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地表水热泵水空调系统

时间:2017-03-23 17:42 作者:水空调 点击: 水空调系统在营造舒适环境的同时,也在消耗大量的能源。

  我国正处于城镇化快速发展时期,建筑业的快速发展使得建筑能耗不断增加。《中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》明确将能源、城镇化和城市发展确定为优先领域,并将可能源低成本规模化开发利用、建筑节能与绿色建筑作为优先主题。水空调系统在营造舒适环境的同时,也在消耗大量的能源。大量研究表明,一般空调系统能耗约占整个建筑总能耗的50%左右。作为公共建筑能耗中的大户,暖通空调系统的节能有很大潜力,对实现节能减排有着重要而深远的意义。热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的装置。水源热泵利用储存在地球表面或地表水里的太阳能作为空调冷热源,是可能源利用技术。国内外都非常重视这一技术的研究和应用。
自20世纪40年代开始对地源热泵进行系统研究并建成个地源热泵系统,国内外对地(水)源热泵的研究掀起了高潮,学术研究的开展和技术研发带动了实际的工程应用。地(水)源热泵的早期研究和应用主要集中在地下水系统和地埋管系统。地表水是一个广义概念,包括河流、湖泊、海水、中水或达到排放标准的污水、废水等。利用地下水,考虑用水的回灌,还须实地对水源的状况进行探测,如地下是否有水、水量是否会足够、场地是否适合打井等,其费用较高。我国目前为了保护有限的水资源,对地下水的使用进行了限制,有些区域甚至对于地下水的抽取和排放进行两次收费,因而降低了系统的经济性。地表水热泵系统相对于地下水热泵系统投资低,水源持续稳定,避免了较高的抽水功耗和回灌的问题。而且地表水与外界换热量较大,大大削弱了冬夏吸释热量不平衡对水体温度的影响。地表水热泵系统节能,机组COP值可达5以上。因此,在有充裕的地表水资源且建筑物与水体的距离经济合理的区域均可以考虑使用地表水水源热泵水空调系统。我国南方地区地表水资源丰富,且一般夏季地表水体温度为20~30℃,冬季为10~20℃,非常适合推广应用该技术。
根据对水源的利用方式,水源热泵可以分为开式系统和闭式系统。所谓开式系统,是指从江、河、湖等水源抽水,并经一系列水处理工艺之后,直接进入水源热泵机组进行制冷或制热,然后返回水源,循环利用;闭式系统则是利用中间换热器提取江河水等淡水源的热量,经载冷(热)介质把冷热量送入机组进行制冷制热循环。对于开式系统,水源水直接进入机组,能量损失少,系统管路简单,运行维护方便,能够有效降低取水能耗。但是对水源水质要求较高,适用性受到限制。闭式系统在机组与水源之间是一个封闭的冷热交换系统,中间循环介质处于闭式环路系统,保证了进入主机的水源水质,提高了机组的适用范围,减少了水处理设备的投入,但是运行管理较开式系统复杂,且由于中间换热对冷热量的损耗和二级取水泵的设置使运行费用略有增加。《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)中规定,直接进入水源热泵机组的水质应满足《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2003)及有关产品对水质的要求。在水质条件较好,能保证水源热泵机组正常运行时,开式系统具有为突出的节能优势。

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