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    水源熱泵中央空調的原理
    作者:熱水泵 來源:熱泵 發布時間:2021-07-26
        水源熱泵是改變循環水、冷卻水的水流方向,并通過閥門切換來實現夏天制冷、冬天制熱的功能,水源熱泵技術具有性能穩定,設計安裝簡便的優點,因此這種技術是有著非常廣闊的發展空間。
    一、熱泵的工作原理及種類
    A.工作原理
          根據熱力學第二定律,熱可以自發地由高溫物體傳向低溫物體,而由低溫物體傳向高溫物體則必須作功,正如水能夠通過水泵從低處向高處流動一樣,熱泵系統實現了把能量由低溫物體向高溫物體的傳遞,它是以花費一部分高質能(耗電)為代價,從自然環境中獲取能量,并連同所花費的高質能一起向用戶供熱,也就是說熱泵的供熱量永遠大于所消耗的功量,所以是綜合利用能源的一種很有價值的措施。
          熱泵的硬件組成和制冷系統大致相同,也是由壓縮機、蒸發器、冷凝器、膨脹閥等主要部件組成。只是制冷是從制冷房間吸熱到冷凝器散發給冷卻介質,熱泵是制冷工況的逆過程,即把熱量從冷凝器的介質吸收過來散發到制熱房間中。
                      熱水泵
    B.技術分類
    熱泵技術按所需熱源的不同大體可分為氣源熱泵、地源熱泵及水源熱泵。
    1、氣源熱泵即通常所說的風冷熱泵,是以室外空氣作為熱源,是目前應用廣泛的熱泵系統,現已成為市場上的主導產品,但這種熱泵的應用有其局限性,在我國北方寒冷的冬季,隨著室外溫度的降低,熱泵效率大大降低,而且蒸發器極易結冰,需消耗電能解凍,很不經濟,因此這種熱泵僅適用于我國黃河以南,冬季室外氣溫較高的地區使用。
    2、水源熱泵是目前我國應用較多的熱泵形式,它是以水(包括江、河、湖泊、地下水等)作為冷熱源體,在冬季利用熱泵吸收其熱量向建筑供暖,在夏季熱泵將吸收到的熱量向其排放,實現對建筑物的供冷。在水源熱泵的應用當中,又以利用地下水的地下水水源熱泵應用較為廣泛。其工作原理大都是通過外部管道及閥門的切換來實現冬夏工況的轉換,夏季空調供回水走蒸發器,地下水走冷凝器,冬季空調供回水走冷凝器,地下水走蒸發器。下面我們重點講一下水源熱泵中央空調。
    3、地源熱泵是將換熱盤管深埋于地下,吸收土壤中的低溫熱量進行供熱,由于全年土壤溫度波動較小,地源熱泵的季節工況較為恒定。
    二、水源熱泵中央空調的優點
    1、環保效益顯著
    水源熱泵機組供熱時省去了燃煤、燃氣、燃油等鍋爐房系統,無燃燒過程,避免了排煙、排污等污染;供冷時省去了冷卻水塔,避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以,水源熱泵機組運行無任何污染,無燃燒、無排煙,不產生廢渣、廢水、廢氣和煙塵,不會產生城市熱島效應,對環境非常友好,是綠色環保產品。
    2、一機多用,應用范圍廣
         水源熱泵系統可供暖、空調,還可供生活熱水,一機多用,一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物,水源熱泵有著明顯的優點。不僅節省了大量能源,而且用一套設備可以同時滿足供熱和供冷的要求,減少了設備的初投資。其總投資額僅為傳統空調系統的60%,并且安裝容易,安裝工作量比傳統空調系統少,安裝工期短,更改安裝也容易。水源熱泵可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑,小型的水源熱泵更適合于別墅、住宅小區的采暖、供冷。
    3、運行穩定可靠,維護方便
         水體的溫度一年四季相對穩定,其波動的范圍遠遠小于空氣的變動,水體溫度較恒定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩定,也保證了系統的高效性和經濟性;采用全電腦控制,自動程度高。由于系統簡單、機組部件少,運行穩定,因此維護費用低,使用壽命長。
    4、高效節能
         水源熱泵是目前空調系統中能效比(COP值)高的制冷、制熱方式,理論計算可達到7,實際運行為4~6。水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季為12~22℃,水體溫度比環境空氣溫度高,所以熱泵循環的蒸發溫度提高,能效比也提高。而夏季水體溫度為18~35℃,水體溫度比環境空氣溫度低,所以制冷的冷凝溫度降低,使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式,從而提高機組運行效率。水源熱泵消耗1kW.h的電量,用戶可以得到4.3~5.0kW.h的熱量或5.4~6.2kW.h的冷量。與空氣源熱泵相比,其運行效率要高出20~60%,運行費用僅為普通中央空調的40~60%。
    5、屬于可再生能源利用技術
       水源熱泵是利用了地球水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源,進行能量轉換的供暖空調系統。其中可以利用的水體,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體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,比人類每年利用能量的500倍還多(地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量),而且是一個巨大的動態能量平衡系統,地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發散的相對的均衡。這使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。所以說,水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術。
    6、節水省地
        以地表水為冷熱源,向其放出熱量或吸收熱量,不消耗水資源,不會對其造成污染;省去了鍋爐房及附屬煤場、儲油房、冷卻塔等設施,機房面積大大小于常規空調系統,節省建筑空間,也有利于建筑的美觀。


     

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