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水源热泵空调方案_1

ysladmin 2024-06-11 人已围观

简介水源热泵空调方案       如果您对水源热泵空调方案感兴趣,那么我可以提供一些关于它的背景和特点的信息,以及一些相关的资源和建议。1.污水水源热泵应用?2.水源热泵中央空调的工作原理3.地源热泵空调系统适合多大面积4.水源热泵的工作原理是什么?5.热泵

水源热泵空调方案

       如果您对水源热泵空调方案感兴趣,那么我可以提供一些关于它的背景和特点的信息,以及一些相关的资源和建议。

1.污水水源热泵应用?

2.水源热泵中央空调的工作原理

3.地源热泵空调系统适合多大面积

4.水源热泵的工作原理是什么?

5.热泵空调原理是什么?

水源热泵空调方案

污水水源热泵应用?

       污水水源热泵应用是非常重要的,了解污水水源热泵的作用以及注意事项才能更好的发挥作用,每个细节的处理都很关键。中达咨询就污水水源热泵应用和大家介绍一下。

       1、前言

       水源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,并采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术[1,2]。一般以COP(热泵系统所能实现的制热量和输入功率的比值)作为其节能评价指标。

       污水厂出水是一个优良的引人注目的低温余热源,在整个采暖期(制冷期),水温波动不大,水资源集中,水质较好,是水源热泵理想的低温热源。大力开发以城镇污水处理厂二级出水为水源的水源热泵空调系统,不仅能解决人员取暖和设备保温问题,还能为企业为社会带来巨大的经济、环保效益。

       2、水源热泵工作原理

       水源热泵利用常温地下水(地表水)温度相对稳定的特性,分冬季和夏季两种运行模式。冬季:当机组在制热模式时,就从地下水(地表水)中吸收热量,通过电驱动的压缩机和热交换器把地下水(地表水)的热量集中,并以较高的温度释放到室内。夏季:当机组在制冷模式时,就从地下水(地表水)中提取冷量,通过机组的运行将冷量集中,送入室内,同时将室内的热量排放到地下水(地表水)中,达到空调的目的。

       2.1 系统组成

       水源中央空调系统的是由末端系统,水源中央空调主机系统和水源水系统三部分组成。为用户供热时,水源中央空调系统从水源中提取低品位热能,通过电能驱动的水源中央空调主机 “泵”送到高温热源,以满足用户供热需求。为用户供冷时,水源中央空调将用户室内的余热通过水源中央空调主机转移到水源中,以满足用户制冷需求。

       2.2 水源应用条件

       1、制热运行工况时,水源水温应为12-22℃,制冷运行工况时,水源水温应为18-30℃。

       2、水源水pH值应为6.5~9.0。

       3、水源水中CaO含量<200 mg/L。

       4、水源水中矿化度<3 g/L。

       5、应用水源热泵系统时,应在系统中加装抗腐蚀的不锈钢换热器或钛板换热器。

       6、设计取水量要考虑水温因素和取水量的保证率,取水构筑物标高与洪水季节水位的关系。

       3、污水作为水源的可行性分析

       3.1 污水源流量大且稳定

       从表上可以看出,现有的污水厂处理量在0.2-3万m3/d,可满足的供热面积为0.8-12万m2,而各水厂需供热(制冷)的区域大致在0.05-0.5万m2,因此现有的污水处理量完全满足需求。

       3.2 污水冬暖夏凉

       冬季,即使在严寒地区,污水温度也在10 - 18 °C以上,是丰富的热源;夏季污水温度20 - 28 °C,是废热理想的排放处。

       3.3 污水水质

       现有的污水厂出水要求达到《国家城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准。

       水质标准中悬浮物为10mg/L,pH值为6-9,满足水源热泵技术要求。同时现有的水源热泵系统均自带悬浮物过滤、防腐蚀设备,避免对供热设备产生影响。

       3.4 污水热能利用区域较广

       由于目前的热泵技术已发展到可直接回收利用未经处理的城市污水的热能阶段,扩大了在城市中使用的区域。

       通过调查线主营水源热泵的厂家有:清华同方人工环境、北京赛诺特等。

       3.5 其它可再生能源的局限性

       地下水源热泵系统在我国发展受到限制,因为1)我国水资源匮乏;2)地下水源热泵系统井水回灌技术目前又不成熟;3)另外还有水井枯竭、老化等问题。

       土壤源热泵系统中因为1)土壤换热效率低;2)系统初期投资高,运行产生故障不易检修。

       因此以污水代替地下水和土壤作为热源,具有较大优势。

       4、污水作为水源的科学性分析

       污水源热泵技术消耗约25%的电能即可提取75%以上的污水热能,得到100% 的供热热能。使电能的利用率提高到4倍,若按火力发电0.33的效率计算,系统的一次能源利用率高达1.33,再高效的锅炉效率也在0.9以下,考虑辅助能耗及热损耗,污水热泵空调系统的一次能源的节能幅度达45%以上。

       5、污水作为水源的经济性分析

       水源热泵使用寿命约为20年,其消耗1KW.h的电量,用户可以得到4.3-5.0KW.h的热量或5.4-6.2KW.h的冷量。

       以青岛某污水处理厂(供热面积:80*104m2,空调面积50*104m2)为例,分别对水源热泵系统、天热气直燃热泵机组进行经济效益节能对比。结果表明:直接式污水源热泵系统的总造价分别是燃气机组的88.5%,运行费用分别为后者的71.2%,费用年值分别为后者的75.8%。体现了直接式污水源热泵的经济性。

       6、污水作为水源的环境效益分析

       6.1水源热泵机组的电力能耗,与电供暖相比,相当于减少70%以上的温室气体的排放。

       6.2采用水源热泵供热时可代替锅炉房系统,没有燃烧过程,避免了排烟污染,供冷时省去了冷却塔,避免了冷却塔噪音及霉菌污染,使环境更加洁净优美。

       7、结论

       1、水源热泵具有高效节能,绿色环保,方便舒适的特点。

       2、水源热泵需增加预处理装置,使得进水满足使用要求。

       3、水源热泵消耗1KW.h的电量,用户可以得到4.3-5.0KW.h的热量或5.4-6.2KW.h的冷量。

       4、水源热泵是一种清洁能源,使用过程中不产生二次污染,在对锅炉燃烧有严格要求的地区,使用水源热泵具有较好的经济效益、环境效益和社会效益。

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水源热泵中央空调的工作原理

       地源热泵是利用地下一定深度下的土壤、岩石、水等介质在不同季节均维持稳定温度的特点,在地下安置专门的热交换装置,并与地上热泵相连,以达到为室内供暖或制冷的目的。 2. 地源热泵是如何工作的?为何能够节能?与传统空气热泵有何不同? 地源热泵主要是与地下介质进行热交换,而不是与室外空气进行热交换。在夏季,在为室内提供空调的同时,其废热不再是排入空气中,而是储存于地下,以此提高冬季供暖的效率;在冬季,室内供暖的大部分能量来自于地下介质,利用地下土壤温度来为室内提供免费的热能。一般来讲,冬季每千瓦的电力能为室内带来4~5千瓦热量,而土壤温度的降低又为下一季节的空调带来冷源。因此地源热泵更多地是在室内和地下“转移”能量,而不是“创造”热量。 由于地源热泵是在土壤和室内空气之间工作,二者之温差较室内外空气温差要小很多,其工作效率便非常之高。地源热泵较之于常规空调非常类似于在平路上行驶的汽车和爬陡坡的汽车。 3. 地源热泵是否能维持室内温度稳定?是否需要使用电力? 地源热泵有时会被误解为一个被动维持室内与地下温度平衡的系统,因此不能保证室内温度的舒适和稳定。而实际上,地源热泵是一个完全的主动系统,它使用电力驱动的压缩机,其制冷和供暖循环与常规冷暖空调没有原则的区别。地源热泵在夏季能够制冷,在冬季能供45~50℃热水。地源热泵是目前为止最为有效,室内温度稳定在舒适水平上的现代空调系统。 4. 地源热泵是否需要使用地热? 地源热泵(Ground Source Heat Pump)有时也被称为地热热泵(Geothermal Heat Pump)但实际上,它完全不需要当地具有地热资源,它利用的只是地下介质如土壤、岩石和水的蓄热能力。 5. 如果当地没有地下水或不允许抽采地下水怎么办? 采用地下水只是地源热泵方式中的一种。江苏汇川环境科技发展有限公司的独特闭式系统完全不需使用地下水,封闭的地下换热系统将能量带出或带入地下,不需使用地下水作为媒介。 6. 地源热泵地下循环有哪几种方式?各有何特点? 地下换热器是影响系统投资和效率的关键。换热系统有开式循环系统、闭式循环系统和混合循环系统等几种形式。开式循环管道中的水来自于湖泊、河流或者竖井之中的水源。与闭式循环类似的是,与建筑交换热量之后,水流回到原来的地方或者排放在其它的合适地点。开式循环方式的优点在于设计简单,安装费用低,占用土地面积小,以及传热效率高等。但它仅仅适应于有充足的水源,而且在当地的法律条例允许使用这些水源的情况下。这种方式的其它不利方面还会在后面提到。 大部分地下换热器是封闭循环,所用管道为导热能力好的高密度聚乙烯管。管道可以通过垂直井埋入地下50-100 米深,或水平埋入在地下约2.5 米处,也可以置于池塘或河流的底层。大部分场合下,三种方式中总有一种比较适宜。管中填充的是水溶液。在冬天,管中的流体从地下抽取热量,带入建筑中,而在夏天则是将建筑中的热能通过管道送入于地下储存。 对于大型商业建筑,当其夏天冷负荷远远大于其冬天的热负荷时,往往要采用混合系统。在混合系统中,地下换热器的大小一般按热负荷来计算,夏天所需的额外的冷负 荷由常规的冷却塔来提供。这样的混合系统降低了地下换热装置的尺寸,从而降低了一次性初期投资,但尽管冷却塔的尺寸比普通情况下的小了许多,但维修成本却比一个全地源系统高,同时带来建筑上的诸多不利。 7. 抽取地下水的开式循环具有哪些优缺点? 开式循环系统具有简单易行,成本低廉等巨大优势,因而得到广泛应用,但同时要注意到的是这种方法所存在的一些问题: (1)许多地区的地下水资源缺乏,限制了开式热泵的应用。不同的城市有不同的地下水资源管理办法,过分依赖地下水,缩小了地源热泵的市场。 (2)地下水位可能受地区、季节和周边地区用水的影响,而不稳定的地下水位有可能威胁地源热泵的长期可靠的运行,尤其当我们所指的长期是30 年、50 年甚至更长的时间。 (3)长期的使用中,水井的出水量会有所变动,而回灌将是更大的问题,至少需要在一定的时间内对水井进行再生和处理。 (4)地下水质会极大地影响冷凝器或蒸发器的可靠运行及其寿命,危害主要来自水中杂质(包括泥沙)对换热设备的阻塞和管道的结垢。设备要定期进行清理。 (5)抽水井和回水井有明显的水位差,这将加大循环水泵的功率消耗。 (6)而在闭式循环中基本上没有上述困难,尤其是保证了地源热泵系统的可靠性和低维护乃至免维护,在美国已经成为主要的地源热泵循环方式。 8. 地源热泵适合哪些情况下的建筑? 地源热泵既适合单家别墅、商用建筑,也适用于多层公寓。既适用于新建筑中安装,也适用于旧有建筑的改造。一般来讲,下列情况下地源热泵的优势能更显著地体现: (1)大型商用建筑。如商场、展览馆、机场、体育馆、车站、影剧院等负荷高、耗能多的场所。其节能更加明显,而单位面积的初期投资确有所降低。 (2)既要在冬季供暖,又要在夏季制冷的地区和建筑中,此时,由于地源热泵能同时提 供供暖、制冷和热水,一机三用,相应初期投资与常规空调增加不明显。 (3)档次较高、面积较大的居室,如果舒适成为追求的主要目标之一,地源热泵能最大程度地满足住户的舒适要求,不必担心极端气候下的供暖或供冷不足。 (4)地质条件好,便于安装地下系统的地方,此时初投资也相应降低。 (5)有特殊要求的建筑,对噪声、安全性、外观等更高要求的情况下,地源热泵会是一个很好的解决方案。 9. 哪些情况下不宜安装地源热泵? 相比之下,在下列情形中,地源热泵的优势不是十分明显: (1)面积小、楼层高、档次较低的住宅,此时地源热泵投资会明显抬高单位面积成本,影响房产商的利润,用户可能更倾向于简便、低廉的窗式空调或分体式空调。 (2)地质情况不好,外部地下空间十分狭小的情况。 10. 地源热泵有哪些不利的地方? 地源热泵应用中的主要问题在于: (1)一般认为初期投资较高。 (2)受外部空间限制的情况下并不适用。 为什么说地下换热系统是地源热泵的关键? 地源热泵除了地下部分外与常规机组并无根本的区别,之所以说地下换热系统是地源热泵的关键,一方面是因为其直接决定系统的运行效果,另一方面,是因为地下系统的设计、施工和安装等对大多数工程公司是一个挑战,不当的设计和施工将直接影响系统是否能正常运行和系统长期可靠性。 11. 地源热泵施工有哪几种方法? 不同的闭式循环系统有不同的施工方法。目前主要采用垂直打孔,水平打孔和水平开沟等方式。一般均以机械作业完成。 (1)水平钻孔与方向校正 (2)水平钻孔能保证地表植被不被破坏,但效率较低。钻孔时要通过探测仪校正水平孔的延伸方向。 (3)水平开沟 (4)开沟相对要快捷些,管道铺设也较简便。更主要的是此时可将管子螺旋埋入,增加埋管长度。 (5)垂直钻孔与灌浆 (6)垂直钻井形成的地下系统性能良好,并且占地面积小,但成本较高。为增加管道与土壤之间的导热,一般要采取灌浆,用水凝性的膨润土填入孔井之中。目前美国有多家提供该种高导热粉末浆料的生产企业。 12. 地源热泵的可靠性如何? 由于不受外界气候的影响,地源热泵是目前所有空调系统中运行最为可靠的。 13. 地源热泵寿命有多长? 地源热泵非常可靠耐用。它的机械运动部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安装在室内,从而避免了室外的恶劣气候,而地下换热器的保证期可达50 年。 14. 地源热泵的噪声如何? 地源热泵系统非常地安静,带给您的是一个非常愉悦的环境。地源热泵避免了可能会打扰你和你邻居的噪声,无论您在室内、阳台或户外均能安享宁静的环境。 15. 地下热交换系统施工会不会影响工程进度? 一般不会。地源热泵的施工安装可选择在地基工作的同期,或建筑框架施工完成之后,室内装修开始之前。 16. 地下换热系统是否会影响地面草坪和植物? 绝对不会。地下换热系统的埋管深度及土壤导热的缓慢使得其对地表温度的影响十分微小,地面温度更多地取决室外空气温度。 17. 地下换热系统是否会与地下管网有冲突? 如果地下换热系统的施工在管网施工之后,局部地方可能会有冲突,但可以在设计时尽量避开,如果地下换热系统的施工在管网之前,则基本不会有影响。 18. 地源热泵是否可以分户计费? 江苏汇川环境科技发展有限公司与不同的设备制造商合作,结合用户建筑区域的划分及功能的指定,采用不同形式和大小的热泵机组,完全保证一区(户)一机,实行分户计费。减少用户在管理上的成本。 19. 现在建筑耗能过大,是否可以改建? 原则上讲是完全可以。原先的风道式风机盘管系统均可留用,但更新系统的投资及经济上的可行性如何,则要根据原有系统的新旧程度,周边建筑空地与施工难易,运行负荷等情况来作经济分析。一般来讲,如果原系统是水冷系统,更改的经济性会比较好。江苏汇川环境科技发展有限公司愿意免费对工程作评价和经济性分析。 20. 什么是“热岛效应”? “热岛效应”是指城市建筑中由于耗能、地面吸收等因素造成的热量集中,其中空调系统的负面作用占重要比重,在室内维持较冷的空气的同时,大量建筑的空调器在向街面、邻居排出热量,造成室外整体温度的上升,结果是小环境的舒适,大环境的牺牲,这种情况在建筑密集的城区尤其明显。 21. 为什么地源热泵又被称为“隐式空调”? 由于地源热泵无需向室外空气排热,不必有设备显露室外,整个系统可以安置在过道、门顶、天花板内、车库里,并封闭起来,这样在室内外均没有显露设备。故被称为“隐式空调”。 22. 地源热泵系统能给小区环境带来哪些好处? (1)由于系统隐蔽,用户室外、室内均显得整齐美观。 (2)没有室外冷却塔、散热器。减少小区“热岛效应”,保持小区外面的舒适 (3)同样由于没有户外散热设备,无噪声影响自己及邻居。 (4)系统隐蔽,无机器设备在室外运行,保护了小区的安全尤其是减少了儿童户外人身意外的风险。 23. 为什么地源热泵的广泛采用也有利于全球环境? 地源热泵被美国能源部和环保署认定为对环境最有好处的空调供暖技术,其原因在于: (1)使用电力较之其它的以燃料为动力的空调方式,大大降低了温室气体的排放。一般来讲,集中的电力动力,包括火力发电,其污染的控制也较分散式小规模燃烧要容易得多。 (2)大量节省电力相当于减少了燃煤量,相应减少了温室气体排放,由于供暖和供冷均发生在电力紧张的“高峰”期间,这种节省同时提高了电网效率,起了调峰作用, 这也是为什么在美国许多大型电力公司对地源热泵用户实行补贴政策的原因之一。 (3)与分体式空调相比,地源热泵是完全的居式中央空调,对室内的所有空间进行温度调节,既无室外机,也无需现场灌注制冷剂,制冷剂是在工厂内灌注并密封的,泄露的可能性大大降低。 24. 什么是空调“供需鱼形”? 如果将室内的空调负荷描绘成室外环境温度的函数,则为一个下凹形曲线,在夏季室外温度升高或冬季室外温度降低时,空调的负荷均急剧增加。而另一方面,将热泵机组的实际出力(供给)画成室外温度的函数,则为一上凸形曲线,表明在夏季高温和冬季低温时出力急剧下降,这说明空调系统的一个突出的普遍问题:在最需要的时候,系统出力最小,两条曲线相关成一“鱼形”,两端交叉点之外表明空调系统出力不能满足实际需求,系统处于不舒适状态。 地源热泵没有改变需求曲线,但完全改变了出力曲线,热泵系统的实际出力不再如此明显地取决于室外空气。由于影响系统出力的是地下相对稳定的温度,系统出力也就维持在一个相对稳定的水平下。很直观地可以看到,相等能力(压缩机容量)下,地源热泵的舒适温度范围要大于普通空调。换句话说,如果体质在相同的温度范围内的舒适性,地源热泵所需的机组功率要小得多。 25. 地源热泵会不会在冬天供暖不足? 常规的风冷热泵利用室外空气温度的降低来为室内提供热量,但对于许多地区,当空气温度接近冰点时,便会在蒸发器上结霜,阻止进一步地从环境空气中吸热,出现这种情况用户便明显地感觉到系统供暖不足。一般来讲,避免这个问题需要增加辅助热源。 而地源热泵与土壤换热,后者保持在一个相对较高的温度水平上,只要设计得当,完全可以避免上述情况,保证系统在任何情况下都有充分的出力,但不排除在地下换热器设计不充分时,出现循环水结冰的情况。 26. 为什么闭式循环中,循环液体中要添加抗冻剂? 一般闭式系统设计中,循环液体中要增加乙二醇、盐或其它形式的抗冻剂,其原因有二: 一是由于空调设计一般是按稳态平均负荷来计算地下换热的,但实际过程却是一个强烈的动态过程,一段时间的持续运行会造成循环液温度过快地下降,如果系统的热容量小,导热慢,温度得不到恢复,循环液温度便会降低到冰点以下。此时,要保证系统的正常运行,便不得不增加抗冻剂,添加抗冻剂的另一个原因是如果接近地面的室外管道保温不好,冬季长时间停止循环也会造成结冰,导致系统停机。 27. 循环液中的抗冻剂有哪些负作用?如何避免? 循环液根据其种类不同,带来的负作用包括有: (1)毒性; (2)对设备,尤其是循环水泵和换热器的腐蚀性; (3)成本上的增加。 在设计中充分考虑地下系统的动态性能,用充分的热容量和导热能力及管道保温来避免使用抗冻剂。增加系统的寿命和可靠性,同时降低系统的初期投资。 28. 地源热泵和水源热泵有何区别? 地源热泵(Ground Source Heat Pump)和水源热泵(Water Source Heat Pump)并无本质的区别。实际上,国内许多抽取地下水或使用浅表水(湖泊、河流、海洋)的开式系统使用的便是常规的水源热泵,只是将常规系统中要用到的冷却塔水循环改变为地下水水循环。但值得注意的是只有那些完全针对地源参数设计,照顾到短期内温度变动,允许系统在-4~-5℃仍能正常工作的热泵机组才被称为是地源热泵机组。 29. 地源热泵是否可以提供生活热水? 地源热泵能全天候提供生活热水,并且热水在夏季是免费的,春秋季节能可达75%以上,冬季节能也可高达50%。 30. 地下热交换系统是否可以安装在建筑物下面? 可以,但一般我们不建议安装在建筑物下面,尽管地下系统非常的安全、可靠,一旦故障发生在建筑物外面,我们可以很容易修复,但如果是在建筑物底下,便没有这种机会。 31. 安装有地下换热器的场地上面是否仍可使用? 可以,地下换热器安装好后,地面上可按计划做成停车场、草坪、花坛,做成人行道路和车行道路均没有问题。 32. 一般来讲,地下换热系统的占地面积需要多少? 这要取决于建筑面积,楼层高度、埋管方式地质条件等。江苏汇川环境科技发展有限公司的一个突出优势便是能在较小的面积上,成就性能优越的地下换热系统。但一般来讲,建筑外部场地越宽松,地质情况越好,则施工越容易成本也有明显降低。 33. 为什么有的媒体称地源热泵对环境有负面影响? 主要由于目前大部分地源热泵均采用开式循环,抽取地下水。如果系统有回灌不足,或取水与回水层不同,则导致地面下沉及其它相关联的环境问题。萨斯特技术公司一般优先采用闭式循环系统。 34. 如何保证地下温度的稳定?地源热泵是否会积累导致多年后效率衰减? 地源热泵冬季和夏季是相反的过程,能量互相平衡但这种平衡是相对的,不能平衡的部分将在漫长的季节里消散到地表、土壤深层和换热器的周边土壤中,在这种消散过程中浅表水起着良好的作用。值得注意的是,江苏汇川环境科技发展有限公司的热泵系统可以主动恢复,保持地下温度、湿度。 35. 地下换热系统出现问题是否意味整个系统的失效?有问题如何处理? 不会。地下系统的问题主要是泄漏。如果是发生在上部收集管总是可以修复的,泄漏位置也很容易确定,如果是深部埋管,可视情况修补,或直接封闭接口将其弃置,一般来讲,放弃少量的埋管不会对整个系统有太大的影响,实际的情况是地下埋管的寿命要比地上设备长。 36. 地下换热系统的管道采用何种材料?寿命如何? 目前普遍采用的是高密度聚乙稀管道,这种特制的管道具有良好的易接性能,保证地下系统的寿命,柔性好,能适应地下土壤的一定程度的变型。最重要的是,该种管道具有良好的导热性能。 37. 地源热泵提供的热水与燃气热水有何不同? 地源热泵和燃气热水器一样,加热自来水达一定的温度,供厨房、卫生间等场所使用。所不同的是地源热泵利用的土壤中所贮蓄的能量,电力只是起着一个“牵引”的作用,因此一千瓦的电力能带来4-5 千瓦的热能,相应的热水费用也远低于其它电热和煤气热水,在夏季利用的是空调释放的热水,因而是免费的。 38. 分区空调?同时供冷和供暖?供暖与供冷地下系统是否相同? 地源热泵机组可以很方便地实现同一建筑内区供暖或制冷,对于要求较高的建筑,能在同一时间内为部分区域供冷又为其它部分供暖,地源热泵为此提供了十分便利的条件,分区间的地源热泵系统不但可以同时为不同区域供暖和供冷,同时还可将供冷区内的多余热量回收用于供暖区,能更进一步地节约能量。 39. 地下系统的埋管在多深水平上? 对垂直井,一般在15-50米深,地面面积受限时,井深可达100米,水平埋管一般深2.5 米。

地源热泵空调系统适合多大面积

        是近代科学发明的一种节能技术。向热泵机组输入一定电能驱动压缩机作功,使机组中的工质(如R22、R134a)反复发生蒸发吸热和冷凝放热的物理相变过程,就能实现空间上的热量交换和传递转移。

       是以岩土体、地下水或地表水为低温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。其工作原理是:冬季,热泵机组从地源(浅层水体或岩土体)中吸收热量,向建筑物供暖;夏季,热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中,实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形式的不同,地源热泵系统分为地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统。

水源热泵的工作原理是什么?

       一 中央空调系统形式介绍: 1、传统的中央空调有空气源热泵(风冷机组)+辅助电加热和水冷冷水机组+锅炉两种形式。空气源热泵(风冷机组)和水冷冷水机组在制冷时都是把房间的热量向室外空气排放,受室外气温因素影响太大,其制冷量随室外空气温度升高而降低,尤其在高温高湿地区,机组制冷性能极不稳定,效率低下,有时甚至不能工作。在制热时,空气源热泵当室外温度降到零度以下时需加辅助电加热装置,耗电量大,效率很低;而水冷冷水机组+锅炉这种空调形式,在供热时需用电锅炉或燃煤、燃油锅炉,污染严重,运行费用昂贵。 2、地源热泵中央空调:地源热泵中央空调分为水源热泵和土壤热交换器地源热泵两种形式 2.1 水源热泵中央空调 水源热泵概念、原理及归类 2.1.1、水源热泵概念 水源热泵技术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)的低温低位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移,既可供热又可制冷的高效、环保、节能的空调系统。 2.1.2、水源热泵原理 地球表面浅层水源(一般在 1000 米以内),像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中,吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是:在夏季将建筑物中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,则是通过水源热泵机组,从水源中“提取”热能,送到建筑物中采暖。 通常水源热泵消耗 1kW 的能量,用户可以得到 4kW 以上的热量或冷量。 2.1.3、水源热泵的分类 当利用的对象都是水体和地层(含水地层)的蓄能,而且都是以水作为热泵机组的冷热源,都可以将之归类为水源热泵系统。水源热泵可以分为地下水源热泵以及地表水源热泵。 地下水热泵系统,也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。 通过建造抽水井群将地下水抽出,通过二次换热或直接送至水源热泵机组,经提取热量或释放热量后,由回灌井群灌回地下。 地表水热泵系统。 通过直接抽取或者间接换热的方式,利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵的冷热源。 2.2 土壤热交换器地源空调系统。 这种空调系统是把热交换器埋于地下,通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动,从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下,对房间进行降温。同时储存热量,以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间,对房间进行供暖,同时储存冷量,以备夏用,大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉,这样就实现了能量的季节转换。 垂直埋管地源热泵系统 水平埋管地源热泵系统 〈1〉工作原理:地源热泵空调的心脏是一个“热泵”(制冷、供热)。供暖时,它吸取地热向用户排放,此过程只消耗少量电能,如图1所示。制冷时,它吸取用户室内的热量向地下排放,同样也消耗少量热能,如图2所示 〈2〉 机组运行过程:冬天热泵中制冷剂正向流动,压缩机排出的高温高压R22气体进入冷凝器向集水器中的水放出热量,相变为高温高压的液体,再经热力膨胀阀节流降压变为低温低压的液体进入蒸发器,从地下循环液中吸取低温热后相变为低温低压的饱和蒸汽后进入压缩机吸气端,由压缩机压缩排出高温高压气体完成一个循环。如此循环往复将地下低温热能“搬运”到集水器,从而不断的向用户提供45℃-50℃的热水。如图3所示。 夏天热泵中制冷剂逆向流动,与用户换热的冷凝器变为蒸发器从集水器中的低温水(7-12℃)提取热能,与地下循环液换热的蒸发器变为冷凝器向地下循环液排放热量,循环液中热量再向地下低温区排放,如此循环往复连续地向用户提供7-12℃的冷水。 〈3〉土壤热交换器埋管形式:地下埋管换热器主要有两种形式,即水平埋管和垂直埋管。选择哪种形式取决于现场可用地表面积、当地岩土类型以及钻孔费用。尽管水平埋管通常是浅层埋管,可采用人工开挖,初投资比垂直埋管小些,但它的换热性能比竖埋管小很多,并且往往受可利用土地面积的限制,所以在实际工程应用中,一般都采用垂直埋管。(见图4) 2.3 地源热泵发展概况 地源热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文现中。20世纪50年代,欧洲和美国开始了研究地源热泵的第一次高潮。但在当时能源价格低,这种系统并不经济,因而未得到推广。直到上世纪70年代,石油危机和日益恶化的环境把人们的注意力集中到节能、高效益用能和环境保护上时,使地源热泵的研究进入了又一次高潮,最近20年在欧美等工业发达国家取得了迅速的发展,已成为一项成熟的应用技术。在美国地源热泵空调系统占整个空调系统的40%,是美国政府极力推广的节能、环保技术。为了表示支持这种技术,美国总统布什在他的得克萨斯州的别墅中也安装了这种地源热泵空调系统(见2001年5月28日参考消息)。到目前为止美国已安装了600,000台,而且计划每年安装40万台的目标,能降低温室气体排放一百万吨,相当于减少50万辆汽车的污染排放或种植树一百万英亩,年节约能源费用4、2亿美元。瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用地源热泵,用于供暖及提供生活热水。据1999年的统计,为家用的供热装置中,地源热泵所占比例:瑞士为96%,奥地利为38%,丹麦为27%。 在我国由于能源价格的特殊性以及人们节能、环保的认识程度等原因以及其它一些因素的影响,地源热泵空调技术应用和发展比较缓慢,人们对之尚不十分了解,推广较困难,然而随着人们生活水平的提高,人均能耗的增长,一次性矿物能源的日益衰竭以及环境的日趋恶化,地源热泵技术已越来越引起人们的重视。在目前节能和环保的潮流下,该技术以其特有的节能性和稳定性受到行业的瞩目,国内许多院校、科研所作了大量的应用研究。国家建设部在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中专门作了推荐。据统计,仅在北京2004年施工并投入运行的地源热泵系统的空调工程占全年空调工程总量的2/3以上。可以预见,随着经济的发展,人们节能、环保意识的日益提高,地(水)源热泵作为一种节能、环保的绿色空调设备适应能源可持续发展战略要求,在中国必将有广阔的应用和发展前景。 2.4 地源空调系统的特点 地(水)源热泵与常规空调技术相比有着无可比拟的优势。 (1) 利用可再生能源:属可再生能源利用技术 地源热泵从常温土壤或地表水(地下水)中吸热或向其排热,利用的是可再生的清洁能源,可持续使用。 (2) 高效节能,运行费用低:属经济有效的节能技术 地源热泵的冷热源温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%,因此要节能和节省运行费用40%左右。另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。在制热制冷时,输入1KW的电量可以得到5KW以上的制冷制热量。运行费用每年每平方米仅为15——18元,比常规中央空调系统低40%左右。 (3) 节水省地:1)以土壤(水)为冷热源,向其放出热量或吸收热量,不消耗水资源,不会对其造成污染。2)省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施,机房面积大大小于常规空调系统,节省建筑空间,也有利于建筑的美观 (4) 环境效益显著 该装置的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,在供热时,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,不会产生城市热岛效应,对环境非常友好,是理想的绿色环保产品。 (5) 运行安全稳定,可靠性高:地源热泵系统在运行中无燃烧设备,因此不可能产生二氧化碳、一氧化碳之类的废气,也不存在丙烷气体,因而也不会有发生爆炸的危险,使用安全。燃油、燃气锅炉供暖,其燃烧产物对居住环境污染极重,影响人们的生命健康。由于土壤深处温度非常恒定,主机吸热或放热不受外界气候影响,运行工况非常稳定,优于其它空调设备。不存在空气源热泵供热不足,甚至不能制热的问题。整个系统的维护费用也较锅炉-制冷机系统大大减少,保证了系统的高效性和经济性。维修量极少,折旧费和维修费也都大大地低于传统空调。 (6) 一机两用,应用范围广 地源热泵系统可供暖、制冷,一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。 可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于住宅的采暖、供冷。 (7) 自动运行 地源热泵机组由于工况稳定,所以可以设计简单系统,部件较少,机组运行简单可靠,维护费用低;自动控制程度高,可无人值守;此外,机组使用寿命长,均在20年以上。 2.5 地源空调系统的社会效益 在我国的一些发达城市,夏季制冷、冬季采暖与供热所消耗的能量已占建筑物总能耗的40-50%。特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉的大量使用,给大气环境造成了极大的污染,对人们的健康形成了威胁。因此,建筑物污染控制和节能已是国民经济发展的一个重大问题。传统的采暖空调模式因其产生的环境污染正面临着严峻的挑战。对于夏季制冷的建筑来说,随着空气热泵空调的普及,空调的实际使用效果正在逐年下降,这是因为空调装机容量的增加,空调局部热岛效应交叉干扰的结果。天气越炎热,室外的温度越高,空调负荷也越大,而此时空调机向室外散热时,传热温差越小,空调机的运转效率就越低,设备也越费电。也就是说,除了燃煤供暖给环境造成污染之外,空调机同样会造成大气污染。 另一方面,我国大部分地区冬冷夏热,夏天大量地使用风冷空调,造成某些大城市供电紧张,形成电荒,为了确保不会造成断电等问题出现,有些城市夏天限制用电量。另外,因为部分地区没有暖气供应,冬天使用电炉取暖,造成电力供应紧张。 地源热泵机组制冷、供暖所需能量3/4左右来自地能,另外1/4左右来自电力输入,从而减少一次性的矿物能源消耗;不向室外排冷、热风,减少城市热岛效应。对环境非常友好。 地源热泵空调是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的工程系统。冬季向建筑物供热,夏季又可供冷。可广泛应用于各类建筑中,如商业楼宇、公共建筑、住宅公寓、学校、医院等。随着21现在,我国对建筑节能的要求越来越高。减少我国冬季采暖和夏季供冷所造成的大气污染,降低供暖空调系统的能耗、节约能源是每个公民应尽的义务。特别是近几年来,大中城市为改善大气环境,大力推广使用包括可再生能源的清洁能源。随着人们生活水平的提高,建筑物不仅要满足冬季采暖的要求,而且需要夏季空调降温,地源热泵技术提供了这一问题的有效解决方案。 地源热泵系统可实现对建筑物的供热和制冷,还可供生活热水,一机多用。一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。系统紧凑,省去了锅炉房和冷却塔,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。地源热泵系统的一个显著的特点是大大提高了一次能源的利用率,因此具有高效节能的优点。地源热泵比传统空调系统运行效率要高约40~60%,节能50%左右。另外,地源温度恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,整个系统的维护费用也较锅炉-制冷机系统大大减少,保证了系统的高效性和经济性。

热泵空调原理是什么?

       水源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。水源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。

       地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在冬季,把地能中的热量“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,释放到地能中去。通常水源热泵消耗 1kW的能量,用户可以得到4kW以上的热量或冷量。

扩展资料

       工作原理:

       作为自然现象,热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三分之一或更低,这就是热泵节能的关键所在。

       水源热泵机组工作原理就是利用地球表面浅层地热能如土壤、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低位热能资源。

       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空调空间中的热量取出,放热给封闭环流中的水,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量;而冬季,利用制冷剂蒸发吸收封闭环流中水的热量,通过空气或水作为载冷剂提升温度后在冷凝器中放热给空调空间。

       水源热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机主要有两种形式:水—水式或水—空气式。

       三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递,水源热泵与地能之间换热介质为水,与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。

       百度百科-水源热泵

       

       导读相信朋友们都了解空调,因为在炎热的夏天,如果没有空调的话,那简直就是一种灾难。因此炎热的夏天,我们大多会选择在家里享受着空调带给我们的畅快。市场上有很多的空调品牌,像tcl、三洋、格力、海尔等等都是我们所熟知的大品牌。那么热泵空调是什么?热泵空调原理是什么?相信很多的朋友们都不是太了解,下面小编就来详细的介绍一下相关的信息。

什么是热泵空调?

       我们似乎对于热泵空调并不是那么的熟悉和了解,简单的说这个热泵空调就是采用地表土壤还有水体储藏的太阳能资源当做为一种冷热源。这样的话热泵空调整体不需要燃烧,也没有排烟,更是没有废弃物,当然也没有污染,可以说是清洁环保型的技术。换句话说这个热泵空调其实就是可再生资源重复利用的技术。

热泵空调原理是什么?

       我们提到了热泵空调的原理,不妨从下面几个方面来说一下:

       一、浅层地热能源

       首先由于太阳辐射照耀,这个就会让地球变为一个太阳能巨型的“存贮器”,这个时候地壳浅层水体还有岩土体里面就会存储很多的可再生能源,也就是我们所说的浅层地热能,也叫地源。

       二、热泵技术

       对于这个热泵技术来说,其实就是节能技术。当热泵机组受到电能驱动压缩机的作功的时候,机组里面的工质就会反复的进行蒸发吸热还有冷凝放热这样一系列的物理变化,从而达到了空间上热交换还有传递。

       三、地源热泵中央空调系统

       对于我们所谈到的热泵空调原理,其实就是以岩土体还有地下水,甚至是地表水当成低温热源。通过水源热泵机组还有地热能交换系统和相应的其他系统的调节,就可以实现相应的效果。

       工作原理是这样的:当冬季的时候,相应的热泵机组就会从地源里面吸收相应的热量,然后就会向建筑物提供热量;当夏季来临的时候,热泵机组就会从室内空间中吸收相应的热量,然后转移发散到地源里面,这样就可以实现相应的建筑物空调制冷。我们依据地热交换系统相关形式的变化,地源热泵相应的系统就会分为三块,它们是地下水地源热泵系统,另一个是地表水地源热泵系统,还有一个就是地埋管地源热泵系统。

       四、水源热泵中央空调系统

       对于水源热泵技术来说,能够充分的运用地球表面的相应的浅层水源,就像地下水还有河流甚至湖泊等,从里面吸取相应的热能资源,然后利用热泵原理,达到节约高位能的效果。我们说对于地表的土壤还有水体来说,他可以是太阳能的集热器,从中收集了将近47%的太阳辐射能量,这要比人们每年所运用的能量的500倍还要多,可以说是非常大的动态能量平衡系统,相应的地表土壤还有水体就会进行自然的保持相应的能量接收还有发散,达到一种均衡。

       经过上面的简单介绍,相信大家对于热泵空调原理是什么都有了一个大概的了解。简单的说,对于热泵空调来说,它的环保特点,还有节能特点已经深入人心,不少的朋友们都非常的喜欢这样的设备。随着时代的迈进,空调品质将逐渐的提升,这样的新型空调必将代替老式的空调而成为市场的主流。

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       今天关于“水源热泵空调方案”的探讨就到这里了。希望大家能够更深入地了解“水源热泵空调方案”,并从我的答案中找到一些灵感。