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水源热泵的原理及优缺点

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2020-04-15 22:22:13    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。

水源热泵的原理及优缺点

水源热泵的原理是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。下面为大家介绍一下水源热泵的工作原理。

一、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。

水源热泵的原理及优缺点

二、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。

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。

水源热泵的原理及优缺点

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。

水源热泵的原理及优缺点

水源热泵优点

1、高效节能

水源热泵是目前空调系统中能效比(COP值)最高的制冷、制热方式,理论计算可达到7,实际运行为4~6。

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。而夏季水体温度为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,从而提高机组运行效率。水源热泵消耗1kW.h的电量,用户可以得到4.3~5.0kW.h的热量或5.4~6.2kW.h的冷量。与空气源热泵相比,其运行效率要高出20~60%,运行费用仅为普通中央空调的40~60%。

水源热泵的原理及优缺点

2、属可再生能源利用技术

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。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量),而且是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说,水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。

3、节水省地

以地表水为冷热源,向其放出热量或吸收热量,不消耗水资源,不会对其造成污染;省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施,机房面积大大小于常规空调系统,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。

4、环保效益显著版权为ehvacr.com

水源热泵机组供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统,无燃烧过程,避免了排烟、排污等污染;供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以,水源热泵机组运行无任何污染,无燃烧、无排烟,不产生废渣、废水、废气和烟尘,不会产生城市热岛效应,对环境非常友好,是理想的绿色环保产品。

水源热泵的原理及优缺点

5、一机多用,应用范围广

水源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物,水源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量能源,而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求,减少了设备的初投资。其总投资额仅为传统空调系统的60%,并且安装容易,安装工作量比传统空调系统少,安装工期短,更改安装也容易。水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,小型的水源热泵更适合于别墅、住宅小区的采暖、供冷。

6、运行稳定可靠,维护方便

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,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;采用全电脑控制,自动程度高。由于系统简单、机组部件少,运行稳定,因此维护费用低,使用寿命长。

7、符合国家政策,获得政策性支持

国家十分重视可再生能源开发利用工作,《中华人民共和国可再生能源法》已于2006年1月1日起实施;同时,在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中,又把大力发展和规模化应用新能源和可再生能源作为能源领域的优先发展主题。从国家立法和发展战略的高度,对可再生能源的发展应用予以强力推动。暖通空调在线

日前,国家财政部、建设部发文《关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》以及《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》,明确指出"十一五"期间,可再生能源应用面积占新建建筑面积比例为25%以上,到2020年,可再生能源应用面积占新建建筑面积比例为50%以上,这为我国水源热泵的发展提供了良好的环境和强劲的动力。

水源热泵的应用限制(缺点):

1、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。所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。目前的水源热泵利用方式中,闭式系统一般成本较高。而开式系统,能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件。对开式系统,水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。

2、水层的地理结构的限制

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。

3、投资的经济性由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响,水源的基本条件的不同;一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同。虽然总体来说,水源热泵的运行效率较高、费用较低。但与传统的空调制冷取暖方式相比,在不同地区不同需求的条件下,水源热泵的投资经济性会有所不同。

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