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    水源熱泵的工作原理

    文章出處:   責任編輯:   發布時間:2020-04-13 21:58:49    點擊數:-   【

    水源熱泵是利用了地球水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源,進行能量轉換的供暖空調系統。其中可以利用的水體,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。利用地球表面淺層水源,來對太陽能和地熱能進行吸收,從而就形成了低溫低位熱能資源,采用熱泵的原理,通過少量的高位電能輸入,從而使得低位熱能向高位熱能轉移得以實現,這種技術就是水源熱泵技術。

    水源熱泵的工作原理

    水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季為12~22℃,水體溫度比環境空氣溫度高,所以熱泵循環的蒸發溫度提高,能效比也提高。而夏季水體為18~35℃,水體溫度比環境空氣溫度低,所以制冷的冷凝溫度降低,使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式,機組效率提高。

    水源熱泵工作過程及原理

    在自然環境中,水由高處往低處流,熱由高溫處向低溫處傳遞;正象水泵可以把水由低處泵送到高處一樣,熱泵可以把低溫位熱能泵送到高溫位加以利用。

    熱泵需要輸入一定量的高位能(電能)來驅動,但其輸出的熱量是可利用的高位熱能,在數量上是消耗的高位能和吸收的低位熱能的總和,從而節約了高位能。

    即在冬季把高于環境溫度的地能中的熱能取出來供給室內采暖,夏季把室內的熱能取出來釋放到低于環境溫度的地能中。通常水源熱泵消耗1KW的能量,用戶可以得到4KW左右的熱量或冷量。

    水源熱泵的工作原理

    一、在制熱模式的情況下

    在這種情況下的時候,同樣高溫高壓的制冷劑氣體會從壓縮機出來進入冷凝器,高壓液體會在制冷劑向供熱水(建筑供暖用水)中放出熱量的時候而形成,供熱水水溫也會隨著升高,然后,制冷劑會經過膨脹閥,膨脹成低溫低壓液體,進入蒸發器,吸收低溫熱源水(地下水)中的熱量,蒸發成低壓蒸汽,低溫熱源水水溫就會降低。低壓制冷劑蒸汽又進入壓縮機壓縮成高溫高壓氣體,如此循環在冷凝器中獲得供熱水。冬季,熱泵機組從地源(淺層水體或巖土體)中吸收熱量,向建筑物供暖;

    二、在制冷模式的情況下

    在這種情況下的時候,高溫高壓的制冷劑氣體會從壓縮機出來進入到冷凝器中,高溫高壓液體會在制冷劑向冷卻水(地下水)中放出熱量的時候而形成,冷卻水水溫也會隨之而升高,然后,低壓制冷劑蒸汽又進入到壓縮機中,壓縮成了高溫高壓氣體,就這樣不斷循環,在蒸發器中獲得冷凍水。夏季,熱泵機組從室內吸收熱量并轉移釋放到地源中,實現建筑物空調制冷。根據水熱交換系統形式的不同,水源熱泵系統分為地下水水源熱泵系統和地表水水源熱泵系統和地埋管水源熱泵系統。

    水源熱泵的工作原理

    水體的溫度一年四季相對穩定,其波動的范圍遠遠小于空氣的變動。是很好的熱泵熱源和空調冷源,水體溫度較恒定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩定,也保證了系統的高效性和經濟性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。

    水源熱泵使用的是電能,電能本身為一種清潔的能源,但在發電時,消耗一次能源并導致污染物和CO2溫室氣體的排放。所以節能的設備本身的污染就小。當然,像任何事物一樣,水源熱泵也不是十全十美的,其應用也會受到制約。

    受可利用的水源條件限制。水源熱泵理論上可以利用一切的水資源,其實在實際工程中,不同的水資源利用的成本差異是相當大的。對于從地下抽水回灌的使用,必須考慮到使用地的地質的結構,確??梢栽诮洕鷹l件下打井找到合適的水源,同時還應當考慮當地的地質和土壤的條件,保證用后尾水的回灌可以實現。

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