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淺談為什么地源熱泵比空氣源熱泵更節(jié)能?

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淺談為什么地源熱泵比空氣源熱泵更節(jié)能?

發(fā)布日期:2023-06-02 作者: 點(diǎn)擊:

地源熱泵和空氣源熱泵同樣是節(jié)能環(huán)保的設(shè)備,而且一臺(tái)主機(jī),可以同時(shí)滿足空調(diào)地暖的需要,因此成為住宅用戶的首選。但是用戶在選擇時(shí),常常會(huì)問,地源熱泵為什么比空氣源熱泵更節(jié)能?

首先,地源熱泵和空氣源熱泵都是通過熱泵與壓縮機(jī)工作實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化,達(dá)到節(jié)能的目的。兩者主要區(qū)別在于能量交換的方式不同,也就是換熱方式不同。顧名思義,地源熱泵是通過地下土壤換熱進(jìn)行能量之間交換,而空氣源熱泵和室外空氣進(jìn)行換熱。

地源熱泵

其次,我們分析夏季制冷,室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為24℃~26℃。上海地區(qū)地下土壤常年恒溫(鉆井深度一般<120m),一般維持在16℃~17℃,所以對(duì)于地源熱泵系統(tǒng)來說,它以地下土壤作為低溫?zé)嵩?,與室內(nèi)的高溫?zé)嵩矗ㄊ覂?nèi)空氣)通過壓縮機(jī)做功實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。換句通俗的話說,水往低處流,能量往低處走,地源熱泵制冷就是這個(gè)原理,室內(nèi)高溫?zé)嵩矗ㄏ蛲忉尫艧崃浚O易與地源側(cè)低溫?zé)嵩矗ㄎ帐覂?nèi)熱量)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化,減少壓縮機(jī)做功(耗電少),從而達(dá)到室內(nèi)的設(shè)計(jì)溫度。

而空氣源熱泵以空氣換熱作為夏季制冷系統(tǒng),假設(shè)室外空氣溫度40℃,室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為24℃~26℃。因此壓縮機(jī)做功要從40℃的室外空氣換熱,以維持室內(nèi)溫度24℃~26℃,這就是說要使低溫?zé)嵩捶艧?,高溫?zé)嵩次鼰幔ㄊ覂?nèi)空氣向外釋放熱量,吸收室外空氣的冷量),通過壓縮機(jī)和熱泵耗能做功實(shí)現(xiàn)。相對(duì)于地源熱泵工作原理來講,空氣源換熱難度高,壓縮機(jī)做功大,耗電相對(duì)多。

我們分析冬季采暖,室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為20℃~22℃。假設(shè)冬季室外溫度為-2℃,地下土壤溫度維持在16℃~17℃。顯而易見,地源熱泵壓縮機(jī)工作使16℃~17℃環(huán)境釋放熱量至室內(nèi)達(dá)到20℃~22℃,要比空氣源熱泵從-2℃室外溫度釋放熱量至室內(nèi)達(dá)到20℃~22℃的設(shè)計(jì)溫度做功少,耗電少。

地源熱泵系統(tǒng)在制冷狀態(tài)下,地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功,使其進(jìn)行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將室內(nèi)空氣循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環(huán)的同時(shí)再通過冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝,由循環(huán)水路將冷媒中所攜帶的熱量吸收,通過室外地埋換熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至地下水或土壤里。室內(nèi)熱量通過室內(nèi)空調(diào)末端系統(tǒng)、地源熱泵機(jī)組和室外地埋換熱系統(tǒng)不斷轉(zhuǎn)移至地下土壤的過程中,從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)制冷。

因此,不管是夏季制冷還是冬季制熱,維持同樣的室內(nèi)溫度,地源熱能系統(tǒng)相對(duì)耗電少,節(jié)能方面都優(yōu)于空氣源熱泵。也就是說,地源熱泵必然比空氣源熱泵更節(jié)能。

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