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水源热泵的工作原理

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2020-04-13 21:58:49    点击数:-   【

水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。利用地球表面浅层水源,来对太阳能和地热能进行吸收,从而就形成了低温低位热能资源,采用热泵的原理,通过少量的高位电能输入,从而使得低位热能向高位热能转移得以实现,这种技术就是水源热泵技术。

水源热泵的工作原理

水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。而夏季水体为18~35℃,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高。

水源热泵工作过程及原理

在自然环境中,水由高处往低处流,热由高温处向低温处传递;正象水泵可以把水由低处泵送到高处一样,热泵可以把低温位热能泵送到高温位加以利用。

热泵需要输入一定量的高位能(电能)来驱动,但其输出的热量是可利用的高位热能,在数量上是消耗的高位能和吸收的低位热能的总和,从而节约了高位能。

即在冬季把高于环境温度的地能中的热能取出来供给室内采暖,夏季把室内的热能取出来释放到低于环境温度的地能中。通常水源热泵消耗1KW的能量,用户可以得到4KW左右的热量或冷量。

水源热泵的工作原理

一、在制热模式的情况下

在这种情况下的时候,同样高温高压的制冷剂气体会从压缩机出来进入冷凝器,高压液体会在制冷剂向供热水(建筑供暖用水)中放出热量的时候而形成,供热水水温也会随着升高,然后,制冷剂会经过膨胀阀,膨胀成低温低压液体,进入蒸发器,吸收低温热源水(地下水)中的热量,蒸发成低压蒸汽,低温热源水水温就会降低。低压制冷剂蒸汽又进入压缩机压缩成高温高压气体,如此循环在冷凝器中获得供热水。冬季,热泵机组从地源(浅层水体或岩土体)中吸收热量,向建筑物供暖;

二、在制冷模式的情况下

在这种情况下的时候,高温高压的制冷剂气体会从压缩机出来进入到冷凝器中,高温高压液体会在制冷剂向冷却水(地下水)中放出热量的时候而形成,冷却水水温也会随之而升高,然后,低压制冷剂蒸汽又进入到压缩机中,压缩成了高温高压气体,就这样不断循环,在蒸发器中获得冷冻水。夏季,热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中,实现建筑物空调制冷。根据水热交换系统形式的不同,水源热泵系统分为地下水水源热泵系统和地表水水源热泵系统和地埋管水源热泵系统。

水源热泵的工作原理

水体的温度一年四季相对稳定,其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源,水体温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

水源热泵使用的是电能,电能本身为一种清洁的能源,但在发电时,消耗一次能源并导致污染物和CO2温室气体的排放。所以节能的设备本身的污染就小。当然,像任何事物一样,水源热泵也不是十全十美的,其应用也会受到制约。

受可利用的水源条件限制。水源热泵理论上可以利用一切的水资源,其实在实际工程中,不同的水资源利用的成本差异是相当大的。对于从地下抽水回灌的使用,必须考虑到使用地的地质的结构,确保可以在经济条件下打井找到合适的水源,同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件,保证用后尾水的回灌可以实现。