1熱泵的概念

1）、熱泵是一種利用機械能將熱量從一個地點轉(zhuǎn)移到另一個地點的設(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的。

?它天然存在于土壤中，經(jīng)常從風、陽光和降雨中得到補充。

?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，儲存于土壤或空氣中。

?在地球接收的太陽能中，有44%最終儲存于土壤中。

?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)境財務(wù)方面具有極大的優(yōu)勢。

3熱泵的系統(tǒng)原理圖

制冷循環(huán)-供暖系統(tǒng)

?動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壓縮機、一個冷凝器、一個膨脹裝置和一個蒸發(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。

?液態(tài)制冷劑從壓縮機流向冷凝器，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。制冷回路中有一個四通閥，用于在供暖模式和制冷模式之間切換。點擊按鈕，查看如何將制冷循環(huán)同時用于供暖和制冷。

冬季制熱運行系統(tǒng)原理圖：

夏季制冷運行系統(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：

0

1

2

3

4

5

5地源熱泵

?地源熱泵采集地下存儲的太陽能。

?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。

6

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（具體細節(jié)請參考地方和國家法規(guī)。）

8

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）。

?對于一個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（具體細節(jié)請參考地方和國家法規(guī)）。

9

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。

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

?當冷凝溫度較低時，必須確保較大的蒸發(fā)力度。

?在這些條件下，可以實現(xiàn)較高的COP。

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，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。

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，因為安裝時無需挖掘或鉆孔。

?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，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，要求壓縮機有較寬的工作范圍。

?冷凝溫度幾乎終年不變。

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。

?房間溫度可以單獨調(diào)節(jié)。

?COP高達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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