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(xiàn)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。
01 熱泵的工作原理及種類 熱泵的工作原理 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。 熱泵的分類 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。 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,是目前應用最為廣泛的熱泵系統(tǒng),現(xiàn)已成為市場上的主導產(chǎn)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,熱泵效率大大降低,而且蒸發(fā)器極易結冰,需消耗電能解凍,很不經(jīng)濟,因此這種熱泵僅適用于我國黃河以南,冬季室外氣溫較高的地區(qū)使用。 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。 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(xiàn)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(xiàn)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。 02 地下水水源熱泵技術的特點 高效節(jié)能,運行費用低 在評價熱泵機組和制冷機組的性能時常用到“功效比”,用cop表示,即系統(tǒng)輸出的功率與所消耗的功率之比。風冷熱泵其cop值一般在2.0~3.0之間,而水源熱泵國內產(chǎn)品在供熱時cop值可達3.5~4.0,供冷時活塞式機組為5.0~5.2,螺桿式機組可達6.0,從這一點上看,水源熱泵可以被稱作高效節(jié)能的供冷供熱設備。水源熱泵在制熱時所需的地下水即相當于鍋爐燃燒的煤或油,而且地下水占熱泵所供熱量的70%~75%,這些熱量所消耗的代價僅為廉價的地下水,其成本要大大低于燃油和燃煤。 一機兩用 水源熱泵通過在管路上的閥門轉換來實現(xiàn)冬季制熱,夏季制冷的作用。與原來的系統(tǒng)相比,可以減少一套主機系統(tǒng)。并且水源熱泵機組是整機安裝,檢修方便。所以水源熱泵具有一機兩用,投資低,維修方便的特點。 潔凈環(huán)保 水源熱泵機組供熱時省去了燃煤、燃氣、燃油等鍋爐房系統(tǒng),無燃燒過程,避免了排煙、排污等污染;而且水源熱泵機組無需設置冷卻塔,避免了冷卻塔噪音和向大氣排放煙塵及有害氣體,省去了高成本的自來水,因此水源熱泵可稱其為低成本的綠色空調產(chǎn)品。 機房面積小,靈活安全 用途廣,由于熱泵機組兼有供冷供熱的功能,機組本身體積較小,因而使機房面積大大減小,機組可靈活地安裝在任何地方,沒有儲煤、儲油罐等衛(wèi)生及安全隱患,機組采用智能化微電腦控制系統(tǒng),并有備用手動操作系統(tǒng),無需專業(yè)人員操控,完善的電腦控制和多重保護,使整機運行安全可靠。 水源熱泵機組從嚴寒地區(qū)至熱帶地區(qū)均適用,機組適用的水源溫度從8℃到35℃均可,既可以提供7℃或50℃的空調用水,也可以提供同樣溫度的生活熱水;既可以作為城市區(qū)域供熱的熱源使用,也可以為辦公樓、賓館、別墅、居民小區(qū)等提供中央空調系統(tǒng)。 03 水源熱泵在供熱空調中應用應具備的條件 1、可靠的水源 對于水源熱泵而言,其水源可為地表水、江河水、湖水、海水及地下水,但目前應用較多的水源熱泵均采用地下水,地下水作為國家的重要資源之一,政府對開采與使用有各種限制政策和法規(guī),要獲取地下水,須通過政府有關主管部門的批準方可,并應有可靠的技術措施確保地下水的回灌。 2、充足的水源水量 水源水量是影響水源熱泵系統(tǒng)的重要因素,其水量的多少與建筑物負荷大小及空調設計方案等有關,在確定方案之前,應根據(jù)水文地質資料合理確定水量,必要時可先打井做抽水實驗,查看在規(guī)定的連續(xù)抽水時間內地下水的水位降是否符合要求,并根據(jù)確定的水量來選定取水井與回灌井的數(shù)量。據(jù)資料介紹,一般要求地下水的取水量為每kw制冷量為0104~0106kgps。 3、合適的水源水溫 水源的溫度也是影響水源熱泵的重要因素,同樣的機組,由于水溫不同其提供的冷量和熱量也不同。一般來講,水源熱泵對水源溫度要求的范圍是:制冷工況下,進蒸發(fā)器水溫為10~22℃;制熱工況下,進冷凝器的水溫為18~40℃。