水源熱泵和地源熱泵的優(yōu)缺點

一、水源熱泵深井技術(shù)介紹。
1.水源熱泵原理。
地下水是一種巨大的自然資源，熱惰性大，年溫波動小。一般來說，埋在地表20m以下的淺表地下水可以全年保持在該地區(qū)的年平均溫度左右，是理想的天然冷熱源。水源熱泵系統(tǒng)是一種利用地下水特性工作的新型節(jié)能空調(diào)。在水源熱泵井系統(tǒng)中，水源熱泵深度一般為50米至300米，因為這部分地下水主要由地表水供應(yīng)，不適合飲用，所以水源熱泵中央空調(diào)是終端（室內(nèi)空氣處理終端等）系統(tǒng)、水源中央空調(diào)主機(jī)（又稱水源熱泵）系統(tǒng)和水源水系統(tǒng)三部分的最佳選擇。供熱用戶時，水源中央空調(diào)系統(tǒng)從水源中提取低等級熱能，水源中央空調(diào)主機(jī)（熱泵）泵送至高溫?zé)嵩矗詽M足用戶的供熱需求。供冷時，水源中央空調(diào)通過水源中央空調(diào)主機(jī)(制冷)將用戶室內(nèi)余熱轉(zhuǎn)移到水源，以滿足用戶的制冷需求。
1.1系統(tǒng)原理圖:以加熱條件為例(即使水源水進(jìn)入冷凝器，蒸發(fā)器的冷凍循環(huán)水也可以通過閥門切換實現(xiàn))。
根據(jù)水源利用方式的不同，水源熱泵可分為閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)。
閉式系統(tǒng)是指一組閉式循環(huán)換熱套管，一般水平或垂直埋在地下或湖水中，通過與土壤或海水換熱實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移。
開式系統(tǒng)通常稱為深井回灌水源熱泵系統(tǒng)。地下水通過建造抽水井組抽出，通過二次換熱或直接送至水源熱泵機(jī)組。提取或釋放熱量后，回灌井組返回地下。
水源熱泵的優(yōu)點。
2.1高效節(jié)能。
水源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比(COP值)最高的制冷制熱方式，理論計算可達(dá)7，實際運(yùn)行為4~6。
冬季水源熱泵機(jī)組可使用的水溫為12~22℃，水溫高于環(huán)境空氣溫度，提高了熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度和能效比。夏季水溫為18~35℃，水溫低于環(huán)境空氣溫度，降低了制冷冷凝溫度，使冷卻效果優(yōu)于風(fēng)冷和冷卻塔，提高了機(jī)組的運(yùn)行效率。水源熱泵消耗1kW.h，用戶可獲得4.3~5.0kW.h或5.4~6.2kW.h。與空氣源熱泵相比，其運(yùn)行效率高于20°。
60%，運(yùn)行成本僅為普通中央空調(diào)的40~60%。
2.2屬可再生能源利用技術(shù)。
水源熱泵是一種采暖和空調(diào)系統(tǒng)，利用地球水儲存的太陽能資源作為冷熱源進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。可用的水，包括地下水或河流。表面的河流、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%的太陽能輻射能量，是人類每年使用能量的500倍以上（地下水通過土壤間接接受太陽能輻射能量），是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表土壤和水自然保持能量接受和發(fā)散的相對平衡。這使得使用幾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(shù)。
2.3節(jié)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(shè)施，機(jī)房面積大小于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)省建筑空間，也有利于建筑美觀。
2.4環(huán)保效益顯著。
水源熱泵機(jī)組節(jié)省燃煤、天然氣、天然油等鍋爐房系統(tǒng)，無燃燒過程，避免排煙、污染等污染；冷卻時節(jié)省冷卻塔，避免冷卻塔噪聲、霉菌污染和水耗。因此，水源熱泵機(jī)組運(yùn)行無污染、無燃燒、無排煙、無廢渣、廢水、廢氣，無城市熱島效應(yīng)，對環(huán)境非常友好，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
2.5一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣。
水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)、生活熱水、一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可更換原鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。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(yōu)勢。它不僅節(jié)省了大量的能源，而且使用一套設(shè)備可以同時滿足加熱和冷卻的要求，減少了設(shè)備的初始投資。總投資僅為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的60%，安裝方便，安裝工作量小于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，安裝周期短，安裝方便。
水源熱泵可用于酒店、商場、辦公樓、學(xué)校等建筑，小型水源熱泵更適合別墅、住宅小區(qū)的供暖、供冷。
2.6運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便。
水溫全年相對穩(wěn)定，波動范圍遠(yuǎn)小于空氣變化，水溫恒定，使熱泵機(jī)組運(yùn)行更加可靠、穩(wěn)定，保證了系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟(jì)；采用全計算機(jī)控制，自動化程度高。由于系統(tǒng)簡單。機(jī)組部件少，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)成本低，使用壽命長。
2.7符合國家政策，政策支持國家高度重視可再生能源的開發(fā)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(fā)展規(guī)劃綱要》中，大力發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用新能源和可再生能源作為能源領(lǐng)域的優(yōu)先發(fā)展主題。從國家立法和發(fā)展戰(zhàn)略的高度，大力推進(jìn)可再生能源的發(fā)展和應(yīng)用。
最近，財政部、建設(shè)部發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用的實施意見》和《可再生能源建筑應(yīng)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(yīng)用面積占新建筑面積的25%以上，到2020年，可再生能源應(yīng)用面積占新建筑面積的50%以上，為我國水源熱泵的發(fā)展提供了良好的環(huán)境和強(qiáng)大的動力。
3.水源熱泵的應(yīng)用限制：
3.1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(dāng)大。因此，在不同地區(qū)是否有合適的水源已成為水源熱泵應(yīng)用的關(guān)鍵。在目前的水源熱泵利用模式中，閉式系統(tǒng)一般成本較高。開放式系統(tǒng)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(tǒng)，水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。
限制3.2水層的地理結(jié)構(gòu)。
對于從地下抽水回灌的使用，必須考慮使用地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，以確保在經(jīng)濟(jì)條件下找到合適的水源，并考慮當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)。
以及土壤條件，保證后尾水回灌。
3.3投資的經(jīng)濟(jì)性。
受不同地區(qū)、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(yùn)營成本將因用戶而異。雖然總體而言，水源熱泵運(yùn)行效率高，成本低。然而，與傳統(tǒng)的空調(diào)制冷和加熱方法相比，水源熱泵在不同地區(qū)和不同需求下的投資經(jīng)濟(jì)性會有所不同。
二、地源熱泵深井技術(shù)介紹。
1.地源熱泵系統(tǒng)原理。
地源熱泵系統(tǒng)是利用熱泵機(jī)組在土壤中提取或儲存熱量，制備冷熱水為空調(diào)服務(wù)的系統(tǒng)，又稱土源熱泵。
地表淺層土壤溫度分布在三層，地表凍土層附近的土壤溫度受室外大氣影響，溫度全年波動較大；凍土層以下有恒溫層，溫度基本不變；恒溫層到地殼深處有一定的正溫度梯度，土壤溫度隨深度緩慢上升。地?zé)峋侵傅責(zé)崮芑蛩疁卮笥?0℃。
地?zé)岱譃楦邷亍⒅袦亍⒌蜏厝悺?br /> 高于150℃，以蒸汽形式存在，為高溫地?zé)幔?0℃~150℃，以水和蒸汽混合物的形式存在，為中溫地?zé)幔桓哂?5C。低于90℃，以溫水。溫水。熱水。低溫地?zé)嵘罹募夹g(shù)介紹如下：
（1）集成創(chuàng)新：熱巖層+石油鉆井地?zé)峋?工作質(zhì)量優(yōu)化+蒸汽發(fā)電機(jī)+發(fā)電機(jī)=6因素集成。
(2)工作周期簡單:即工質(zhì)吸熱變工質(zhì)蒸汽→蒸汽機(jī)工作→聯(lián)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
(3)井水閉式循環(huán):即地?zé)峋诰畠?nèi)閉式循環(huán)，無需抽出井外。
(4)工質(zhì)閉式循。