浅谈水源热泵技术及应用现状
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地下水源热泵的现状与应用提纲:1. 地下水源热泵的原理及构成2. 现有地下水源热泵应用的情况3. 地下水源热泵的优点和缺点4. 地下水源热泵在建筑能源节约方面的应用前景5. 地下水源热泵在不同地区和建筑类型的适用性正文:1. 地下水源热泵的原理及构成地下水源热泵是利用地下水的稳定温度来进行建筑空调及热水供应的一种热泵系统。
地下水源热泵系统包括地下水井、水加热器(或冷却器)、地下水管道、水泵、冷热源机组及其控制系统等部分。
使用地下水,则不需要人工制冰或者冷风机来制冷,也不需要暖风机或者燃煤加热器来供暖。
2. 现有地下水源热泵应用的情况地下水源热泵技术自20世纪80年代起开始推广,但在国内应用普及度相对低。
目前,国内大多数地下水源热泵系统都集中在工业建筑、公共建筑等对冷热源温度有较高要求的场所,如金融广场、会议中心、农贸市场等。
3. 地下水源热泵的优点和缺点地下水源热泵的优点:系统稳定性好,系统维护成本低,系统效率高,系统的环保节约性好。
地下水源热泵的缺点:系统建设成本高,要求水源要足够稳定,受地下水资源富集情况的影响。
4. 地下水源热泵在建筑能源节约方面的应用前景地下水源热泵作为一种适用于现代建筑的能源节约技术,具有很高的应用前景。
其具体表现在以下三个方面:4.1 节能方面。
地下水源热泵能够充分利用地下水的稳定温度,实现取之不尽,用之不竭的能源利用。
4.2 减排方面。
地下水源热泵在使用过程中,不会产生任何污染物,具有很高的环保意义。
4.3 费用支出方面。
地下水源热泵使用的是地下水取代了常规冷热源设备的能源,大幅减少了节能减排成本。
如果将地下水源热泵系统与节能建筑相结合,其能够实现较高的经济效益。
5. 地下水源热泵在不同地区和建筑类型的适用性5.1 不同地区。
地下水源热泵的适用性受当地地下水环境的影响,高含盐度的地下水可能会对系统的稳定性产生一定的影响,不适合采用地下水源热泵,而像南方某些城市的地下水,比如珠江三角洲地下水,由于气温相对温暖,取暖需求并不大,因此地下水源热泵的应用意义不大。
水源热泵技术应用及实例系统分析水源热泵技术应用及实例系统分析水源热泵技术是一种利用地下水、湖泊或海水等天然水源作为能源的热泵技术。
该技术以水体中的热能为能源,通过制冷剂和换热器的作用,达到热能转换的目的。
水源热泵技术具有高效、环保、节能等特点,广泛应用于家庭、商业和工业等领域。
一、水源热泵技术的应用1.家庭采暖:水源热泵技术可以利用地下水或湖泊等自然水源为能源,通过循环供暖系统实现家庭供暖。
该技术具有低能耗、环保、安全等特点,逐渐取代了传统的燃气、燃油等供暖方式。
2.商业建筑空调:水源热泵技术具有高效、稳定的制冷能力,能够满足商业建筑空调的需求。
通常采用水冷式水源热泵技术,通过地下水或湖泊等自然水源进行换热,提高制冷效率。
3.工业冷却:水源热泵技术在工业领域的应用主要集中在冷却领域。
如钢铁、化工、电力等行业,通过水源热泵技术实现工业冷却,大大节约能源和成本。
二、水源热泵技术实例分析1.家庭采暖实例某小区采用水源热泵技术进行供暖,利用地下水为能源,通过循环供暖系统为住户提供温暖的居住环境。
该项目年初投入使用,一年下来,能源消耗量降低了30%,能耗成本也大大降低了。
同时,该项目还应用了数控智能系统,实现了自动化控制,为用户创造了更加安全、节能、舒适的居住环境。
2.商业建筑空调实例北京一家商场在2019年采用水源热泵技术进行空调升级,并增加了太阳能板等新能源设备。
该商场年总用电量在升级前为800多万度,升级后仅为400多万度,用电量降低了50%以上。
同时,改建后的商场装置了多个智能监测点,能够实时监测商场各区域的温度和湿度,减少冷却能耗,提高了能源利用效率。
3.工业冷却实例浙江温州某电力公司采用水源热泵技术进行空调升级,应用了换热器和冷凝器等新设备,通过地下水为能源,在确保温度合适的前提下,大大降低了能耗成本。
该项目实现了节能、环保、稳定的工业冷却效果,提高了生产效率和环保效益。
三、总结水源热泵技术应用广泛,从家庭采暖、商业建筑空调到工业冷却等领域都有应用。
水源热泵应用现状及推广受限的三个方面
来源:锅炉论坛(/)
与其他任何事物一样,水源热泵也不是十全十美的,更不是万能的。
其应用也会受到制约。
⒈可利用的水源条件限制
水源热泵理论上可以利用一切的水资源,其实在实际工程中,不同的水资源利用的成本差异是相当大的。
所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。
目前的水源热泵利用方式中,闭式系统一般成本较高。
而开式系统,能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件。
对开式系统,水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。
⒉水层的地理结构的限制
对于从地下抽水回灌的使用,必须考虑到使用地的地质的结构,确保可以在经济条件下打井找到合适的水源,同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件,保证用后尾水的回灌可以实现。
⒊投资的经济性
由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响,水源的基本条件的不同;一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同。
虽然总体来说,水源热泵的运行效率较高、费用较低。
但与传统的空调制冷取暖方式相比,在不同地区不同需求的条件下,水源热泵的投资经济性会有所不同。
水源热泵目前的市场状况:
水源热泵目前主要应用在北方冬季寒冷的地区,而在广阔的南方很少见到身影。
主要原因:南方主要以空气源热泵为主,冬天对空调制热的依赖不如北方明显,主要用来洗澡,所以空气源热泵基本能满足需要,并且工程相对简单,造价成本要低。
所以这类产品有较大的局限性所以必须要走产品的差异化道路,来做好产品的推广。
浅谈水源热泵系统及应用现状摘要:近年来以水源热泵、地源热泵及空气源热泵为主的三大绿色冷热源正在积极的投入实际工程中,绿色能源共有的特点是空调系统运行费用低,能有效的节能减排,已经逐渐成为工程应用的主流,是创造绿色中国的重要一环。
水源热泵作为其中重要的一部分,国家正在大力推行,然而水源热泵系统也存在各种各样的实际问题,需要进一步完善解决。
本论文在介绍水源热泵水源情况和水源热泵系统主要类型及构成的基础上,从技术经济两方面系统、客观的分析各类型水源热泵的适用情况和实际使用中遇到的问题及相关解决方式。
关键词:水源热泵;绿色能源;污水利用;空调系统第一章、水源热泵简介一、地表水源热泵的水源情况原则上讲,凡是水量、水温能够满足用户制热负荷或制冷复荷的需要,水质对机组设备不产生腐蚀损坏的任何水源都可作为水源热泵系统利用的水源,既可以是再生水源,也可以是自然水源。
(一)、再生水源指人工利用后排放但经过处理的城市生活污水、工业废水、矿山废水、油田废水和热电厂冷却水等水源,有条件利用再生水源的用户,变废为利,可减少初投资,节约水资源。
但对大多数用户来说,可供选择的是自然界中的水源。
(二)自然界中水源近年,国内有用海水作热泵水源的研究,但海水水源热泵技术的实用化尚待时日。
陆地上的地表水,即江、河、湖、水库水比海水和地下水矿化度低,但含泥沙等固体颗粒物、胶质悬浮物及藻类等有机物较多,含砂量和浑浊度较高,须经必要处理方可作热泵水源。
地下水是指埋藏和运移在地表以下含水层中的的水体。
地下水分布广泛,水质比地表水好,水温随气候变化比地表水小,是水源中央空调可以利用的较为理想的水源。
(三)水量与水源的选择水量是影响水源热泵系统工作效果的关键因素,一项工程所需水量多少由该工程负荷与机组性能确定,所选择的水源水量应满足负荷要求。
如果其他各种条件均具备,但水量略有不足,其缺口可采取一定辅助弥补措施解决。
如水量缺口较大,不能满足负荷要求,就应考虑其他方案。
热泵技术的发展现状与其展望【摘要】热泵技术是一种具有重要意义的能源技术,通过利用环境中的低温热源提供供热、制冷和热水等服务,实现能源的高效利用。
本文首先介绍了热泵技术的定义和重要性,然后分析了其历史发展、在不同领域的应用、当前的发展现状以及未来的发展趋势。
也探讨了热泵技术在节能减排中的重要作用,展望了其在未来的前景和应用前景。
热泵技术对于节能减排和保护环境具有重要意义,未来的发展前景十分广阔。
继续推动热泵技术的研发和应用不仅有助于提升能源利用效率,还能为建设清洁、低碳的能源体系做出重要贡献。
【关键词】关键词:热泵技术、发展现状、展望、历史、应用领域、节能减排、未来发展趋势、前景、应用前景、重要性1. 引言1.1 热泵技术的重要性热泵技术是一种高效节能的能源利用技术,其重要性不言而喻。
随着人们对能源资源的日益紧张和环境问题的逐渐凸显,热泵技术正逐渐成为解决能源和环境问题的重要手段。
热泵技术可以有效利用周围环境中的低品位热能,将其提升为可用的高品位热能,从而实现能源的高效利用。
热泵技术可以减少对传统能源资源的需求,降低能源开采和消耗对环境的影响,有利于生态环境的保护。
热泵技术还可以降低能源的使用成本,提高能源利用效率,对于推动节能减排和可持续发展具有重要意义。
热泵技术的重要性在于其改善能源利用效率、减少环境污染、降低能源成本等多方面的积极作用,对于推动能源革新、实现可持续发展具有重要意义。
1.2 热泵技术的定义热泵技术是一种利用外部能源驱动热泵系统,通过热力循环原理实现热量的传递和提取的技术。
它可以将低品质能量转换为高品质能量,实现热能的有效利用。
具体来说,热泵技术通过吸收低温环境中的热量,经过蒸发、压缩、冷凝和膨胀等过程,将热量传递到高温环境中,以实现升温或供暖的目的。
热泵技术是一种能够有效利用热能资源的技术,可以广泛应用于供暖、空调、热水等领域,有着重要的经济和环保意义。
在当前能源紧张和环境污染的形势下,热泵技术的发展将具有重要的现实意义和应用前景。
论水源热泵的节能性与发展前景班级:建筑环境与能源应用工程131班姓名:***学号:**********摘要:进入21世纪以来,我国乃至世界能源形势越来越严峻,环境污染问题也日益突出,能源与环境问题是当今世界面临的两大问题。
如今,可持续发展和环保节能是全球发展的趋势,世界各国均将目光投向了可再生能源。
现阶段,发展可再生能源已经成为我国可持续发展战略中不可缺少的重要组成部分。
水源热泵技术是一种有效利用可再生能源和低品位热能的技术。
近年来,在能源与环境问题的推动下,热水源泵技术得到了快速的发展和应用。
我国拥有丰富的地表水资源,以地表水作为低位热源的水源热泵系统在我国有着极其广阔的发展和应用前景。
本文主要介绍了水源热泵的工作原理、特点、适用场合、节能性能,国内外的现状、发展、研究和应用情况。
关键词:水源热泵;特点;节能性;现状;发展前景1.水源热泵的原理根据热力学第二定律。
把高品位能量作为低品位能量使用是不等位的交换。
需要消耗一次能源。
热泵是利用那些因温度太低而不可能被别的设备加以利用的热量的唯一系统。
可用无价值的环境大气及土壤中的太阳潜能、工业废热等去替代商品能源。
是一种从低温热源吸取热量,使其在较高温度下,作为可以利用的有用能源的装置。
热泵技术正是开发和强化高质能源利用率的重要手段,是我们获取可再生能源,维护生态平衡环境的有效手段之一。
水源热泵,它是将蕴藏于江、河、湖泊、深井水、地表水中的大量不可直接利用的低品位热能提出,变成可直接利用的高品位热能的装置。
水源热泵供热空调系统主要由两部分组成。
即室内的水制冷、制热系统,室外的冷热源换热系统。
室外的冷热源系统可根据所设计的建筑物的室外条件来选择室外地表水,深井水或河流,湖泊及工业余热废热等方式。
水源热泵是一种利用地球表面或浅层水源(如地下水、河流和湖泊),或者是人工再生水源(工业废水、地热尾水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
水源热泵技术利用热泵机组实现低温位热能向高温位转移,将水体和地层蓄能分别在冬、夏季作为供暖的热源和空调的冷源,即在冬季,把水体和地层中的热量“取”出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到水体和地层中去。
热泵的原理及应用现状论文热泵是一种利用低温热源驱动高温热源转换热能的设备。
它的工作原理可以简单地概括为:通过循环压缩工质,使其在低温热源处蒸发吸收热量,然后在高温热源处凝结释放热量。
热泵系统通常由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀等四个主要部分组成。
热泵系统的应用范围十分广泛。
目前,热泵在供暖、空调和热水供应等领域都有着重要的应用。
在供暖领域,热泵能够将低温热源,如地下水、空气和土壤等,中的热能转化为高温热源,从而实现建筑物的供暖。
在空调领域,热泵能够通过改变工作模式,将室内热量转移到室外,实现冷却效果。
在热水供应领域,热泵能够通过提供恒定的热水供应,满足家庭和工业的热水需求。
此外,热泵还可以应用于工业过程中的蒸汽与热水供应、精馏过程中的能耗降低以及一些特殊领域的热能回收等。
随着节能环保意识的普及和对燃煤等传统能源的逐渐减少,热泵的应用现状越来越受到关注。
根据统计数据显示,在中国,热泵已在现代化、高效化的建筑物中得到了广泛的应用。
目前,热泵已经成为建筑能效提升的重要手段之一,在能源消费方面取得了明显的效果。
同时,热泵也在一些特殊领域中得到了应用,如海洋热泵、地热热泵和太阳能热泵等。
这些热泵利用海水、地下热能和太阳能等可再生能源,进一步提高了热泵的效能和可持续性。
然而,尽管热泵具有广阔的应用前景,但在实际应用中还存在一些挑战和问题。
首先,热泵的初投资较高,相对于传统的锅炉等设备,热泵的建设和维护费用较高,需要较长时间才能回收成本。
其次,热泵对环境温度和热源温差有一定的要求,这限制了其应用范围。
此外,热泵的工作效率还受到一些因素的影响,如制冷剂的选择和高压状态下的工质流动性等。
因此,热泵的改进和研发仍然是一个重要的课题。
综上所述,热泵作为一种高效节能的热能转换设备,具有广泛的应用前景。
在目前的应用现状中,热泵已在供暖、空调和热水供应等领域得到了广泛应用,并在特殊领域中得到了进一步的拓展。
然而,热泵的应用仍面临一些挑战和局限性,需要通过技术改进和创新来进一步完善。
地下水源热泵(Ground Water Heat Pumps, GWHP)是地源热泵(Ground Source Heat Pumps, GSHP)的一个分支。
这项技术起始于1912年,瑞士Zoelly提出了“地热源热泵”的概念。
1948年,第一台地下水源热泵系统在美国俄勒冈州波特兰市的联邦大厦投入了运行。
在其后的几十年中,地下水源热泵得到了更为广泛的应用。
美国在过去的10年内,地下水源热泵的年增长率为12%,现在大约有500,000套(每套相当于12kW)地下水源热泵在运行,每年大约有50,000套地下水源热泵在安装。
我国地下水源热泵从1997年开始学习和引进欧洲产品,出现了大规模的地下水源热泵采暖工程项目。
到1999年底,全国大约有100套地下水源热泵供热或制冷系统[1].在我国,煤炭作为主要能源,长期以来在生产、消费中占据着绝对主导地位。
尽管近年来煤炭所占比例略有下降,但仍保持在65%以上,并再次呈现出上升的迹象[2].只有减少煤炭的使用,大气污染问题才有可能得到解决。
我国城乡建筑发展迅速,近几年来每年建成的住宅面积,城镇已至4~5亿平方米,农村则达7~8亿平方米,其中供热、空调的建筑面积高达6.5亿平方米。
与气候条件接近的发达国家相比,我国居住建筑单位面积供暖能耗为他们的3倍左右[3].现在,这些高能耗建筑冬季供暖与夏季空调的使用正日益普遍,解决它们所造成的能源浪费和环境污染问题已成为紧迫的需要。
现在我国禁止在城镇建设中小型燃煤锅炉房。
因此,除了集中供热的型式以外急需发展其它的替代供热方式。
热泵(包括地下水源热泵)就是这样一种可以有效节省能源、减少大气污染和CO排放的供热和空调新技术。
1、基本工作原理地下水源热泵系统的低位热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。
热泵机组冬季从生产井提供的地下水中吸热,提高品位后,对建筑物供暖,把低位热源中的热量转移到需要供热和加湿的地方,取热后的地下水通过回灌井回到地下。
浅谈煤矿水源热泵技术的应用【摘要】水源热泵是一种节能、环保、高效的能源利用技术,它充分发挥了浅层岩体的储冷储热作用,实现对建筑物的供暖和制冷,是一种典型的绿色技术。
本文对水源热泵技术进行了阐述,分析了水源热泵在煤矿行业应用的可能性,并提出了地源热泵技术在中国的发展前景和展望。
【关键词】煤矿水源热泵技术应用效益在煤矿的开采过程中,伴随着矿井废水的涌出,这些废水的温度在一年内几乎没有变化,随着煤矿开采时间的增加和生产规模的不断扩大,产生的废水不断的增加,对于矿井来说是一种稳定的热源。
但是这种涌水的低温余热资源容易被忽略,如何有效的利用这些资源,是广大技术人员面临的一大课题。
而利用水源热泵技术就能有效的解决这一技术难题。
1 工业余热以环境温度为基准,被考察体系排出的热载体可释放的热称为余热(GB1028-2000)生产过程中由各种热能转换设备、用能设备、化学反应设备及生产工艺中产生而未被利用的热能。
1.1 工业余热分类(1)固态载体余热。
固态载体余热主要是包括固态产品、固态中间产品产生的余热资源和工业生产排出的废渣的余热资源等,这些固态载体的余热温度一般为100~500℃。
(2)液态载体余热。
液态载体余热也是工业余热的重要组成之一。
它主要包括液态产品、冷却水和冷凝水产生的余热资源,还有一些可燃性的废液,这些液态载体的余热温度一般为80℃。
(3)气态载体余热。
气态载体余热主要包括烟气和放散蒸汽的的余热资源和一些可燃性的废弃,气态载体余热的温度在100度到180度之间。
1.2 工业余热利用的意义对于工业生产来说,大多数耗能设备都只利用了热能中的一小部分。
对废弃的工业余热回收利用,不仅能节约一次能源,提高工业生产的经济效益,减少污染,而且更是节能减排的重要领域和主要的研究课题,有着很高的经济效益和社会效益。
2 水源热泵技术的特点(1)高效节能。
在冬季,对于说水源热泵机组来说可以利用的水体温度为12度和22度之间,由于水体的温度相对于空气温度来说较高,这样就提高了热泵循环的蒸发温度,使水源热泵的能效得到了很大的提高。
地表水源热泵应用中存在的问题及解决措施
问题:
1.水泵的能效不高,对能源的利用效率低,造成能源的浪费。
2.水源热泵系统中常常会有通气现象,导致系统失效。
3.水源热泵的水源水质不稳定,水温过低或过高,影响热泵性能。
4.水源热泵设备的维护成本较高,使用寿命较短。
5.水源热泵在寒冷的冬季环境下容易受到冻结影响,影响使用效果。
解决措施:
1.采用高效节能的水泵,改善设备的能源利用效率,选择能源清洁的
供热方式,如太阳能,地热。
2.对水源热泵的系统进行科学的设计和调试,加强对通气等问题的处理,避免系统失效。
3.采用水储罐等措施,提供稳定的水源水质,加强对水源水温的监控,保证热泵的稳定运行。
4.增加水源热泵设备的维护保养力度,及时进行维护,延长设备的使
用寿命。
5.采用防冻措施,如在水源管路上安装加热器或保温材料,提高管路
的绝热性能,防止冰冻影响使用效果。
第26卷 第7期2010年4月甘肃科技Gansu Science and Techno logyVol.26 N o.7Ap r. 2010浅谈水源热泵技术及应用现状李少朋,戚积功,李少华,刘 璐(辽宁石油化工大学储运与建筑工程学院,辽宁抚顺113001)摘 要:论述了水源热泵工作原理、特点和使用条件及在推广应用中有待讨论的问题。
水源热泵系统所具有的热转换效率高,节约能源,不污染环境等显著优点,经济效益和社会效益都非常优越,所以在能源日益紧缺的今天,该技术必将有非常广阔的发展前景。
关键词:水源热泵;节能;经济性中图分类号:TU832我国热泵技术的研究与开发始于20世纪50年代,主要应用于建筑市场和工业生产过程,发展比较缓慢。
自改革开放以来,能源政策、环境保护、建筑节能政策、城市能源结构的改变、大规模推行污水回用等因素促进我国热泵技术的发展。
在这种背景下,以环保和节能为主要特征绿色建筑及相应的供热空调系统应运面生,而热泵技术正是满足这些要求的新兴供热空调技术之一。
水源热泵技术是利用低温可再生能源的有效技术之一,也是解决暖通空调的能源与环境问题的有效措施之一。
1 水源热泵的工作原理1.1 水源热泵的工作原理作为自然现象,能量总是从高温端流向低温端。
但如同水泵把水从低处提升到高处那样,人们可以用热泵技术把热量从低温端抽吸到高温端。
所以热泵实质上是一种热量提升装置,它本身消耗一部分能量,把环境介质中储存的能量加以挖掘,提高温位进行利用,而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的1/3或更低,这就使热泵节能的关键所在。
水源热泵机组的工作原理就是利用地球表面浅层地热能如地下水或地表水(江、河、海、湖或浅水池)中吸收的太阳能和地热能而形成的地位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,在夏季利用制冷剂蒸发将热量取走,放热给环流的水,由于水的温度低,所以可以高效地带走热量;而冬季,利用制冷剂吸收环流水的热量,通过空气或水作为载冷剂提升温度后载冷凝器中放热给室内。
2 水源热泵技术的特点和应用条件2.1 地下水水源热泵技术的特点(1)我们在评价热泵机组和制冷机组的性能时常用到 功效比一词,用COP表示,它的定义是系统输出的功率与所消耗的功率之比。
风冷热泵其COP值一般在2.0~3.0之间,而水源热泵,国内产品在供热时COP值可达3.5~4.0,供冷时活塞式机组为5.0~5.2,螺杆式机组可达6.0,从这一点上看,水源热泵可以被称作高效节能的供冷供热设备。
水源热泵在制热时所需的地下水即相当于锅炉燃烧的煤或油,而且地下水占热泵所供热量的70%~ 75%,这些热量所消耗的代价仅为廉价的地下水,其成本要大大低于燃油和燃煤。
以水源热泵运行状况来看,冬季每m2的供暖运行费为15元左右,而热网供暖每m2为24元,燃油供暖每m2为35元左右,因此运行费用低是水源热泵的一个显著特点。
(2)水源热泵冬季可向建筑物供暖,夏季向建筑物供冷,真正做到了一机两用,提高了设备的利用率。
从初始投资上看,现在国内主要热泵生产厂家的热泵机组价格大致为每瓦热量0.9~1.0元之间,而同样具备一机两用的溴化锂直燃机的价格为每瓦热量1.4~1.5元,而且水源热泵机组无需设置冷却塔及烟气排放系统,省去了高成本的自来水,避免了向大气排放烟尘及有害气体,因此水源热泵可称其为低成本的绿色空调产品。
(3)由于热泵机组兼有供冷供热的功能,机组本身体积较小,因而使机房面积大大减少,机组可灵活地安装在任何地方,没有储煤、储油罐等卫生及安全隐患,机组采用智能化微电脑控制系统,并有备用手动操作系统,无需专业人员操控,完善的电脑控制和多重保护,使整机运行完全可靠。
水源热泵机组从严寒地区至热带地区均适用,机组适用的水源温度从8!到35!均可,既可以提供7!或50!的空调用水,也可以提供同样温度的生活热水,既可以作为城市区域供热的热源使用,也可以为办公楼、宾馆、别墅、居民小区等提供中央空调系统。
随着居民生活水平的普遍提高,设有中央空调系统的住宅小区逐渐增多,而对于这样的小区而言,地下水水源热泵无疑是较为理想的冷热源,与采用集中供热的住宅小区相比,初始投资虽然偏高,但能耗费用低,设有空调系统小区内的住户冬暖夏凉,生活品质得到改善,住户可以接受,而且其初始投资高出的部分不出数年已为能耗费用的节省所抵消。
(4)随着住宅分户供暖方式在全国的推广,一些热泵生产厂又推出了用于每户使用户式水源热泵机组,具体应用方式为水源热泵分户设置,地下水统一供给,电费按每户的电表计量收取,水费接每户的水表计量收取,给物业管理部门的收费工作提供了方便。
(5)水源热泵使用电能,电能本身为一种清洁的能源。
因此水源热泵机组地运行没有任何污染,可以建造在居民区内,没有燃烧、排烟、废弃物提高居民区环境的质量,更加有利于居民的居住和生活。
(6)水源热泵机组由于工况稳定,所以可以设计简单的系统。
机组运行简单可靠,维护费用低,自动控制程度高,因此使用寿命可达15年以上。
2.2 水源热泵在供热空调中应用应具备的条件(1)可靠的水源。
对于水源热泵而言,其水源可为地表水、江河水、湖水、海水及地下水,但目前应用较多的水源热泵均采用地下水,地下水作为国家的重要资源之一,政府对开采与使用有各种限制和法规,要获取地下水,须通过有关政府主管部门的批准方可,并拥有可靠的技术确保地下水回灌。
(2)充足的水源水量。
水源水量是影响水源热泵系统的重要因素,其水量的多少与建筑物负荷大小及空调设计方案等有关,在确定方案之前,应根据水文地质资料合理确定水量,必要时可先打井做抽水实验,看看在规定的连续抽水时间内地下水的水位下降是否符合要求,并根据确定的水量来选定取水井与回灌井的数量。
(3)合适的水源水温。
水源的温度也是影响水源热泵的重要因素。
同样的机组,不同的水温其提供的冷量和热量也不同。
一般来讲,水源热泵对水源温度要求的范围是:制冷工况下,进蒸发器水温为10~22!,制热工况下,进冷凝器的水温为18~ 40!。
建议国内的热泵生产广家,应将同一型号机组在不同水温下所提供的不同冷热量列出明细,以便设计人员参考选定。
另外取水井与回灌井之间应有一定的距离,以保证地下水经过水源热泵机组产生的温度变化经回灌后,在含水层中流动到达取水井时温度得以恢复,避免地下水产生冷量或热量的积累,从前实际应用运行良好的工程中,取水井与回灌井之间的间距均在40m以上。
(4)良好的水质。
水源热泵机组对水源的水质有一定的要求,如果水质达不到要求,会对阀门、主机及其附件构成危害,尤其对多数热泵厂家采用的板式换热器产生的危害更为严重,从而影响系统的运行,但通常可以采取一些处理手段如设置除污器,电子除垢仪,或在取水井内多设几层过滤装置以减小井水中所含沙尘颗粒直径,从而满足机组对水质的要求。
一般来说,水源水质不是影响水源热泵机组应用的主要因素。
3 水源热泵有待探讨的问题水源热泵作为一种新型的制冷供暖方式,从技术的角度,尤其是热泵机组的角度来看应当是相当成熟、没有问题的。
但考虑到我国的国情,以及将水源热泵制冷供暖作为一个整体的系统推广使用时,还时存在一些问题。
1)目前实际运行的水源热泵机组来看,夏季制冷工况较为良好,而在冬季供热时却普遍存在大流量,小温差,热水出水温度低的问题,一方面可能是由于冬季地下水温度偏低引起的,另一方面说明机组的性能还有待于提高。
如果水源热泵要得以大量推广,必然意味着需要大量的地下水资源,因此本着节水节能的原则,水源热泵应尽可能使用大温差、小流量技术,并尽量提高冬季的热水出水温度。
2)对于采用水源热泵组的中央空调系统末端来说,末端采用风机盘管无疑是比较理想的,但对于末端采用大风量的新风机组或空调机组时应加以注意,尤其在寒冷的北方地区,多数水源热泵厂家提供的50~55!的热水温度还是有些偏低。
因而建议在必要的时候应对大风量的末端设备辅以额外的加热措施或将大风量的末端设备分解成若千个小风量的末端设备,以确保冬季送风参数的要求。
3)水源热泵若利用地下水,必须考虑水源的回灌问题。
对于回灌技术,必须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,就会制约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79第7期 李少朋等:浅谈水源热泵技术及应用现状引发局部地面沉降,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,以确保水源热泵系统正常运行。
4)地下水不适宜直接被热泵系统使用时,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,导致热泵系统效率下降或发生故障。
5)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,打井能否得到批准将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。
一口优质井通常可以使用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。
4 结论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。
对具体的供热空调工程来说,本着环保节能的原则,水源热泵应是空调系统的优先方案。
与传统的制热和制冷设备相比,水源热泵系统热转换效率高,节约能源,不污染环境,同时节省了附属设备的占用空间,节省了大片土地。
但是发展水源热泵的道路还很艰巨,特别是如何利用可再生能源代替常规矿物燃料能源是水源热泵技术发展的必然趋势。
近年来水源热泵得到了迅速的发展,但有关系统集成技术研究、相关基础性研究和关键技术创新等应该进一步加强。
参考文献:[1] 张旭.热泵技术[M].北京:化学工业出版社,2007(1):93 96.[2] 栾雪志.水源热泵与高效环保节能[J].工业加热,2003(6):60 61.[3] 杨绍胤.水源热泵与节能[J].合理用能技术,2004(5):23 26.[4] 马最良,刘永红.热泵站的现状及在我国应用的前景[J].暖通空调,1994,24(5):6 10.(上接第159页)坚持从实际出发,立足资源优势,能大则大,能外则外,培育一批龙头企业。