水源熱泵的工作原理
1.什么是水源熱泵空調?
水源熱泵是一種高效、節能的空調系統,利用地下淺層地熱資源(包括地下水等)或可再生水源進行加熱和制冷。
水源熱泵通過輸入少量高品位能源(如電能)將低溫熱能轉移到高溫水平,分別作為冬季熱泵加熱和夏季空調冷源。
水源熱泵通常消耗1KW的能量,用戶可以獲得超過4KW的熱量或冷量。飛龍水源熱泵作為農業溫度控制專家,可達到5.5倍的能效比,即5.5KW的熱量或冷量。
2.水源熱泵空調的工作原理。
熱泵可以將低溫熱能交換到高溫水平,本質上與制冷機相同,但運行條件不同。
飛水源熱泵空調的工作原理是利用少量電能在夏季蒸發空調中的熱量,然后將熱量放入外部水中,從而帶走大量熱量,達到空調制冷的目的;冬季,制冷劑蒸發吸收封閉環流水中的熱量,然后通過空氣作為載冷劑提高溫度,借助冷凝器給空調放熱,從而達到空調加熱的效果。
水源熱泵工程是一項系統工程,一般由水源系統、飛龍水源熱泵機組和終端散熱器組成。水源系統包括水源、取水結構、輸水管網和水處理設備。
3.水源熱泵空調的優點。
(1)高效節能。
水源熱泵是目前空調系統中能效比(COP值)最高的制冷制熱方式,理論計算可達7,實際運行為4~6。
冬季水源熱泵機組可使用的水溫為12~22℃,水溫高于環境空氣溫度。因此,熱泵循環的蒸發溫度和能效比也有所提高。夏季水溫為18~35℃,水溫低于環境空氣溫度。因此,制冷的冷凝溫度降低,使冷卻效果優于風冷和冷卻塔,從而提高機組的運行效率。與空氣源熱泵相比,其運行效率高出20%-60%,運行成本僅為普通中央空調的40~60%。飛龍水源熱泵采用污水余熱再利用技術,保持熱循環利用,比其他水源熱泵節省約50%左右的運行成本。
(2)可再生能源利用技術。
水源熱泵是一種采暖空調系統,利用地球水儲存的太陽能資源作為冷熱源進行能量轉換。可用的水,包括地下水或河流。地表上的河流、湖泊和海洋。地表土壤和水不僅是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽輻射能量,是人類每年使用能量的500倍以上(地下水間接通過土壤接收太陽輻射能量),是一個巨大的動態能量平衡系統,地表土壤和水自然保持能量接收和發散的相對平衡。這使得使用儲存在其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。因此,水源熱泵采用清潔可再生能源的技術。
(3)節水省地。
以地表水為冷熱源,釋放熱量或吸收熱量,不消耗水資源,不污染鍋爐房、附屬煤場、儲油室、冷卻塔等設施,機房面積大小于傳統空調系統,節省建筑空間,也有利于建筑美觀。
(4)環保效益顯著。
水源熱泵機組節省燃煤、燃氣、燃料等鍋爐房系統,無燃燒過程,避免排煙、污水污染;冷卻水塔,避免噪聲、霉菌污染和水耗。因此,水源熱泵機組運行無污染、無燃燒、無排煙、無廢渣。廢水。廢氣和煙霧,不會產生城市熱島效應,對環境非常友好,是理想的綠色環保產品。
(5)一機多用,應用范圍廣。
水源熱泵系統可供暖、空調、生活熱水、一機多用,一套系統可更換原鍋爐加空調的兩套裝置或系統。特別是對于具有加熱和冷卻要求的建筑,水源熱泵具有明顯的優勢。它不僅節省了大量的能源,而且使用一套設備可以同時滿足加熱和冷卻的要求,減少了設備的初始投資??偼顿Y僅為傳統空調系統的60%,安裝方便,安裝工作量小于傳統空調系統,安裝周期短,安裝方便。
水源熱泵可用于酒店、購物中心、辦公樓、學校等建筑、蔬菜、花卉等溫室養殖、淡水養殖和海水養殖。小型水源熱泵更適合別墅。住宅區的供暖和冷卻。
(6)運行穩定可靠,維護方便。
水溫全年相對穩定,波動范圍遠小于空氣變化,水溫恒定,使熱泵機組運行更加可靠、穩定,也保證了系統的效率和經濟;飛龍水源熱泵采用臺灣自動控制系統,自動化程度高。由于系統簡單。機組部件少,運行穩定,維護成本低,使用壽命長。
(7)符合國家政策,獲得政策支持。
國家高度重視可再生能源的開發利用,《中華人民共和國可再生能源法》自2006年1月1日起實施;同時,在《國家中長期科技發展規劃綱要》中,大力發展和大規模應用新能源和可再生能源作為能源領域的優先發展主題。從國家立法和發展戰略的高度,大力推進可再生能源的發展和應用。
最近,財政部、建設部發布了《關于促進可再生能源在建筑中應用的實施意見》和《可再生能源建筑應用專項資金管理暫行辦法》,明確指出“十一五”期間,可再生能源應用面積占新建筑面積的25%以上,到2020年,可再生能源應用面積占新建筑面積的50%以上,為我國水源熱泵的發展提供了良好的環境和強大的動力。
4.水源熱泵的應用限制。
(1)可用水源條件限制。
理論上,水源熱泵可以利用所有的水資源。事實上,在實際工程中,不同水資源利用的成本差異相當大。因此,在不同地區是否有合適的水源已成為水源熱泵應用的關鍵。在目前的水源熱泵利用模式中,閉式系統一般成本較高。開放式系統能否找到合適的水源已成為水源熱泵使用的限制。對于開放式系統,水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。
(2)水層地理結構的限制。
對于從地下抽水回灌的使用,必須考慮使用地的地質結構,以確保在經濟條件下找到合適的水源,并考慮當地的地質和土壤條件,以確保后尾水的回灌能夠實現。
(3)投資的經濟性。
受不同地區、不同用戶和國家能源政策的影響。由于燃料價格的影響,水源的基本條件不同;一次性投資和運營成本將因用戶而異。雖然總體而言,水源熱泵運行效率高,成本低。然而,與傳統的空調制冷和加熱方法相比,水源熱泵在不同地區和不同需求下的投資經濟性會有所不同。
5.水源熱泵存在的問題。
地下水還含有不同的離子、分子、化合物和氣體,使地下水具有pH值、硬度、腐蝕性等化學性質,會對機組材料產生一定的影響。特別是在冬季加熱條件下,水溫往往在50℃以上,水中的鈣鎂離子容易沉淀結垢,影響換熱效果。