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水源热泵水空调系统工作原理及其系统构成

时间:2017-09-02 00:50 作者:水空调 点击: 水源热泵得以发展的主要推动力是它能够使用量大面广的低位热能。同时由于空调系统集中使用的区域主要在城市中,而城市中心区利用江、河、湖水及工业余热的条件受到限制。这使

  随着我国经济建设的快速发展,能源和环保的问题已日益凸现。采暖和空调系统作为建筑中的能源消耗大户,怎样在为人们持续地提供舒适的环境时又能好地实现环保和节能就越来越为人们所关注。水源热泵是一种利用底位能量(井水、地下水、江、河、湖水、电厂冷却循环水、矿井水及工业余热等)既可供热又可制冷的有效节能空调系统,其消耗1kW的能量,用户可以得到4.5kW~6kW以上的冷量或热量。而锅炉、电、燃料供热供冷系统只能将90%的电能或燃料的70%~90%的热能转化为热量供用户使用。同时水源热泵还是一种介于空调和分散空调之间的优化空调能源方式,它具有空调合理利用能源、设备能效系数高、运行成本低和、可靠等优点,又具有分散空调调节灵活、方便,便于管理等优点。因此,在我国许多地区得到了程度的应用,并取得了良好的经济效益和社会效益。适合、可靠的水源是有效应用水源热泵的前提也是这种系统问题的关键所在。
“热泵”这一术语是借鉴“水泵”一词得来。在自然环境中,水向低处流动,热向低温位传递。水泵将水从低处泵送到高处。而热泵可将低温位热能“泵送”到高温位提供利用。
在我国《暖通空调术语标准GB50155-92)》中,对“热泵”的解释是“能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机”。可见,热泵在本质上是与制冷机相同的,只是运行工祝不同。其工作原理是,由电能驱动压缩机,使工质循环运动反复发生物理相变过程,分别在蒸发器中气化吸热、在冷凝器中液化放热,使热量不断得到交换传递,并通过阀门切换使机组实现制热(或制冷)功能。在此过程中,热泵的压缩机需要量的高位电能驱动,其蒸发器吸收的是低位热能,但热泵输出的热量是可利用的高位热能,在数量上是其所消耗的高位热能和所吸收低位热能的总和。热泵有多种,以水作为热源和供热介质的热泵称为水源热泵。其COP值高于空气源热泵。
近年来,水源热泵得以发展的主要推动力是它能够使用量大面广的低位热能。同时由于空调系统集中使用的区域主要在城市中,而城市中心区利用江、河、湖水及工业余热的条件受到限制。这使得利用地下水深井回灌的水源热泵水空调系统得到很大发展。这种系统是将地下水从深井中抽出进入热交换器,与楼内循环水系统的水换热后,再通过深井排到地下。循环水系统经管网送入用户,通过水源热泵产生热水或冷水送入末端装置,满足供热或空调的要求。由此可看出,这种方式在冬季是间接利用地下水作为媒介,取地下深层砂、石的热量作为用户热泵的热源向户内供热,同时将建筑物中取得的冷量排入地下,而夏季的情祝则相反。这样冬季从地下取热存冷,夏季取冷存热,不会造成地下的热污染。由于地下水通过换热器换热后排回地下,仅仅利用了地下水的冷量热量),而不消耗水资源,整个过程中地下水并不与空气接触,因此也不会造成地下水资源的污染。
该系统一般由水源部分、机房部分和末端三部分组成。其中,机房部分及末端部分的要求与其他空调系统差别不大且技术较为成熟,这里主要针对水源部分加以讨论。

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