水源熱泵是改變循環(huán)水、冷卻水的水流方向,并通過閥門切換來實現夏天制冷、冬天制熱的功能,水源熱泵技術具有性能穩(wěn)定,設計安裝簡便的優(yōu)點,因此這種技術是有著非常廣闊的發(fā)展空間。
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工作原理
熱泵的硬件組成和制冷系統(tǒng)大致相同,也是由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥等主要部件組成。只是制冷是從制冷房間吸熱到冷凝器散發(fā)給冷卻介質,熱泵是制冷工況的逆過程,即把熱量從冷凝器的介質吸收過來散發(fā)到制熱房間中。
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技術分類
熱泵技術按所需熱源的不同大體可分為空氣源熱泵、地源熱泵及水源熱泵。
1、空氣源熱泵即通常所說的風冷熱泵,是以室外空氣作為熱源,是目前應用***為廣泛的熱泵系統(tǒng),現已成為市場上的主導產品,但這種熱泵的應用有其局限性,在我國北方寒冷的冬季,隨著室外溫度的降低,熱泵效率會隨之降低,所以對于比較寒冷的地區(qū)建議使用-35℃超低溫空氣源熱泵。
2、地源熱泵是將換熱盤管深埋于地下,吸收土壤中的低溫熱量進行供熱,由于全年土壤溫度波動較小,地源熱泵的季節(jié)工況較為恒定,但地源熱泵因深埋于地下的換熱管技術較為復雜,且投資較大,目前僅在歐美一些發(fā)達國家有所應用,在我國廣泛推廣有一定的困難。
3、水源熱泵是目前我國應用較多的熱泵形式,它是以水(包括江、河、湖泊、地下水等)作為冷熱源體,在冬季利用熱泵吸收其熱量向建筑供暖,在夏季熱泵將吸收到的熱量向其排放,實現對建筑物的供冷。在水源熱泵的應用當中,又以利用地下水的地下水水源熱泵應用較為廣泛。其工作原理大都是通過外部管道及閥門的切換來實現冬夏工況的轉換,夏季空調供回水走蒸發(fā)器,地下水走冷凝器,冬季空調供回水走冷凝器,地下水走蒸發(fā)器。下面我們重點講一下水源熱泵中央空調。
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水源熱泵中央空調的優(yōu)點
高效節(jié)能
水源熱泵是目前空調系統(tǒng)中能效比(COP值)***高的制冷、制熱方式,理論計算可達到7,實際運行為4~6。水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季為12~22℃,水體溫度比環(huán)境空氣溫度高,所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高,能效比也提高。而夏季水體溫度為18~35℃,水體溫度比環(huán)境空氣溫度低,所以制冷的冷凝溫度降低,使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式,從而提高機組運行效率。水源熱泵消耗1kW.h的電量,用戶可以得到4.3~5.0kW.h的熱量或5.4~6.2kW.h的冷量。與空氣源熱泵相比,其運行效率要高出20~60%,運行費用僅為普通中央空調的40~60%。
屬于可再生能源
水源熱泵是利用了地球水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源,進行能量轉換的供暖空調系統(tǒng)。其中可以利用的水體,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體不僅是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽輻射能量,比人類每年利用能量的500倍還多(地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量),而且是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng),地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對的均衡。這使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。所以說,水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術。
節(jié)水省地
以地表水為冷熱源,向其放出熱量或吸收熱量,不消耗水資源,不會對其造成污染;省去了鍋爐房及附屬煤場、儲油房、冷卻塔等設施,機房面積大大小于常規(guī)空調系統(tǒng),節(jié)省建筑空間,也有利于建筑的美觀。
綠色環(huán)保
水源熱泵機組供熱時省去了燃煤、燃氣、然油等鍋爐房系統(tǒng),無燃燒過程,避免了排煙、排污等污染;供冷時省去了冷卻水塔,避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以,水源熱泵機組運行無任何污染,無燃燒、無排煙,不產生廢渣、廢水、廢氣和煙塵,不會產生城市熱島效應,對環(huán)境非常友好,是理想的綠色環(huán)保產品。
一機多用,應用范圍廣
水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調,還可供生活熱水,一機多用,一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統(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。不僅節(jié)省了大量能源,而且用一套設備可以同時滿足供熱和供冷的要求,減少了設備的初投資。其總投資額僅為傳統(tǒng)空調系統(tǒng)的60%,并且安裝容易,安裝工作量比傳統(tǒng)空調系統(tǒng)少,安裝工期短,更改安裝也容易。水源熱泵可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑,小型的水源熱泵更適合于別墅、住宅小區(qū)的采暖、供冷。
運行穩(wěn)定,維護方便
水體的溫度一年四季相對穩(wěn)定,其波動的范圍遠遠小于空氣的變動,水體溫度較恒定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經濟性;采用全電腦控制,自動程度高。由于系統(tǒng)簡單、機組部件少,運行穩(wěn)定,因此維護費用低,使用壽命長。