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水空调系统技术有待解决的问题及发展方向

时间:2017-08-07 00:50 作者:水空调 点击: 水空调系统作为一种新型的制冷供暖方式,从技术的角度来讲,尤其是热泵机组的角度上来看应当是相当成熟的。但考虑到中国的国情,以及将水源热泵作为一个整体的系统来推广应用

  水空调系统作为一种新型的制冷供暖方式,从技术的角度来讲,尤其是热泵机组的角度上来看应当是相当成熟的。但考虑到中国的国情,以及将水源热泵作为一个整体的系统来推广应用时,还存在一些问题。
1、水源使用政策
在未来的几年中,中国面临着巨大的能源压力。一方面,中国的经济要保持较高速度的增长;另一方面,又考虑环保和可持续发展问题。所以要求提高能源利用率,要求调整能源结构。能源利用率提高,会促进各种节能设备和技术的推广,而水源热泵正是适应市场要求和参加化竞争的产业化产品。但是水源热泵水空调系统作为一种、节能、环保型产品,并不是在任何条件下都可以应用的。我国目前为了保护有限的水资源,制定了《中华人民共和国水法》,各个城市也纷纷制定了自己的《城市用水管理条例》。这些政策均强调用水审批,用水收费。而审批的标准中对类似水源热泵技术的要求没有规定,所以水源热泵很容易被用水指标所限制。即使通过了用水审批,由于有些地方将水源的抽取和排放两次收费,可能导致水费上升、地下水热泵的经济性变差。所以,水源热泵的推广需要政府从可持续发展的角度,综合能源环保和资源各个方面考虑,调整水源热泵水源使用的政策,确定水源如何管理和收费,才能促使水源热泵的大规模发展。
2、水源的探测开发技术和费用
水源热泵的应用前提之一就是了解当地水源的情况。在使用水源热泵的前期,对工程场区的水文地质条件进行勘察,了解各类水源的性质、水量及其分布、水温及其分布、水质及其动态变化情况等;同时,对于地下水水源热泵系统还应进行水文地质试验,考察场地是否适合打井和回灌。而这些前期探测开采技术的提高和费用的降低,会地推动水源热泵机组的好应用。
3、地下水的回灌技术
水源热泵若利用地下水,考虑水源的回灌问题。对于回灌技术,结合当地的地质情况来考虑回灌技术方式。对不同地区的地质结构了解不够,制约了水源热泵机组的推广使用。建议在采用回灌技术时应综合考虑以下问题:回灌水水量与水温;回灌水水质;回灌水对地下水的影响;用回灌技术是否使地下水位保持相对平衡状态;会不会引发局部地面沉降,对邻近建筑造成危害等。争取在使用水源热泵水空调系统的过程中,做到抽灌两用井,确保井水回灌量,并及时对井的抽水、回灌进行监测等来确保水源热泵水空调系统正常运行。
4、地下水的水质处理
地下水不适宜直接被热泵水空调系统使用时,须采取相应的技术措施对地下水水质进行处理。如:安装除砂器与沉淀池,使用净水过滤器或电子水处理仪,或使用板式换热器将水源和热泵机组隔离开。当前,许多工程由于水质处理不够,导致热泵水空调系统效率下降或发生故障。
5、地下管井的审批、设计及施工
推广地下水源热泵需要进一步作打井审批部门的工作。由于打井的有关审批部门对此项新生事物还存有疑虑,比如抽出的地下水能否真正得到回灌,较高的回水温度是否会引起其他问题等。因此,打井能否得到批准成为系统实施一个关键问题,需要进一步做工作来消除打井审批部门的疑虑。
管井的质量也是地下水水源热泵系统成败的一个关键要素其设计和施工应由专业队伍来完成,坚决做好每一工艺环节。一口井通常可以使用20年,如果成井质量不好,不仅影响井的寿命,还会影响取水和回灌效果,进而影响整个热泵系统的正常运行及制冷、制热效果。在热源井施工完毕后还应及时洗井,洗井结束后还应进行抽水试验和回灌试验,保证水量、水温、水质符合设计要求。
6、水源热泵机组的整体设计
水源热泵系统的设计以及节能应作为一个整体系统来考虑,不偏不倚。如果水源热泵机组可以做到利用较小的水流量提供多的能量,但系统设计对水泵等耗能设备选型不当或控制不当,也会降低系统的节能效果。同样,空调系统末端的设计也应与机组相匹配,否则也会使整个系统的效果变差,或者使得整个系统的初投资增加。因此应注重整个系统的节能设计。
根据目前水源热泵技术的应用现状和存在问题,在实现资源与环境可持续发展的,大力发展水源热泵技术,进而实现不同系统形式的合理配置规模范围,还需针对水源热泵不同系统形式的特殊性及其特点,开展以下几个方面的关键技术研究。
1)不同形式的水源热泵换热系统关键技术研究。重点研究换热器的设计技术以及水源热泵的成井技术,取水技术及回灌技术,井的维护与保养技术,取水温度的计算方法以及全年能耗分析软件开发等相关内容。
2)可靠专用分布式水源热泵机组开发。研究不同系列和规格的专用加水热泵机组,水/空气机组和水/(水+空气)机组;研究水源水侧以较大温差运行,高COP容量可调式的节能长寿命水源热泵机组。
3)防堵防蚀取水、取能技术及设备的开发研究。重点研究不同水体的水质净化实现方式,特别是污水防堵塞取水技术及设备的研发;海水防藻类防蚀取水技术及设备的研发。在此基础上,还应研究不同水源规划和取水管线规划设计技术。
4)基于全生命周期的水源热泵技术评价指标体系的研究。研究不同水源热泵技术的适应性条件与评价方法;研究不同地区不同需求情况下,水源热泵的技术经济评价指标体系,确定其合理应用区域范围;研究不同水源热泵水空调系统的生态评价体系,包括抽水和回灌方式及回灌水质、水量、水温等各要素对地下生态环境的影响,可能产生的地下地质结构的变化,以及可能造成的地下污染及其影响,研究污水、海水及地表水热能开发利用环境生态影响评价与对策。
5)太阳能与水源热泵祸合关键技术及系统的研发。
6)开展的水源热泵工程示范,同时进行跟踪测试和评价,不断开展工程推广应用以实现产业化。
水源热泵技术的应用已相当成熟,而且作为一种节能手段,在我国有广阔的应用前景。但要因地制宜,只有在合适的场合、合适的条件下应用才会有良好的经济效益和可观的节能效果。在热泵技术的开发应用上,务考虑降低成本,在初级能源紧张的情况下,通过热泵的批量生产和技术改进,设法降低投资费用,热泵技术应用的优越性才将会越来越突出。我国有着丰富的低温环境资源(地下热水等),而且气候条件是冬寒夏炎,需要较多的供热和空调装置,使热泵技术具有广阔的应用前景。加速研究、大力发展热泵节能技术,必将促进自然资源的合理利用。

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