以單獨(dú)調(diào)節(jié)。

? COP 最大為 4

? 適用于新建筑或舊設(shè)施（水溫不超過 60°C）。

? 夏季到來時(shí)，同一套系統(tǒng)可用于地板制冷。

? 該系統(tǒng)可以用于游泳池加熱。

? 該系統(tǒng)能夠靈活適應(yīng)將來的需要。

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6空氣源熱泵

? 空氣源熱泵從室外空氣中采集能量，并將能量轉(zhuǎn)移到室內(nèi)。

? 空氣源熱泵比地源熱泵易于安裝，因?yàn)榘惭b時(shí)無需挖掘或 鉆孔。

? 冬季可能需要輔助供暖系統(tǒng)。

? 可以構(gòu)建空氣-空氣系統(tǒng)和空氣-水系統(tǒng)。

空氣源熱泵——空氣-空氣換熱系統(tǒng)

? 空氣-空氣式空氣源熱泵從室外空氣中采集能量，并將能量轉(zhuǎn) 移到室內(nèi)或空間內(nèi)的再循環(huán)空氣。

? 可以提供不同的溫度范圍（冬季較冷，春秋兩季較暖）。

? 室外氣溫降至大約 6°C 以下時(shí)，需要除霜（通常利用逆循環(huán)）。

? 為了讓蒸發(fā)溫度覆蓋較低和較高的室外溫度，要求壓縮機(jī)有較 寬的工作范圍。

? 冷凝溫度幾乎終年不變。

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空氣源熱泵——空氣-水換熱系統(tǒng)

? 空氣-水式空氣源熱泵從室外空氣中采集能量，并將能量轉(zhuǎn) 移到在供暖系統(tǒng)的循環(huán)水中。

? 風(fēng)冷式蒸發(fā)器。

? 房屋內(nèi)傳統(tǒng)的基于水的集中供暖系統(tǒng)。

? 地板供暖和/或暖氣。

? 房間溫度可以單獨(dú)調(diào)節(jié)。

? COP 高達(dá) 4.5（空氣 7C，水 30/35°C）和 3.5（空氣 7C，水40/45°C）

? 適用于新建筑和舊設(shè)施。（水溫最高可達(dá) 60°C，具體取決于 環(huán)境溫度）

? 夏季：地板制冷。

? 游泳池加熱。

? 能夠靈活適應(yīng)將來的需要。

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7熱泵的市場分析

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