电热泵的类型及其优点

Jahnavi Sajip
作者:Jahnavi Sajip
2018年5月15日
4分钟阅读
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    在设计之前空间加热生活热水建筑系统的一个关键步骤是确定运行这些设备的能源来源。与电阻加热相比,天然气或燃油燃烧的运行成本更低,但这些燃料会产生排放,需要一个排气系统。另一方面,如果使用太阳能或风能,电暖器有可能是无排放的。

    电阻加热器是最常见的用电配置,但考虑到纽约的电费,其运行成本可能非常高。然而,电热泵通常可以提供2到4单位的热量每单位的电力消耗,提供一个更低的运行成本比等效电阻加热器。在纽约,对于给定的能源输送量,电力比燃气贵得多,但电热泵的运行成本可以与燃气锅炉相媲美更有效地利用能源投入

    本文将概述两种主要的电热泵配置:空气源和地热系统。

    空气源热泵

    顾名思义,空气源热泵从周围空气中提取能量来传递热量。这就像空调倒转一样:你注意到室外机是如何使周围的空气变暖的吗?嗯,热泵在室内使用了同样的效果。

    假设供热能力相同,带有“能源之星”标签的空气源热泵只消耗了电阻加热器所需能量的40%左右。它们的效率由供暖季节性能因子(HSPF),这是Btu输出功率与输入功率的比值,类似于汽车的油耗值。寻找最高的HSPF值,符合您的预算,最大限度地节省能源。

    就像空调系统一样,空气源热泵也可以采用组合式系统或分体式系统(无管道)。如果你的房子已经有管道系统,一个组合式热泵可能是最好的选择。另一方面,如果管道安装是不切实际的,建议无管道系统。ENERGY STAR空气源热泵的封装配置的HSPF最低为8.2,无管道配置的HSPF最低为8.5。

    逆循环冷却装置是空气源热泵的一种亚型,它将热量传递给水库,而不是直接向室内空气提供热量。这种设置允许热泵与地板辐射采暖管道或风扇盘管。

    地热热泵

    室外空气的温度全年变化很大,空气源热泵在冬季最冷的日子里效率会降低。地面作为热源要可靠得多;这种系统结构直接从地面、地下水或附近的水体(如池塘或湖泊)提取热量。地热热泵系统通常被称为水源热泵,因为大多数系统配置使用带防冻液的水作为热泵和地面之间的热交换介质。

    geothermalheatpump.jpg

    地热热泵比空气源热泵具有更高的效率。市场上的高效机型比电阻加热器节能70%以上,市场上最高效的地热泵节能80%以上。

    地热热泵可进一步分为闭环系统和开环系统。

    • 闭环系统有一个封闭的管道循环,在热泵和地面之间循环,但里面的水不会与地下水混合。
    • 开环系统从井中抽取地下水,使其通过热泵循环,然后排出。考虑到其操作程序,开环系统应遵守任何适用的地下水排放法规。

    闭环系统可以使用垂直或水平水循环,这取决于土地的可用性。水平回路需要至少4英尺深的沟槽,适用于土地面积大的地方。另一方面,垂直回路可以深入地下数百英尺,通常在土地有限的情况下使用——纽约的高层建筑就是一个例子。如果房子靠近池塘或湖泊等水体,地下水循环系统可以被淹没,这样安装成本就低得多。

    有效使用热泵的建议

    如果您正在考虑为您的建筑使用热泵,那么最佳选择将根据项目情况而变化。地热热泵是最有效的,但也是最难安装的,尤其是在高层建筑中的垂直闭环系统。还要考虑到地热热泵需要事先对你的财产下面的地面进行评估——如果岩石阻碍了挖掘,这个项目可能就不可行了。

    如果您的安装已经使用了循环管道,可以考虑使用反循环冷水机组(RCC),如果您已经有了风管,则可以考虑使用包装式机组。在公寓建筑中,无管道热泵是一个很好的选择,因为每个住宅都有单独的供暖和制冷系统。在新建建筑中,可以考虑安装地热泵,因为在还没有建筑的时候,安装地下水循环系统要容易得多。

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