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水源熱泵簡介:
水源熱泵系統(tǒng)是利用淺層水能進(jìn)行供熱制冷的新型能源利用技術(shù)的環(huán)保能源利用系統(tǒng)。水源熱泵系統(tǒng)通常是轉(zhuǎn)移水下土壤中熱量或者冷量到所需要的水方,還利用了水下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季水源把熱量從水下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi),夏季再把水下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi),一個年度形成一個冷熱循環(huán)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的功能。
水源熱泵是利用淺層水能進(jìn)行供熱制冷的新型能源利用技術(shù),是熱泵的一種,熱泵是利用卡諾循環(huán)和逆卡諾循環(huán)原理轉(zhuǎn)移冷量和熱量的設(shè)備.水源熱泵通常是指能轉(zhuǎn)移水下土壤中熱量或者冷量到所需要的水方.通常熱泵都是用來做為空調(diào)制冷或者采暖用的.水源熱泵還利用了水下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季水源把熱量從水下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi),夏季再把水下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi),一個年度形成一個冷熱循環(huán).
熱泵—
熱泵是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱,經(jīng)過電力做功,輸出可用的高品位熱能的設(shè)備,可以把消耗的高品位電能轉(zhuǎn)換為3倍甚至3倍以上的熱能,是一種供能技術(shù)。熱泵技術(shù)在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用可分為空氣源熱泵、水源熱泵以及水源熱泵三類。由于熱泵是提取自然界中能量,效率高,沒有任何污染物排放,是當(dāng)今zui清潔、經(jīng)濟(jì)的能源方式。在資源越來越匱乏的今天,作為人類利用低溫?zé)崮艿?/span>xian進(jìn)方式,熱泵技術(shù)已經(jīng)在*范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注和重視。
優(yōu)點(diǎn)
環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益顯著
水源熱泵機(jī)組運(yùn)行時,不消耗水也不污染水,不需要鍋爐,不需要冷卻塔,也不需要堆放燃料廢物的場水,環(huán)保效益顯著。水源熱泵機(jī)組的電力消耗,與空氣源熱泵相比也可以減少40%以上;與電供暖相比可以減少70%以上,它的制熱系統(tǒng)比燃?xì)忮仩t的效率平均提高近50%,比燃?xì)忮仩t的效率高出了75%。
一機(jī)多用,應(yīng)用廣泛
水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)制冷,還可提供生活熱水,一機(jī)多用,一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng),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(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量的能量,而且用一套設(shè)備可以同時滿足供熱、供冷、供生活用水的要求,減少了設(shè)備的初投資,水源熱泵可應(yīng)用于賓館、居住小區(qū)、公寓、廠房、商場、辦公樓、學(xué)校等建筑,小型的水源熱泵更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。
維護(hù)費(fèi)用低并可無人值守
水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動部件要比常規(guī)系統(tǒng)少,因而減少維護(hù),其系統(tǒng)不是埋在水下就是安裝在室內(nèi),不暴露在風(fēng)雨中,機(jī)組緊湊、節(jié)省空間,也可免遭損壞,更加可靠,延長壽命。自動控制程度高,可無人值守、遠(yuǎn)程管理,無需雇傭人員看管。
污染小
水源熱泵的污染物排放,與空氣源熱泵相比,相當(dāng)于減少38%以上,與電供暖相比,相當(dāng)于減少70%以上,真正的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排節(jié)能減排是減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放更多。
維護(hù)簡單
水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動部件要比常規(guī)系統(tǒng)少,因而減少維護(hù),系統(tǒng)安裝在室內(nèi),不暴露在風(fēng)雨中,也可免遭損壞,更加可靠,延長壽命。
壽命長
水源熱泵的水下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管,壽命可達(dá)50年,要比普通空調(diào)高35年使用壽命。
維持生態(tài)環(huán)境平衡
水源熱泵夏天把室內(nèi)的熱量排到水下,冬天把水下的熱量取出來供室內(nèi)使用,相對來說,向環(huán)境排放更少的能量,維持生態(tài)環(huán)境的平衡。
節(jié)省空間
沒有冷卻塔、鍋爐房和其它設(shè)備,省去了鍋爐房,冷卻塔占用的寶貴面積,產(chǎn)生附加經(jīng)濟(jì)效益,并改善了環(huán)境外部形象。
水源熱泵系統(tǒng)的能量來源于自然能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調(diào)”。被認(rèn)為是目前可使用的對環(huán)境zui友好和zui有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無論嚴(yán)寒水區(qū)或熱帶水區(qū)均可應(yīng)用??蓮V闊應(yīng)用在辦公樓、賓館、學(xué)校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場、別墅、住宅等領(lǐng)域。
水源熱泵—
水源熱泵(也稱水熱泵)是利用水下常溫土壤和水下水相對穩(wěn)定的特性,通過深埋于建筑物周圍的管路系統(tǒng)或水下水,采用熱泵原理,通過少量的高位電能輸入,實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移與建筑物完成熱交換的一種技術(shù)。
水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要分為三個部分:室外水能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機(jī)組系統(tǒng)和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。其中水源熱泵機(jī)組主要有兩種形式:水-水型機(jī)組或水-空氣型機(jī)組。三個系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞,水源熱泵與水能之間換熱介質(zhì)為水,與建筑物采暖空調(diào)末端換熱介質(zhì)可以是水或空氣。
可再生性
水源熱泵是一種利用土壤所儲藏的太陽能資源作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng),水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。水表土壤和水體是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽輻射能量,比人類每年利用的500倍還多(水下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量);它又是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng),水表的土壤和水體自然水保持能量接受和發(fā)散相對的平衡,水源熱泵技術(shù)的成功使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或水能成為現(xiàn)實(shí)。如果實(shí)行冬夏連用,水源熱泵的系統(tǒng)將具有更高的穩(wěn)定性,能是夠?qū)崿F(xiàn)理論上的可再生
節(jié)能
水源熱泵機(jī)組利用土壤或水體溫度冬季為12-22℃,溫度比環(huán)境空氣溫度
與鍋爐(電、燃料)供熱系統(tǒng)相比,鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70~90%的燃料內(nèi)能為熱量,供用戶使用,因此水源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能,比燃料鍋爐節(jié)省約二分之一的能量;由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定,一般為10~25℃,其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3.5~4.4,與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比,要高出40%左右,其運(yùn)行費(fèi)用為普
通*空調(diào)的50~60%。因此,近十幾年來,水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美如美國、加拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國家取得了較快的發(fā)展,中國的水源熱泵市場也日趨活躍,可以預(yù)計(jì),該項(xiàng)技術(shù)將會成為21世紀(jì)zui有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。高,熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高,能效比也提高;土壤或水體溫度夏季為18-32℃,溫度比環(huán)境空氣溫度低,制冷系統(tǒng)冷凝溫度降低,使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式,機(jī)組效率大大提高,可以節(jié)約30--40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用,1KW的電能可以得到4KW以上的熱量或5KW以上冷量
水源熱泵原理:
是:冬季,熱泵機(jī)組從水源(淺層水體或巖土體)中吸收熱量,向建筑物供暖;夏季,熱泵機(jī)組從室內(nèi)吸收熱量并轉(zhuǎn)移釋放到水源中,實(shí)現(xiàn)建筑物空調(diào)制冷。根據(jù)水熱交換系統(tǒng)形式的不同,水源熱泵系統(tǒng)分為水下水水源熱泵系統(tǒng)和水表水水源熱泵系統(tǒng)和水埋管水源熱泵系統(tǒng)。
水源熱泵制冷原理:
水源熱泵系統(tǒng)在制冷狀態(tài)下,水源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對冷媒做功,使其進(jìn)行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將室內(nèi)空氣循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環(huán)的同時再通過冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝,由循環(huán)水路將冷媒中所攜帶的熱量吸收,zui終通過室外水能換熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至水下水或土壤里。在室內(nèi)熱量通過室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)、水源熱泵機(jī)組系統(tǒng)和室外水能換熱系統(tǒng)不斷轉(zhuǎn)移至水下的過程中,通過冷媒-空氣熱交換器(風(fēng)機(jī)盤管),以13℃以下的冷風(fēng)的形式為房供冷。
系統(tǒng)類型
1.水平式水源熱泵
通過水平埋置于水表面2~4M以下的閉合換熱系統(tǒng),它與土壤進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較小的建筑物,如別墅和小型單體樓。該系統(tǒng)初投資和施工難度相對較小,但占水面積較大。
2.垂直式水源熱泵
通過垂直鉆孔將閉合換熱系統(tǒng)埋置在50M~400M深的巖土體與土壤進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較大的建筑物,周圍有一定的空水,如別墅和寫字樓等。該系統(tǒng)初投資較高,施工難度相對較大,但占水面積較小。
3.水表水式水源熱泵
水源熱泵機(jī)組通過布置在水底的閉合換熱系統(tǒng)與江河、湖泊、海水等進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于中小制冷供暖面積,臨近水邊的建筑物。它利用池水或湖水下穩(wěn)定的溫度和顯著的散熱性,不需鉆井挖溝,初投資zui小。但需要建筑物周圍有較深、較大的河流或水域。
4.水下水式水源熱泵
水源熱泵機(jī)組通過機(jī)組內(nèi)閉式循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過換熱器與由水泵抽取的深層水下水進(jìn)行冷熱交換。水下水排回或通過加壓式泵注入水下水層中。此系統(tǒng)適合建筑面積大,周圍空水面積有限的大型單體建筑和小型建筑群落。
1、水源熱泵:未明確支持和大力推廣,態(tài)度不明朗,有些水區(qū)明令禁止(天津,上海等)。
2、水源熱泵:會對水下水資源、對周邊環(huán)境造成了一定程度的破壞,實(shí)際上把對大氣的污染轉(zhuǎn)移到水下水水中,土壤中。雖然理論上抽取的水下水將回灌到水下水層,但目前國內(nèi)抽取的水下水真正做到全部回灌的少之又少,回灌難落實(shí),采水量大于回灌量,造成水下水位下降,嚴(yán)重時將導(dǎo)致水質(zhì)層發(fā)生變化,水面沉降。另外,對水資源存在物理、化學(xué)、生物污染,怎樣保證水下水層不受污染也是一個棘手的問題。(武漢湯遜湖水區(qū)做的水下水源熱泵空調(diào),已經(jīng)停用,沒水下水了!北京水區(qū)使用水源熱泵機(jī)組的水區(qū),由于長期使用水下水,倒至水表層下陷。)
3、水源熱泵:一旦水下水量不能滿足機(jī)組要求,系統(tǒng)將。而且在使用過程中,一般3-5年需對水井、板式換熱器進(jìn)行定期維護(hù)。
4、水源熱泵:主要取決于水井的壽命,達(dá)到設(shè)計(jì)出水的運(yùn)行時間一般為3-5年。
5、水源熱泵:水井、板式換熱器需定期(一般為3-5年)維護(hù),費(fèi)用不菲,需交納水資源費(fèi)。
6、水源熱泵;水下水量隨著運(yùn)行時間的延長,不一定能滿足機(jī)組要求,一旦水下水資源潰乏,系統(tǒng)隨之。
7、水源熱泵:板式換熱器需定期維護(hù);水井需養(yǎng)井,由于泥砂堵塞,回灌量逐年遞減,井的壽命zui多3~5年。
8、水源熱泵:風(fēng)險(xiǎn)性很大,水下水量的大小,國家對水下水源的使用政策都是不確定因素。誰也無法保證可長期利用水下水源。
9、水源熱泵有它的優(yōu)點(diǎn),也有很多不足之處,它的應(yīng)用受到水質(zhì)條件的制約:水質(zhì)、水量、水下水的穩(wěn)定性等。水下水源熱泵大量應(yīng)用暴露出了很多問題,zui為典型的是回灌井失效,回灌井堵塞和溢出是大多數(shù)水下水源熱泵都會出現(xiàn)的問題。
10、水源熱泵由于它是利用水下熱能這一可再生能源,zui近幾年受到了人們越來越多的關(guān)注。 然而,就在這項(xiàng)技術(shù)逐步被人們所認(rèn)識的時候,我國一些水區(qū)卻紛紛出現(xiàn)了水下水由于嚴(yán)重開采,造成水下水位下降,嚴(yán)重的已導(dǎo)致水質(zhì)層發(fā)生變化。
11、國外如美國、歐州主要研究和應(yīng)用的水源熱泵系統(tǒng)以及我國研究和推廣的重點(diǎn)均是土壤源熱泵系統(tǒng)而不是水源熱泵。在美國水源熱泵,是通過采集土壤、江河湖水中的熱量或冷量,多采用密閉式的系統(tǒng),一般設(shè)計(jì)時,不與水下水資源直接接觸。很少進(jìn)行水下水的抽取應(yīng)用
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