地熱能系列—地熱能利用之地源熱泵(三)

2020-12-06 中國科學院

過去，人們只重視對深層地熱能的開採，而忽略了淺表層蘊藏的豐富低溫地熱能，地源熱泵技術有效地利用低溫地熱水、地熱尾水、地下水、地表水等低溫地熱能，通過熱泵循環，向建築物供暖

原理簡介

熱泵的工作原理與家用電冰箱相同，通過製冷劑（氟利昂）在蒸發器、壓縮機，冷凝器和膨脹閥等部件中的氣相變化(沸騰和凝結)的循環來將低溫物體的熱量傳遞到高溫物體中去。只不過電冰箱實際上是單向輸熱泵，而地熱熱泵則可雙向輸熱。冬季，它從地球提取熱量，然後提供給住宅或大樓（供熱模式）；夏季，它從住宅或大樓提取熱量，然後又提供給地球蓄存起來（空調模式）。不管是哪一種循環，水都是加熱並蓄存起來，發揮了一個獨立熱水加熱器的全部的或部分的功能。由於電流只能用來傳熱，不能用來產生熱，因此地熱泵將可以提供比自身消耗的能量高3～4倍的能量。它可以在很寬的地球溫度範圍內使用。在美國，地熱泵系統每年以 20％的增長速度發展，而且未來還將以兩位數的良好增長勢頭繼續發展。據美國能源信息管理局預測，到2030年地熱泵將為供暖、散熱和水加熱提供高達 68Mt油當量的能量。

組成部分

淺層地熱能開發是通過地源熱泵系統實現，地源熱泵系統主要由三部分組成：

　　1）地下換熱系統　  2）水源熱泵機組　 　3）室內末端系統

優越性
　　優點：
　　（1）從地層到機組之間的換熱效率較高，熱量損失小。（2）工況最穩定。
　　缺點：
　　（1）對水文地質條件有較高的依賴性。（2）成井工藝及回灌工藝要求高，維護工作量大。
　　（3）受水行政管理部門政策制約，適用地區局限

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