水源热泵技术在供热空调工程中的应用
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水源热泵系统在高效节能热力工程设计中的应用随着全球能源消耗的增加和环境污染的日益严重,高效节能成为了现代热力工程设计的重要目标。
水源热泵系统作为一种能够提供持续、可靠、高效的供暖、制冷和热水的技术,越来越受到热力工程师的重视和应用。
本文将讨论水源热泵系统在高效节能热力工程设计中的应用。
水源热泵系统利用水体作为换热介质,通过地下水或湖泊等水体吸热,通过热泵技术将低温热能升级为高温热能,并提供给建筑物的供热、供冷和热水需求。
相较于传统的空气源热泵系统,水源热泵系统具有更高的效能和更稳定的性能,特别是在极端气候条件下,其效果更加显著。
首先,水源热泵系统在供暖方面的应用非常广泛。
传统的供暖方式如锅炉供热、电采暖等存在燃料消耗量和供热效率低等问题。
而水源热泵系统可以借助地下水的恒定温度,实现低温能量的高效利用。
此外,水源热泵系统还可通过灵活的设计和控制,实现多个建筑物之间的热能共享,进一步提高能源利用效率。
其次,水源热泵系统在供冷方面也展现出优异的性能。
传统的空调系统通常以电能作为驱动力,而水源热泵系统则利用水体的稳定温度进行换热,从而降低了电能的需求量。
在夏季高温季节,水源热泵系统通过将建筑物内的热量排放到温度较低的水体中,实现了高效的制冷效果。
因此,水源热泵系统在商业建筑、办公楼、酒店等大型建筑物的空调需求中得到广泛应用。
除了供暖和供冷,水源热泵系统还能够满足建筑物的热水需求。
传统的热水供应系统通常通过电热水器或锅炉来提供热水,存在能源浪费和排放问题。
而水源热泵系统可以利用水体的稳定温度,提供可靠的热水供应,且能够根据需求进行灵活调控,节约能源并降低污染。
在高效节能热力工程设计中,水源热泵系统还可以通过与其他能源系统的协同运行,进一步提高能源利用效率。
例如,水源热泵系统可以与太阳能光伏系统相结合,在白天由太阳能供电,晚上则由水源热泵系统继续供热或供冷。
此外,水源热泵系统还可以通过与地源热泵系统、风能系统等的组合使用,形成复合能源系统,实现能源的互补和优化。
水源热泵空调系统在某酒店工程中的应用摘要:本文以沈阳市某五星级酒店的工程为背景,比较了几种常见的中央空调冷热源方式,指出了水源热泵中央空调的优点,并确定使用水源热泵中央空调的方案。
详细介绍了该工程的实施及其实际运行耗电情况。
关键词:水源热泵、地下水、环保节能大连某房地产开发有限公司在沈阳投资兴建一五星级酒店,总建筑面积约100000㎡,占地面积13120㎡,是集合五星级酒店、酒店式公寓、智能化写字间、标准泳池、健身休闲等为一体的建筑综合体。
该项目选用水源热泵中央空调系统进行制冷、供暖和提供生活热水。
现将该工程的选型过程、运行情况以及施工过程中应注意的问题逐一进行介绍。
各种方案的比较近年来,随着国家相关政策的不断出台和建筑业内环保意识的逐步增强,治理大气污染、环境保护已经成为人心所向。
传统的燃煤锅炉供暖被明令禁止,燃气、燃油以及热泵式中央空调系统成为社会单位自行建设供暖设施时几种常见的选择方式。
建设方在项目建设初期对沈阳地区几种常见的中央空调方式进行了深入细致的考察和比较,主要内容有设备功能、初期投资、运行费用、维护管理和环保要求等。
空气源热泵机组:空气源热泵机组是由制冷压缩机、空气/制冷剂换热器、水/制冷剂换热器、节流机构、四通换向阀等设备与附件以及控制系统等组成的可制备冷热水的设备。
该项目的初期投资大约2500万元,冬夏两季的运行成本约20~35元/㎡.空气源热泵机组的优点是用空气作为低位热源,取之不尽用之不竭;空调系统的冷源与热源合二为一;空调水系统中省去冷却水系统;不需要另设锅炉房或热力站;不污染使用场所,有利于环保。
空气源热泵机组的缺点是在冬季运行时,当空气侧换热器表面温度低于周围温度的露点温度且低于0℃时,换热器表面就会结霜,导致机组的供热能力降低。
空气源热泵机组适用于2万㎡以下的项目。
水源热泵机组:水源热泵机组是利用地下水温度相对稳定的特性而采取的一种中央空调方式,它用水泵将地下水抽取到主机中,主机通过制冷剂的作用将地下水中蕴藏的能量提取出来,使外网系统循环水的温度升高或降低,来控制室内循环管中的水温达到制冷或制热的目的。
暖通空调领域新能源热泵技术的应用摘要:随着我国社会的不断发展,人民大众的环保意识也在持续提升,新能源理念在社会很多领域都得到了一定的渗透。
在行业中,暖通空调一直都是能源消耗以及环境污染的主要方面,为了改善这一问题,必须对传统的设计理念进行更新,紧紧把握可持续发展的要求,如此才能促进我国新能源的持续发展。
热泵技术本身运行时需要消耗一部分能量,挖掘环境介质中进一步储存的能量等,进行综合性的温度利用等,将热泵装置的损耗降到最低,使热泵节能技术得到更好的发展。
文章详细地对热泵技术的原理、应用和节能措施等进行了介绍,旨在促进新能源热泵技术的合理应用。
关键词:暖通空调;新能源;热泵技术引言热泵技术本质上作为一种增加热量的装置,热泵能够输送热量,使其从低温环境送至高温区域。
热泵技术自身运行时消耗部分能源,有效挖掘环境介质中储存的能量,综合利用温度,降低热泵装置的功耗,使其供热量消耗降至原有的1/3,成为热泵节能应用的关键。
1热泵技术应用原理1.1供暖原理供暖是能源热泵技术的主要作用之一。
供暖工作主要依靠制冷剂、压缩器、冷凝器等几部分相互作用完成。
在供暖工作开始前,要做好前期工作。
应当在热泵系统中的制冷回路中放入适量的制冷剂,为供暖工作提供原料。
检查热泵系统的电路设备,因为整个热泵系统的各个设备都是通过电流驱动,在通电之后,压缩机就开始运转。
压缩机的主要作用是将制冷剂压缩成高压高温气体,在通电之后就开始高速运行,其在运行过程中所产生的强大吸力会将制冷剂转化吸入压缩机进行压缩,并使其成为高温高压气体。
冷凝器在供暖过程中主要起到冷凝作用。
冷凝器可以使制冷剂成为制冷液体,并将其输送到蒸发器中。
传热系统与蒸发器是相互连接的,蒸发器中的制冷液体可以通过压缩器吸收传热系统的热量,最终实现热交换。
一般情况下,通过热交换后,会形成90℃的高温气体,再通过冷凝器将热量输入到空调的终端。
1.2 制冷原理热泵的制冷原理与供暖原理具有相似之处,然而在制冷过程中,空调的终端和传热系统的连接需要利用转换阀完成。
浅谈水源热泵技术在供热空调工程中的应用
【关键词】水源;热泵;供热;空调;工程;应用
1.热泵技术的由来与发展
当今社会环境污染和能源危机已成为全人类面对并要加以解决的重大课题,在这种背景下,以环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的供热空调系统应运而生,而热泵技术正是满足这些要求的新兴供热空调技术。
我国热泵事业近几年发展势头看好,国内企业开发出了中国品牌的热泵系统,并已建成了数个示范工程,越来越多的中国用户开始熟悉热泵,并对其产生了浓厚的兴趣。
2.热泵的工作原理及种类
(1)根据热力学第二定律,热可以自发地由高温物体传向低温物体,而由低温物体传向高温物体则必须作功,正如水能够通过水泵从低处向高处流动一样,热泵系统实现了把能量由低温物体向高温物体的传递,它是以花费一部分高质能为代价,从自然环境中获取能量,并连同所花费的高质能一起向用户供热,也就是说热泵的供热量永远大于所消耗的功量,所以是综合利用能源的一种很有价值的措施。
热泵的硬件组成和制冷系统大致相同,也是由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等主要部件组成。
只是制冷是从制冷房间吸热到冷凝器散发给冷却介质,热泵是制冷工况的逆过程,即把热量从冷凝器的介质吸收过来散发到制热房间中。
(2)热泵技术按所需热源的不同大体可分为气源热泵、地源热泵及水源热泵。
气源热泵即通常所说的风冷热泵,是以室外空气作
为热源,是目前应用最为广泛的热泵系统。
地源热泵是将换热盘管深埋于地下,吸收土壤中的低温热量进行供热,由于全年土壤温度波动较小,地源热泵的季节工况较为恒定。
水源热泵是目前我国应用较多的热泵形式,它是以水(包括江、河、湖泊、地下水等)作为冷热源体,在冬季利用热泵吸收其热量向建筑供暖,在夏季热泵将吸收到的热量向其排放,实现对建筑物的供冷。
在水源热泵的应用当中,又以利用地下水的地下水水源热泵应用较为广泛。
其工作原理大都是通过外部管道及阀门的切换来实现冬夏工况的转换,夏季空调供回水走蒸发器,地下水走冷凝器,冬季空调供回水走冷凝器,地下水走蒸发器。
3.地下水水源热泵技术的特点
3.1高效节能,运行费用低
在评价热泵机组和制冷机组的性能时常用到“功效比”,用cop 表示,即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。
3.2一机两用,环保洁净,初投资小
由于水源热泵冬季可向建筑物供暖,夏季可向建筑物供冷,真正
做到了一机两用,提高了设备的利用率。
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。
3.3机房面积小,灵活安全,用途广泛
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小,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,使整机运行安全可靠。
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。
4.水源热泵在供热空调中应用应具备的条件
4.1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政策和法规,要获取地下水,须通过政府有关主管部门的批准方可,并应有可靠的技术措施确保地下水的回灌。
4.2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。
4.3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,由于水温不同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℃。
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,在含水层中流动至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,目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。
4.4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。
5.水源热泵应用中有待探讨的问题
地下水水源热泵的应用必然带来地下水的开采问题,能否在一个城市或一个地区大量使用,如何解决取水井与回灌井的水位平衡问题,以及由于回灌井的回流速度问题能否给周围的建筑物造成安全及质量上的问题等都要进一步从理论上和实践上加以研究,并根据不同城市,不同地区,因地制宜制定相关政策。
政府的职能部门应制定一套相关的优惠政策,加快水源热泵技术的开发研制及应用进度,使相关的问题得到尽快解决。
6.结论
总之,水源热泵技术有着多种优点,也有相应的限制条件,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,随着水源热泵技术的不断成熟,这一技术在供热空调工程中将会得到更好的发展和应用。
[科]。