供熱空調(diào)利用水源熱泵技術(shù)的條件
水源熱泵是改變循環(huán)水、冷卻水的水流方向,,并通過閥門切換來實現(xiàn)夏天制冷,、冬天制熱的功能,,水源熱泵技術(shù)具有性能穩(wěn)定,設(shè)計安裝簡便的優(yōu)點,因此這種技術(shù)是有著非常廣闊的發(fā)展空間。
一,、熱泵的工作原理及種類
1、根據(jù)熱力學(xué)第二定律,,熱可以自發(fā)地由高溫物體傳向低溫物體,,而由低溫物體傳向高溫物體則必須作功,正如水能夠通過水泵從低處向高處流動一樣,,熱泵系統(tǒng)實現(xiàn)了把能量由低溫物體向高溫物體的傳遞,,它是以花費一部分高質(zhì)能(耗電)為代價,從自然環(huán)境中獲取能量,,并連同所花費的高質(zhì)能一起向用戶供熱,也就是說熱泵的供熱量永遠大于所消耗的功量,,所以是綜合利用能源的一種很有價值的措施,。
熱泵的硬件組成和制冷系統(tǒng)大致相同,也是由壓縮機,、蒸發(fā)器,、冷凝器、膨脹閥等主要部件組成,。只是制冷是從制冷房間吸熱到冷凝器散發(fā)給冷卻介質(zhì),,熱泵是制冷工況的逆過程,即把熱量從冷凝器的介質(zhì)吸收過來散發(fā)到制熱房間中,。
2,、熱泵技術(shù)按所需熱源的不同大體可分為氣源熱泵、地源熱泵及水源熱泵,。
(1),、氣源熱泵即通常所說的風(fēng)冷熱泵,是以室外空氣作為熱源,,是目前應(yīng)用最為廣泛的熱泵系統(tǒng),,現(xiàn)已成為市場上的主導(dǎo)產(chǎn)品,,但這種熱泵的應(yīng)用有其局限性,在我國北方寒冷的冬季,,隨著室外溫度的降低,,熱泵效率大大降低,而且蒸發(fā)器極易結(jié)冰,,需消耗電能解凍,,很不經(jīng)濟,因此這種熱泵僅適用于我國黃河以南,,冬季室外氣溫較高的地區(qū)使用,。
(2)、地源熱泵是將換熱盤管深埋于地下,,吸收土壤中的低溫?zé)崃窟M行供熱,,由于全年土壤溫度波動較小,地源熱泵的季節(jié)工況較為恒定,,但地源熱泵因深埋于地下的換熱管技術(shù)較為復(fù)雜,,且投資較大,目前僅在歐美一些發(fā)達國家有所應(yīng)用,,在我國廣泛推廣有一定的困難,。
(3)、水源熱泵是目前我國應(yīng)用較多的熱泵形式,,它是以水(包括江,、河、湖泊,、地下水等)作為冷熱源體,,在冬季利用熱泵吸收其熱量向建筑供暖,在夏季熱泵將吸收到的熱量向其排放,,實現(xiàn)對建筑物的供冷,。在水源熱泵的應(yīng)用當(dāng)中,又以利用地下水的地下水水源熱泵應(yīng)用較為廣泛,。其工作原理大都是通過外部管道及閥門的切換來實現(xiàn)冬夏工況的轉(zhuǎn)換,,夏季空調(diào)供回水走蒸發(fā)器,地下水走冷凝器,,冬季空調(diào)供回水走冷凝器,,地下水走蒸發(fā)器。
二,、地下水水源熱泵技術(shù)的特點
1,、高效節(jié)能,運行費用低:
在評價熱泵機組和制冷機組的性能時常用到“功效比”,,用COP表示,,即系統(tǒng)輸出的功率與所消耗的功率之比,。風(fēng)冷熱泵其COP值一般在2.0~3.0之間,而水源熱泵國內(nèi)產(chǎn)品在供熱時COP值可達3.5~4.0,,供冷時活塞式機組為5.0~5.2,,螺桿式機組可達6.0,從這一點上看,,水源熱泵可以被稱作高效節(jié)能的供冷供熱設(shè)備,。水源熱泵在制熱時所需的地下水即相當(dāng)于鍋爐燃燒的煤或油,而且地下水占熱泵所供熱量的70%~75%,,這些熱量所消耗的代價僅為廉價的地下水,,其成本要大大低于燃油和燃煤。
2,、一機兩用:
水源熱泵通過在管路上的閥門轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)冬季制熱,,夏季制冷的作用。與原來的系統(tǒng)相比,,可以減少一套主機系統(tǒng),。并且水源熱泵機組是整機安裝,檢修方便,。所以水源熱泵具有一機兩用,,投資低,維修方便的特點,。
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水源熱泵機組供熱時省去了燃煤、燃氣,、燃油等鍋爐房系統(tǒng),,無燃燒過程,避免了排煙,、排污等污染;而且水源熱泵機組無需設(shè)置冷卻塔,,避免了冷卻塔噪音和向大氣排放煙塵及有害氣體,,省去了高成本的自來水,因此水源熱泵可稱其為低成本的綠色空調(diào)產(chǎn)品,。
4,、機房面積小,靈活安全:
用途廣,由于熱泵機組兼有供冷供熱的功能,,機組本身體積較小,,因而使機房面積大大減小,機組可靈活地安裝在任何地方,,沒有儲煤,、儲油罐等衛(wèi)生及安全隱患,,機組采用智能化微電腦控制系統(tǒng),并有備用手動操作系統(tǒng),,無需專業(yè)人員操控,,完善的電腦控制和多重保護,使整機運行安全可靠,。
水源熱泵機組從嚴寒地區(qū)至熱帶地區(qū)均適用,,機組適用的水源溫度從8℃到35℃均可,既可以提供7℃或50℃的空調(diào)用水,,也可以提供同樣溫度的生活熱水,;既可以作為城市區(qū)域供熱的熱源使用,也可以為辦公樓,、賓館,、別墅、居民小區(qū)等提供中央空調(diào)系統(tǒng),。
三,、水源熱泵在供熱空調(diào)中應(yīng)用應(yīng)具備的條件
1、可靠的水源:
對于水源熱泵而言,,其水源可為地表水,、江河水、湖水,、海水及地下水,,但目前應(yīng)用較多的水源熱泵均采用地下水,地下水作為國家的重要資源之一,,政府對開采與使用有各種限制政策和法規(guī),,要獲取地下水,須通過政府有關(guān)主管部門的批準方可,,并應(yīng)有可靠的技術(shù)措施確保地下水的回灌,。
2、充足的水源水量:
水源水量是影響水源熱泵系統(tǒng)的重要因素,,其水量的多少與建筑物負荷大小及空調(diào)設(shè)計方案等有關(guān),,在確定方案之前,應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)資料合理確定水量,,必要時可先打井做抽水實驗,,查看在規(guī)定的連續(xù)抽水時間內(nèi)地下水的水位降是否符合要求,并根據(jù)確定的水量來選定取水井與回灌井的數(shù)量,。據(jù)資料介紹,,一般要求地下水的取水量為每kW制冷量為0104~0106kgPs。
3,、合適的水源水溫:
水源的溫度也是影響水源熱泵的重要因素,,同樣的機組,,由于水溫不同其提供的冷量和熱量也不同。一般來講,,水源熱泵對水源溫度要求的范圍是:制冷工況下,,進蒸發(fā)器水溫為10~22℃;制熱工況下,進冷凝器的水溫為18~40℃,。