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    水源熱泵的原理及優缺點

    文章出處:   責任編輯:   發布時間:2020-04-15 22:22:13    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。

    水源熱泵的原理及優缺點

    水源熱泵的原理是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。下面為大家介紹一下水源熱泵的工作原理。

    一、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。

    水源熱泵的原理及優缺點

    二、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。

    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。

    水源熱泵的原理及優缺點

    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。

    水源熱泵的原理及優缺點

    水源熱泵優點

    1、高效節能

    水源熱泵是目前空調系統中能效比(COP值)最高的制冷、制熱方式,理論計算可達到7,實際運行為4~6。

    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。而夏季水體溫度為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,從而提高機組運行效率。水源熱泵消耗1kW.h的電量,用戶可以得到4.3~5.0kW.h的熱量或5.4~6.2kW.h的冷量。與空氣源熱泵相比,其運行效率要高出20~60%,運行費用僅為普通中央空調的40~60%。

    水源熱泵的原理及優缺點

    2、屬可再生能源利用技術

    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。地表土壤和水體不僅是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽輻射能量,比人類每年利用能量的500倍還多(地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量),而且是一個巨大的動態能量平衡系統,地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發散的相對的均衡。這使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。所以說,水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術。

    3、節水省地

    以地表水為冷熱源,向其放出熱量或吸收熱量,不消耗水資源,不會對其造成污染;省去了鍋爐房及附屬煤場、儲油房、冷卻塔等設施,機房面積大大小于常規空調系統,節省建筑空間,也有利于建筑的美觀。

    4、環保效益顯著版權為ehvacr.com

    水源熱泵機組供熱時省去了燃煤、燃氣、然油等鍋爐房系統,無燃燒過程,避免了排煙、排污等污染;供冷時省去了冷卻水塔,避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以,水源熱泵機組運行無任何污染,無燃燒、無排煙,不產生廢渣、廢水、廢氣和煙塵,不會產生城市熱島效應,對環境非常友好,是理想的綠色環保產品。

    水源熱泵的原理及優缺點

    5、一機多用,應用范圍廣

    水源熱泵系統可供暖、空調,還可供生活熱水,一機多用,一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物,水源熱泵有著明顯的優點。不僅節省了大量能源,而且用一套設備可以同時滿足供熱和供冷的要求,減少了設備的初投資。其總投資額僅為傳統空調系統的60%,并且安裝容易,安裝工作量比傳統空調系統少,安裝工期短,更改安裝也容易。水源熱泵可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑,小型的水源熱泵更適合于別墅、住宅小區的采暖、供冷。

    6、運行穩定可靠,維護方便

    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,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;采用全電腦控制,自動程度高。由于系統簡單、機組部件少,運行穩定,因此維護費用低,使用壽命長。

    7、符合國家政策,獲得政策性支持

    國家十分重視可再生能源開發利用工作,《中華人民共和國可再生能源法》已于2006年1月1日起實施;同時,在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》中,又把大力發展和規?;瘧眯履茉春涂稍偕茉醋鳛槟茉搭I域的優先發展主題。從國家立法和發展戰略的高度,對可再生能源的發展應用予以強力推動。暖通空調在線

    日前,國家財政部、建設部發文《關于推進可再生能源在建筑中應用的實施意見》以及《可再生能源建筑應用專項資金管理暫行辦法》,明確指出"十一五"期間,可再生能源應用面積占新建建筑面積比例為25%以上,到2020年,可再生能源應用面積占新建建筑面積比例為50%以上,這為我國水源熱泵的發展提供了良好的環境和強勁的動力。

    水源熱泵的應用限制(缺點):

    1、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。所以在不同的地區是否有合適的水源成為水源熱泵應用的一個關鍵。目前的水源熱泵利用方式中,閉式系統一般成本較高。而開式系統,能否尋找到合適的水源就成為使用水源熱泵的限制條件。對開式系統,水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。

    2、水層的地理結構的限制

    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。

    3、投資的經濟性由于受到不同地區、不同用戶及國家能源政策、燃料價格的影響,水源的基本條件的不同;一次性投資及運行費用會隨著用戶的不同而有所不同。雖然總體來說,水源熱泵的運行效率較高、費用較低。但與傳統的空調制冷取暖方式相比,在不同地區不同需求的條件下,水源熱泵的投資經濟性會有所不同。

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