地源熱泵節(jié)能相比空氣源熱泵哪個(gè)更節(jié)能？
時(shí)間:2022-03-02
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地源熱泵節(jié)能相比空氣源熱泵哪個(gè)更節(jié)能？
地源熱泵和空氣源熱泵同樣是節(jié)能環(huán)保的設(shè)備，而且一臺(tái)主機(jī)，可以同時(shí)滿足空調(diào)地暖的需要，因此成為住宅用戶的首選。但是用戶在選擇時(shí)，常常會(huì)問，地源熱泵為什么比空氣源熱泵更節(jié)能？首先，地源熱泵和空氣源熱泵都是通過熱泵與壓縮機(jī)工作實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，達(dá)到節(jié)能的目的。兩者主要區(qū)別在于能量交換的方式不同，也就是換熱方式不同。顧名思義，地源熱泵是通過地下土壤換熱進(jìn)行能量之間交換，而空氣源熱泵和室外空氣進(jìn)行換熱。
其次，我們分析夏季制冷，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為24℃～26℃。上海地區(qū)地下土壤常年恒溫（鉆井深度一般＜120m），一般維持在16℃～17℃，所以對(duì)于地源熱泵系統(tǒng)來說，它以地下土壤作為低溫?zé)嵩?，與室內(nèi)的高溫?zé)嵩矗ㄊ覂?nèi)空氣）通過壓縮機(jī)做功實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。換句通俗的話說，水往低處流，能量往低處走，地源熱泵制冷就是這個(gè)原理，室內(nèi)高溫?zé)嵩矗ㄏ蛲忉尫艧崃浚O易與地源側(cè)低溫?zé)嵩矗ㄎ帐覂?nèi)熱量）實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，減少壓縮機(jī)做功（耗電少），從而達(dá)到室內(nèi)的設(shè)計(jì)溫度。而空氣源熱泵以空氣換熱作為夏季制冷系統(tǒng)，假設(shè)室外空氣溫度40℃，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為24℃～26℃。因此壓縮機(jī)做功要從40℃的室外空氣換熱，以維持室內(nèi)溫度24℃～26℃，這就是說要使低溫?zé)嵩捶艧?，高溫?zé)嵩次鼰幔ㄊ覂?nèi)空氣向外釋放熱量，吸收室外空氣的冷量），通過壓縮機(jī)和熱泵耗能做功實(shí)現(xiàn)。相對(duì)于地源熱泵工作原理來講，空氣源換熱難度高，壓縮機(jī)做功大，耗電相對(duì)多。
在地源熱泵系統(tǒng)的冷卻狀態(tài)下，地源熱泵單元中的壓縮機(jī)對(duì)制冷劑執(zhí)行工作，以進(jìn)行氣液轉(zhuǎn)換. 通過制冷劑/空氣熱交換器中的制冷劑的蒸發(fā)，室內(nèi)空氣循環(huán)所攜帶的熱量被吸收到制冷劑中，并且在制冷劑循環(huán)的同時(shí)制冷劑在制冷劑/水熱交換器中被制冷劑冷凝，并且制冷劑由循環(huán)水通道攜帶. 吸收的熱量最終通過室外地下熱交換系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到地下水或土壤中. 室內(nèi)熱量通過室內(nèi)空調(diào)終端系統(tǒng)，地源熱泵機(jī)組和室外地下熱交換系統(tǒng)不斷傳遞到地下土壤，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)制冷。
最后，我們分析冬季采暖，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為20℃～22℃。假設(shè)冬季室外溫度為-2℃，地下土壤溫度維持在16℃～17℃。顯而易見，地源熱泵壓縮機(jī)工作使16℃～17℃環(huán)境釋放熱量至室內(nèi)達(dá)到20℃～22℃，要比空氣源熱泵從-2℃室外溫度釋放熱量至室內(nèi)達(dá)到20℃～22℃的設(shè)計(jì)溫度做功少，耗電少。
因此，不管是夏季制冷還是冬季制熱，維持同樣的室內(nèi)溫度，地源熱能系統(tǒng)相對(duì)耗電少，節(jié)能方面都優(yōu)于空氣源熱泵。也就是說，地源熱泵必然比空氣源熱泵更節(jié)能。
