简介
2010年的变暖:热泵的现场试验的建议将会支持地源热泵(GSHP)和空气源热泵(ASHP)在它们最有效的应用领域的安装,特别是在新建筑和绝缘良好的房屋中。
效率稍高的地源热泵的工作原理是从地面提取热量,并将其提升到一个有用的温度。在大多数情况下,地源热泵与空间加热相关的“低等级”热工作得最好,而不是高温DHW。
只有当获得的热量是运行泵所投入的电能的显著倍数时,热泵才有效。两者之间的比率被称为“性能系数”(COP)。“系统效率”比率稍显繁重,因为整个供暖系统的电力都包含在输入中。重要的是要认识到,制造商公布的理想COP数据是在实验室条件下生产的EN14511。3.0以上通常被认为是可以接受的。
EST报告显示,在一小部分地源热泵装置中,系统效率达到了3.0以上,但“中等”的系统效率只有2.3 - 2.5,远低于行业宣传的数字。对性能较差的用户的进一步分析表明,安装受到了设计和安装不充分的影响,用户对控制的理解也很差。
至关重要的是,该报告证明,系统大小正确,设计简单,操作更成功。EST建议,应由提供完整服务的公司进行仔细监测的安装。
GSHP技术
地源热泵(GSHP)是一种从地下提取热量的系统,将其升级到更高的温度,并将其释放到需要空间和水加热的地方。地源热泵的功能可以反向进行冷却。
地源热泵可以是一种高效的空间加热器形式,特别是在与低能耗供暖系统(如地暖)结合部署时。制造商声称(但见上文),用于运行热泵的每千瓦电力通常产生约3 - 4千瓦的热量。
更常见的“闭环”地源热泵安装包括埋在地下的塑料管道,并连接到热泵。水或水-防冻剂混合物通过环形管道,吸收地面的热量。液体流入一个由压缩机和一对热交换器组成的电动热泵,然后再排放回地下回路。
地源热泵的升级热量可用于空间加热和/或水加热。
一个GHSP驱动的空间加热系统的例子
接地回路配置
“水平循环”
管道水平安装在沟槽中。壕沟的深度将根据设计和土壤特性而变化,但一般为1.5 - 2米深。水平循环比垂直循环需要更多的表面积。一个住宅通常需要大约200米长的管道。
“垂直循环”
大多数使用地源热泵的商业和机构项目使用“垂直循环”系统。垂直循环系统的优点是,将管道插入垂直钻孔中,所需的空间更小。坑的间距约为5米,根据设计和土壤特性,坑的间距可在15米至60米之间变化。
弹簧线圈的
“弹簧”是“水平环”的一种变体。弹簧线圈是重叠管道的扁平线圈,展开并水平或垂直敷设。它们能够将传热区域集中到小体积中,从而减少了沟槽的长度,从而减少了所需的土地数量。一个10米长的沟槽铺设了一个“弹簧”线圈,通常可以提供1kW的热负荷。
加热
空间加热
因为地源热泵能将温度提高到40°左右,所以它们最适用于要求温度在30°到35°之间的地暖系统或低温散热器。通过将地源热泵与传统锅炉或浸没式加热器结合使用,可以获得更高的输出,如对传统散热器要求约60°至80°的更高温度。
水加热
地源热泵系统本身不足以直接加热输出的热水。水龙头的热水需要在60°的温度下储存,而家用地源热泵的最高水储存温度是50°。可以设计一种水加热策略,在到达辅助热源之前,引入的水由地源热泵进行预热。然而,可以确定的是,在非高峰电力下工作的浸入式加热器更经济。
环境影响
有限公司2排放
系统 |
一次能源效率(%) |
有限公司2排放
(公斤有限公司2/千瓦时热) |
油锅炉 | 60 - 65 | 0.45 - 0.48 |
燃气锅炉 | 70 - 80 | 0.26 - 0.31 |
冷凝气体锅炉+低温系统 | One hundred. | 0.21 |
电加热 | 36 | 0.9 |
常规电+ GHSP | 120 - 160 | 0.27 - 0.20 |
绿色电力+ GHSP | 300 - 400 | 0.00 |
(来源:可持续能源爱尔兰)
制冷剂
制冷剂存在于地源热泵系统中,因此存在hcfc和毒性的威胁。然而,新型和混合制冷剂(一些使用CO2)而负面影响最小的项目正接近市场。