土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相对稳定的特性,通过深埋于建筑物周围的管路系统与建筑物内部完成热交换的装置。冬季从土壤中取热,向建筑物供暖;夏季向土壤排热,为建筑物制冷。它以土壤作为热源、冷源,通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。高效热泵机组的能效比一般能达到4.0kw/h以上,与传统的冷水机组加锅炉的配置相比,全年能耗可节省40%左右,初投资偏高,机房面积较小,节省常规系统冷却塔可观的耗水量,运行费用低,不产生任何有害物质,对环境无污染,实现了环保的功效。
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1、资源可再生利用,土壤源热泵技术利用地球表面浅层地热资源作为冷热源进行能量转换,而地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能,相当于人类每年利用能量的500多倍,且不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这是储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,也是清洁能源。与地面上环境空气相比,地面5m以下土壤温度全年基本稳定且略低于年平均气温,可以分别在夏冬季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。所以从热力学原理上讲,土壤是一种比环境空气更好的热泵系统的冷热源。而且土壤源热泵系统不会把热量、水蒸气及细菌等排人大气环境,符合当前可持续发展的战略要求。通常土壤源热泵消耗lKW的能量,用户可以得到4KW以上的热量或冷量,这多出来的能量就是来自土壤的能源。另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。据美国环保署EPA估计,设计安装良好的土壤源热泵,平均来说可以节约用户30%~40%的供热制冷空调的运行费用。高效的土壤源热泵机组,平均产生1冷吨的冷量仅需0.88kW的电力消耗,其耗电量仅为普通冷水机组加锅炉系统的30%~60%;
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1、埋地换热器受土壤性能影响较大,土壤的热工性能、能量平衡、土壤中的传热与传湿对传热有较大影响;
2、连续运行时热泵的冷凝温度和蒸发温度受土壤温度的变化发生波动;
3、土壤导热系数较小,换热量较小。已有的经验表明,其持续吸热速率一般为25W/m2,所以当供热量一定时,换热盘管占地面积较大,埋管的敷设无论是水平开挖布置还是钻孔垂直安装,都会增加土建费用。
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