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水源热泵水空调系统技术的探讨及应用问题分析

时间:2017-08-12 00:50 作者:水空调 点击: 水源热泵水空调系统不需设冷冻机房,不设大的通风管道,不设大的锅炉房和没有冷冻水系统,安装和投资费用大大减少。

  一、水源热泵技术的概念和工作原理
水源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,并采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。
水源热泵根据对水源的利用方式的不同,可以分为闭式系统和开式系统两种。与锅炉(电、燃料)和空气源热泵的供热系统相比,水源热泵具明显的优势。锅炉供热只能将90%~98%的电能或70~90%的燃料内能转化为热量,供用户使用,因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量,由于水源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为10~25℃,其制冷、制热系数可达3.5~4.4,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通空调的50~60%。
二、水源热泵的特点
空调热泵按其热源来分可分为空气源热泵和水源热泵。
1、空气源热泵的优缺点
从热泵技术被引入中国后,空气源热泵机组在我国一直有相当广泛的应用。空气源热泵系统简单,初投资较低。空气源热泵虽然较之以前的冷水机组有许多优点,但是它的缺点也日益暴露出来:
(1)空气源热泵体型较大,占地面积大
(2)噪声较高
(3)需要定期除霜
在供热工况下空气源热泵的蒸发器上会结霜,需要定期除霜,这也消耗大量的能量,特别是在寒冷地区和高湿度地区,热泵蒸发器的结霜可成为较大的技术障碍。
(4)受室外环境制约
这是空气源热泵的主要缺点。在遇到夏季高温和冬季寒冷的天气时热泵的效率大大降低,而且制热量随室外空气温度降低而减少。制冷量随室外温度升高而降低,这与建筑热负荷需求趋势正好相反。
2、水源热泵的特点
水源热泵基本上克服了空气源热泵上述缺点并具有如下的特点:
(1)属于可能源利用技术
水源热泵是具备了利用地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体,包括地下水或河流、地表部分的河流和湖泊以及海洋。这使得利用储存于其中地近乎无限地太阳能或地能成为可能。所以说,水源热泵利用的是清洁的可能源地一种技术。
(2)便于计量和收费
空调用电负荷在用户位置,因此便于空调的计量与收费。这对于用户合理使用空调系统,节约空调系统的能耗,公平、公正、公开地摊派空调运行管理是很有利的。
(3)运行可靠
水源热泵机组的空调系统是可以基本保证全年按用户的需要开启空调系统,特别是春秋空调过渡季节均能运行,也就相当于四管制空调系统。一般,水源热泵供、回水的温度一年四季相对稳定,其波动的范围远远小于空气的变动。夏季水体作为空调的冷源,冬季作为空调的热源,水体温度较恒定的特性,使得热泵机组运行可靠、稳定,也保证了系统的性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。
(4)节能
水源热泵机组可利用的环境水体温度冬季为12~22℃,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。而夏季水体为18~35℃,水体温度比环境温度低,所以制冷的冷凝温度降低,机组效率提高。据环保署EPA估计,设计安装良好地水源热泵,利用江河湖水等,供热制冷空调的运行费用可30~40%。
(5)灵活应用
有的建筑物内,特别在过渡季节,部分区域需要供冷,部分区域需要供热,水源热泵可以同时供冷和供热,可以实现建筑内冷热量的转移和平衡,从而系统少用能源。
(6)节约投资
水源热泵水空调系统不需设冷冻机房,不设大的通风管道,不设大的锅炉房和没有冷冻水系统,安装和投资费用大大减少。
因此,通过两种热泵的比较,水源热泵特点突出,拥有比空气源热泵好的发展前景,有广泛的使用空间。

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