熱力學(xué)第二定律,克勞修斯表述為:熱量不能自發(fā)地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。熱泵系統(tǒng)就是把能量由低溫物體傳遞到高溫物體,是以花費(fèi)一部分電能為代價(jià),從自然環(huán)境中獲取能量進(jìn)行供熱或制冷。熱泵所提供的能量遠(yuǎn)大于所消耗的能量,能很好的綜合利用能源的措施,熱泵由蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī),膨脹閥等部件組成。熱泵按照所需熱源的不同分為大體可分為空氣源熱泵、水源熱泵和地源熱泵。
地源熱泵和水源熱泵有什么不同呢?
地源熱泵是一種利用地表淺層地?zé)豳Y源(也稱(chēng)地能,包括地下水、土壤和地表水等攜帶的量)的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)集地質(zhì)勘探成井技術(shù)、熱泵技術(shù)和暖通技術(shù)于一體,利用地?zé)豳Y源進(jìn)行采暖和制冷。地源熱泵通過(guò)輸入少量的高品位能源(如電能),實(shí)現(xiàn)低溫位或高溫位的能量轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源。通常地源熱泵機(jī)組的性能系數(shù)COP(指其制熱量與所消耗的電能的比值)達(dá)到3.8-5.4,即消耗1kW的能量可以得到4kW以上的熱量或制冷量。地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高出許多,可以節(jié)約能源和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。另外,地能溫度較恒定的特性,使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。地源熱泵系統(tǒng)可供暖、制冷,還可供生活熱水,一機(jī)多用,初投資相對(duì)較少,一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐和空調(diào)兩套裝置或系統(tǒng);可應(yīng)用于各種建筑中。
水源熱泵是利用地球水所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷、熱源,進(jìn)行轉(zhuǎn)換的空調(diào)技術(shù)。水源熱泵可分為地源熱泵和水環(huán)熱泵。地源熱泵包括地下水熱泵、地表水(江、河、湖、海)熱泵、土壤源熱泵;利用自來(lái)水的水源熱泵習(xí)慣上被稱(chēng)為水環(huán)熱泵。
水源熱泵的原理
地球表面淺層水源(一般在1000 米以?xún)?nèi)),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太陽(yáng)進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰?,并且水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。水源熱泵技術(shù)的工作原理就是:通過(guò)輸入少量高品位能源(如電能),實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源,即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來(lái),釋放到水體中去,由于水源溫度低,所以可以高效地帶走熱量,以達(dá)到夏季給建筑物室內(nèi)制冷的目的;而冬季,則是通過(guò)水源熱泵機(jī)組,從水源中“提取”熱能,送到建筑物中采暖。
對(duì)于從地下抽水回灌的使用,必須考慮到使用地的地質(zhì)的結(jié)構(gòu),確??梢栽诮?jīng)濟(jì)條件下打井找到合適的水源,同時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和土壤的條件,保證用后尾水的回灌可以實(shí)現(xiàn)。