空气源热泵、土壤源热泵、水源热泵
#丹佛斯 #卡士妥 #科慕 #德图仪器
一、热泵的定义与根本原理
热泵是一种在高位能（一般为电能、热能）的驱动下，将低位热源(凡是是空气、水或土壤）的热能转移到高位热源的节能安装，从而为室第、贸易和工农业供热、供冷及供给热水等办事。
以室内供热为例阐明热泵节能的效果，下图给出了3种供热计划。若向室内赐与10kW热量庇护室温20℃，摘用燃煤供热需要供给14.286kW的化学能（燃煤效率取70%），并排放大量污染物;摘用电阻加热器，间接加热室内空气，至少需要赐与电能10kW;而摘用电能驱动热泵向室内供热，仅消耗2.857kW的电能（COP取3.5)。可见，热泵供热削减了大量高位能源消耗。
二、常见的三种热泵机组特征
1、空气源热泵机组
以室外空气为热源的热泵机组，称为空气源热泵机组。空气源热泵是更具有普适性的热泵形式1。根据冷却介量的差别，又可分为空气/空气热泵（如分体柜式热泵空调器、热泵型窗式空调器等）和空气/水热泵（如空气源热泵热水器、空气源热泵冷热水机组等）。下图是空气源热泵的原理示企图。
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空气源热泵机组的安拆和利用都比力简单和便利，机组运行有必然噪声。一方面，空气源热泵机组一般不需要围护构造，安插在室外;一方面，空气的热容量比水小，在同样的换热量要求下，空气源热泵机组所需要空气量比水大良多，如许所选用的风机也较大，招致空气源热泵机组的噪声增大。
室外空气侧换热器外表温度低于四周空气的露点温度且低于0℃时，换热器外表就会结霜，机组结霜将会降低室外侧换热器的传热系数，增加空气侧的活动阻力，招致机组的COP及供热才能下降。
2、 土壤源热泵
以地下常温土壤或增温岩土体为热源的热泵机组，称为土壤源热泵机组。如下图所示，土壤源热泵通过深埋于建筑物四周的管路系统，冬季从土壤中取热，向建筑物供热;夏日向土壤排热，为建筑物造冷。
相关于地表水和空气，土壤的温度全年颠簸较小，能够别离在夏冬季供给相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度，使得热泵机组运行愈加高效、不变、可靠。凡是土壤源热泵消耗1kWh的能量，用户能够得到4kWh以上的热量/冷量。
比拟空气源热泵，土壤源热泵不存在除霜问题，热泵机组一般安插在室内，有较好的隔音效果和降噪办法。
土壤的传热性能欠佳，凡是需要较大的传热面积，招致埋管占空中积较大或埋深较深，久远看还需要考虑埋管对将来地盘开发的影响。别的在地下埋设管道成本较高，运行中若产生毛病也不容易检修。
土壤源热泵冬季从地下取热，夏日向地下排热，当冬夏取热和排热负荷不服衡或热量填补和消纳不敷够时，持久利用易形成地温升高或降低，使得热泵的换热效果下降。所以设想时应停止热平衡计算，需要时可摘用辅助冷却和加热的办法掌握土壤持久温度颠簸在容许范畴内。
3、 水源热泵
以地表或地下水源为热源（或热汇）的热泵机组，称为水源热泵机组。水源热泵的水源次要来自地下水、地表水、污水和废水等。下图是其原理示企图。
同其他型式热泵比拟，水源热泵机组水体的温度相对不变，其颠簸范畴小于空气，可操纵的水体温度能在夏冬季供给相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。因而水源热泵机组运行不变可靠，也不存在空气源热泵的冬季除霜等问题。
取水修建物复杂，较适用于中大规模工程。大型水源热泵机组供热才能凡是在1000~3000kW摆布2，供大型热泵站用的水源热泵机组供热才能可到达15MW、20MW、25MW、30MWV。
水源热泵的利用，应先领会本地水源情状，对水源情况停止足够查询拜访，确定用水计划。若操纵地下水，必需考虑回灌问题，且应连系本地的地量情状考虑回灌体例。回灌困难是目前大大都工程碰着的问题，地下水地源热泵的利用应慎重。
三、热泵 造运行才能与节能参数权衡
为权衡热泵机组和系统的造热/造冷才能、效率和节能效果，凡是摘用以下参数对热泵机组和系统停止评判:
(1）造热量(Qh）
热泵按造热工况运行时，单元时间内向热用户（热汇）赐与的热量，即造热工况热泵机组中冷凝器所赐与的热量。造热量用来度量热泵机组的造热才能的大小。
(2）造冷量(Qc)
热泵按造冷工况运行时，单元时间内从被冷却物体中提取的热量，即造冷工况热泵机组的蒸发器所吸收的热量。造冷量用来度量热泵机组的造冷才能的大小。
(3）性能系数（COP)
定义为热泵机组的造热量（或造冷量）与其消耗功率之比，其值用W表达，无因次量。COP值是同运行工况有关的量，在热泵性能评判中，凡是用其额定工况的COP值，其值反映了热泵额定工况性能。
(4）造热季节能效比（HSPF)
在造热季节中，热泵停止造热运行时向室内送进的热量总和与消耗的高位能总和之比，其值用kWh/kWh表达，简称HSPF。
(5）全年性能参数（APF)
因为热泵一般是全年冬、夏两季运行（造热和造冷工况），APF为查核其综合性能，其定义为:以一年为计算周期，统一台热泵在造冷季节从室内除往的热量及造热季节向室内送进的热量总和与统一期间内消耗的高位能总和之比，其值用kWh/kWh表达，简称APF。在热泵性能评判中引进APF将会利用户领会更接近现实利用形态的热泵能耗和年消耗电能的几。
(6）能源操纵系数（E)
定义为热泵机组的造热量（造冷量）与消耗的初级能源之比。凡是用E来评判热泵的节能效果。
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