什么供水机组什么是水源热泵空调机组？

什么是水的源头热泵空调机组?

水的源头热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包孕地下水、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。水的源头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。凡是水的源头热泵消耗1kW的能量,用户可以获得4kW以上的热量或冷量。

根据热泵的热源介质来分,热泵可分为空气源热泵和水的源头热泵,而水的源头热泵又分为水环热泵和地源热泵。水环热泵是充实利用室内余热的一种热泵,冬季当室内余热不足时,可利用锅炉进行加热;夏季当室内余热过多时,可利用冷却塔进行排热。地源热泵在国内的应用刚刚起步,有关地源热泵的术语很多,也很不规范,为了避免混淆,现统一采用ASHRAE1997年划定的规范术语,即地源热泵(Ground-Source Heat Pump, GSHP)。地源热泵是一个广义的术语,它包孕以地下水、地表水和土壤作为热源和热汇的热泵系统。以土壤为热源和热汇的热泵系统称之为土壤源热泵(Ground-Coupled Heat Pump, GCHP);以地下水为热源和热汇的热泵系统称之为地下水的源头热泵(Ground-Water Heat Pump, GWHP);以地表水为热源和热汇的热泵系统称之为地表水的源头热泵(Surface Water Heat Pump, SWHP)。

工作原理

作为天然现象,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。水的源头热泵机组工作原理就是利用地球外貌浅层地热能如土壤、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,由于水的源头温度低,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。

水的源头热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地能换热系统、水的源头热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中水的源头热泵机主要有两种情势: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,水的源头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

优缺点

水的源头热泵空调系统主要具有以下技术优势:

(1)水的源头热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体,包孕地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个伟大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接地接管太阳辐射能量),而且是一个伟大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体天然地保持能量接管和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为有可能。所以说,水的源头热泵一种利用清洁的可再生能源的技术。

2)水的源头热泵机组可利用的水体温度冬季为12～22℃,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。而夏季水体为18～35℃,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高。据美利坚合众国环保署(EPA)预计,设计安装良好的水的源头热泵,平均来说可以节约用户30%～40%的供热制冷空调的运行费用。

(3)水体的温度一年四季相对不变,其波动的范围远远小于空气的变动。是大好的热泵热源和空调冷源,水体温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、不变,也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题

(4)水的源头热泵使用的是电能,电能本身为一种清洁的能源,但在发电时,消耗一次能源并导致污染物和CO2温室气体的排放。所以节能的设备本身的污染就小。设计良好的水的源头热泵机组的电力消耗,与空气源热泵相比,相当于减少30%以上,与电供暖相比,相当于减少70%以上。

当然,象任何事物一样,水的源头热泵也不是十全十美的,其应用也会遭到制约。

(1)受可利用的水的源头条件限制。水的源头热泵理论上可以利用一切的水资源,其实在现实工程中,不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地域是否有合适的水的源头成为水的源头热泵应用的一个关键。目前的水的源头热泵利用方式中,闭式系统一般成本较高。而开式系统,能否寻觅到合适的水的源头就成为使用水的源头热泵的限制条件。对开式系统,水的源头要求必须餍足一定的温度、水量和清洁度。

(2)受水层的地理结构的限制。对于从地下缩水回灌的使用,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的源头,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。

(3)受投资经济性的限制。由于遭到不同地域、不同用户及国度能源政策、燃料价格的影响,水的源头的基本条件的不同;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,水的源头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,在不同地域不同需求的条件下,水的源头热泵的投资经济性会有所不同。

威海中天嘉能生产水的源头热泵机组、土壤热泵机组、水环路热泵机组等多种机型。

顾名思义,就是用水的源头(包孕地表水,地下水,中水,污水,淡水,海水等)全年温度适中的水的源头代替了传统意义上的冷却塔,水质好的能直接进热泵机组,不好的需要加设板换,从而实现夏季将热量从房间传递给水的源头,冬季将热量从水的源头里提取出来供给房间的一个过程。

水的源头热泵-(一)水的源头热泵的概念

水的源头热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源,进行转换的空调技术。

水的源头热泵可分为地源热泵和水环热泵。地源热泵包孕地下水热泵、地表水(江、河、湖、海)热泵、土壤源热泵;利用自来水的水的源头热泵习惯上被称为水环热泵。

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水的源头热泵-(二)水的源头热泵的原理

地球外貌浅层水的源头(一般在1000 米以内),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且水的源头的温度一般都十分不变。水的源头热泵技术的工作原理就是:通过输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在夏季将建筑物中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水的源头温度低,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,则是通过水的源头热泵机组,从水的源头中“提取”热能,送到建筑物中采暖。

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水的源头热泵-(三)水的源头热泵的优点

水的源头热泵与常规空调技术相比,有以下优点:

1、高效节能

水的源头热泵是目前空调系统中能效比(COP值)无上的制冷、制热方式,理论计算可达到7,现实运行为4～6。

水的源头热泵机组可利用的水体温度冬季为12～22℃,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。而夏季水体温度为18～35℃,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,从而提高机组运行效率。水的源头热泵消耗1kW.h的电量,用户可以获得4.3～5.0kW.h的热量或5.4～6.2kW.h的冷量。与空气源热泵相比,其运行效率要高出20～60%,运行费用仅为普通中央空调的40～60%。

2、属可再生能源利用技术

水的源头热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体,包孕地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个伟大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接管太阳辐射能量),而且是一个伟大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体天然地保持能量接管和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为有可能。所以说,水的源头热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。

3、节水省地

以地表水为冷热源,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;省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施,机房面积大巨细于常规空调系统,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。

4、环保效益显著

水的源头热泵机组供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统,无燃烧过程,避免了排烟、排污等污染;供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以,水的源头热泵机组运行无任何污染,无燃烧、无排烟,不产生废渣、废水、废气和烟尘,不会产生都会热岛效应,对环境非常友善,是理想的绿色环保产品。

5、一机多用,应用范围广

水的源头热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热乎供冷要求的建筑物,水的源头热泵有着较着的优点。不仅节省了大量能源,而且用一套设备可以同时餍足供热乎供冷的要求,减少了设备的初投资。其总投资额仅为传统空调系统的60%,并且安装容易,安装工作量比传统空调系统少,安装工期短,更改安装也容易。

水的源头热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、黉舍等建筑,小型的水的源头热泵更适合于别墅、住宅小区的采暖、供冷。

6、运行不变可靠,维护方便

水体的温度一年四季相对不变,其波动的范围远远小于空气的变动,水体温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、不变,也保证了系统的高效性和经济性;采用全电脑控制,自动程度高。由于系统简略、机组部件少,运行不变,因此维护费用低,使用寿命长。

7、符合国度政策,获得政策性撑持

国度十分重视可再生能源开发利用工作,《中华人平易近共和国可再生能源法》已于2006年1月1日起实行;同时,在《国度中长期科学和技术发展规划纲要》中,又把大力发展和规模化应用新能源和可再生能源作为能源领域的优先发展主题。从国度立法和发展战略的高度,对可再生能源的发展应用予以强力推动。

根据国度建设部政策划定,凡采用水的源头热泵空调技术的建筑物,通过向当地建委申报,可获得政府的政策性撑持,减免建筑组成一套费用140～200元/m2。

与锅炉(电、燃料)和空气源热泵的供热系统相比的优势体现在:

与锅炉(电、燃料)和空气源热泵的供热系统相比,水的源头热泵具较着的优势。锅炉供热只能将90%～98%的电能或70%～90%的燃料内能转化为热量,供用户使用,因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;由于水的源头热泵的热源温度全年较为不变,一般为10～25℃,其制冷、制热系数可达3.5～4.4,与传统的空气源热泵相比,要高出40%摆布,其运行费用为普通中央空调的50%～60%。因此,近十几年来,水的源头热泵空调系统在北美及中、北欧等国度取得了较快的发展,尤其是近五年来,中国的水的源头热泵市场也日趋活跃,使该项技术获得了相当广泛的应用,成为一种有效的供热乎供冷空调技术。

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水的源头热泵-(四)水的源头热泵的应用限制

水的源头热泵的应用限制

象任何事物一样,水的源头热泵也不是十全十美的,更不是全能的。其应用也会遭到制约。

1、可利用的水的源头条件限制

水的源头热泵理论上可以利用一切的水资源,其实在现实工程中,不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地域是否有合适的水的源头成为水的源头热泵应用的一个关键。目前的水的源头热泵利用方式中,闭式系统一般成本较高。而开式系统,能否寻觅到合适的水的源头就成为使用水的源头热泵的限制条件。对开式系统,水的源头要求必须餍足一定的温度、水量和清洁度。

2、水层的地理结构的限制

对于从地下缩水回灌的使用,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的源头,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。

3、投资的经济性

由于遭到不同地域、不同用户及国度能源政策、燃料价格的影响,水的源头的基本条件的不同;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,水的源头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,在不同地域不同需求的条件下,水的源头热泵的投资经济性会有所不同。

水的源头热泵目前的市场状况:

水的源头热泵目前主要应用在北方冬季寒冷的地域,而在广阔的南边很少见到身影。主要原因:南边主要以空气源热泵为主,冬天对空调制热的依赖不如北方较着,主要用来洗澡,所以空气源热泵基本能餍足需要,并且工程相对简略,造价成本要低。所以这类产品有较大的局限性所以必必要走产品的差异化道路,来做好产品的推广![1]