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      地源熱泵的特點及發展前景一(2)
      [ 來自:不詳  閱讀:   時間:2012.05.24 ]
      1 地源熱泵的分類及其各自特點 地源熱泵在國內也被稱為地熱泵。根據利用地熱源的種類和方式不同可以分為以下三類[7,8]:土壤源熱泵或稱土壤耦合熱泵(GCHP),地下水熱泵(GWHP),地表水熱泵(SWHP)。

      1 地源熱泵的分類及其各自特點

          地源熱泵在國內也被稱為地熱泵。根據利用地熱源的種類和方式不同可以分為以下三類[7,8]:土壤源熱泵或稱土壤耦合熱泵(GCHP),地下水熱泵(GWHP),地表水熱泵(SWHP)。

      1.1 土壤源熱泵

          土壤源熱泵以大地作為熱源和熱匯,熱泵的換熱器埋于地下,與大地進行冷熱交換。土壤源熱泵系統主機通常采用水—水或熱泵機組或水—氣熱泵機組。根據地下熱交換器的布置形式,主要分為垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三類。

          垂直埋管換熱器通常采用的是U型方式,按其埋管深度可分為淺層(<30m),中層(30~100m)和深層(>100m)三種。埋管深,地下巖土溫度比較穩定,鉆孔占地面積較少,但相應會帶來鉆孔、鉆孔設備的經費和高承壓埋管的造價提高??偟膩碚f,垂直埋管換熱器熱泵系統優勢在于:(1)占地面積??;(2)土壤的溫度和熱特性變化??;(3)需要的管材最少,泵耗能低;(4)能效比很高。而劣勢主要在于:由于相應的施工設備和施工人員的缺乏,造價偏高。

          水平埋管換熱器有單管和多管兩種形式。其中單管水平換熱器占地面積最大,雖然多管水平埋管換熱器占地面積有所減少,但管長應相應增加來補償相鄰管間的熱干擾。水平埋管換熱器熱泵系統由于施工設備廣泛使用而且施工人員易找,又加上許多家庭有足夠大的施工場地,因此造價就可以減下來。除需要較大場地外,水平埋管換熱器系統的劣勢還在于:運行性能上不穩定(由于淺層大地的溫度和熱特性隨著季節、降雨以及埋深而變化);泵耗能較高;系統效率降低。

          蛇行埋管換熱器比較適用于場地有限又較經濟的情況下。雖然挖掘量只有單管水平埋管換熱器20%~30%,但是用管量會明顯增加。這種方式優缺點類似于水平埋管換熱器,所以有的文獻將其歸入水平埋管換熱器。

      1.2 地下水磁力泵系統

          在土壤源熱泵得到發展以前,歐美國家最常用的地源熱泵系統是地下水熱泵系統。目前在民用中已經很少使用,主要應用在商業建筑中。最常用的系統形式是采用水—水式板式換熱器,一側走地下水,一側走熱泵機組冷卻水。早期的地下水系統采用的是單井系統,即將地下水經過板式換熱器后直接排放。這樣做,一則浪費地下水資源,二則容易造成地層塌陷,引起地質災害。于是產生了雙井系統,一個井抽水,一個井回灌。地下水熱泵系統的優勢是造價要比土壤源熱泵系統低,另外水井很緊湊,不占什么場地,技術也相對比較成熟,水井承包商也容易找。其劣勢就在于:1.有些地方法規禁止抽取或回灌地下水;2.可供的地下水有限;3.如水質不好或打井不合格要注意水處理;4.如泵選擇過大、控制不良或水井與建筑偏遠,泵耗能就會過大。

      1.3 地表水熱泵系統

          地表水熱泵系統主要有開路和閉路系統。在寒冷地區,開路系統并不適用,只能采用閉路系統??偟膩碚f,地表水熱泵系統具有相對造價低廉、泵耗能低、維修率低以及運行費用少等優點。但是,在公共用的河中,管道或水中的其他設備容易受到損害。另外,如果湖泊過小或過淺,湖泊的溫度會隨著室外氣候發生較大的變化,這就會產生效率降低,制冷或供熱能力降低的后果。

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