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地源熱泵的分類及其優(yōu)缺點
1)Groundwaterheatpumps,GWHPs(地下水熱泵系統(tǒng)),也就是通常所說的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。通過建造抽水井群將地下水抽出,通過二次換熱或直接送至水源熱泵機組,經(jīng)提取熱量或開釋熱量后,由回灌井群灌回地下。
其最大優(yōu)點是非常經(jīng)濟,占地面積小,但要留意必須符合下列條件:水質(zhì)良好;水量豐富;回灌可靠;符合標準。
2)(a)Horizontalground-coupledheatpump(水平埋管地源熱泵系統(tǒng))(b)Verticalboreholeground-coupledheatpump(垂直埋管地源熱泵系統(tǒng))。(a)和(b)兩種方式都回屬于Ground-coupleheatpumpsGCHPs(地下耦合熱泵系統(tǒng)),也稱埋管式土壤源熱泵系統(tǒng)。還有另外一個術語叫Groundheatexchanger(地下熱交換器地源熱泵系統(tǒng))。這一閉式系統(tǒng)方式,通過中間介質(zhì)(通常為水或者是加進防凍劑的水)作為熱載體,使中間介質(zhì)在埋于土壤內(nèi)部的封閉環(huán)路中循環(huán)活動,從而實現(xiàn)與大地土壤進行熱交換的目的。
對于垂直式埋管系統(tǒng),其優(yōu)點有:較小的土地占用,管路及水泵用電少,其缺點是鉆井用度較高;對于水平式埋管系統(tǒng),其優(yōu)點有:安裝用度比垂直式埋管系統(tǒng)低,應用廣泛,使用者易于把握,其缺點有:占地面積大,受地面溫度影響大,水泵耗電量大。
3)Surface-waterheatpumps,SWHPs(地表水熱泵系統(tǒng))。通過直接抽取或者間接換熱的方式,利用包括江水、河水、湖水、水庫水以及海水作為熱泵冷熱源。回屬于水源熱泵方式。
其優(yōu)點有:在10米或更深的湖中,可提供10℃的直接制冷,比地下埋管系統(tǒng)投資要小,水泵能耗較低,高可靠性,低維修要求、低運行用度,在熱和地區(qū),湖水可做熱源,其缺點有:在淺水湖中,盤管輕易被破壞,由于水溫變化較大,會降低機組的效率。
4)Standingcolumnwellheatpumps,SCW(單井換熱熱井),也就是單管型垂直埋管地源熱泵,在國外常稱為"熱井"。這種方式下,在地下水位以上用鋼套作為護套,直徑和孔徑一致;地下水位以下為自然孔洞,不加任何固井設施。
熱泵機組出水直接在孔洞上部進進,其中一部分在地下水位以下進進周邊巖土換熱,其余部分在邊壁處與巖土換熱。換熱后的流體在孔洞底部通過埋至底部的回水管被抽取作為熱泵機組供水。這一方式主要應用于巖石地層,典型孔徑為150mm,孔深450m。
該系統(tǒng)適用于巖石地質(zhì)地區(qū),該地區(qū)巖石鉆孔用度高,而與巖石直接換熱,大大進步換熱效率,節(jié)省鉆孔、埋管用度。須得留意分析具體地質(zhì)情況,做好隔熱、封閉、過濾、實際換熱量測算等具體工作。
5)鍋爐/冷卻塔與地下埋管相結合的混合型地源熱泵系統(tǒng):適用于空間小,不能單獨采用地下埋管換熱系統(tǒng)的建筑或內(nèi)外分區(qū)冬季有大量可利用的排熱的建筑物,冷卻塔和閉環(huán)式系統(tǒng)相結合制冷,節(jié)省本錢;事實證實該系統(tǒng)是高效率、低用度的。
它的補充熱源有水地源、太陽能、電鍋爐、城市熱網(wǎng)……,額外排熱由冷卻塔或水地源來解決。其系統(tǒng)的設計需要具體計算各季節(jié)的散熱與排熱及總的中和后的散熱或排熱量來選擇熱源和冷卻塔。
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