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水源热泵的工作原理优点和缺点

发布时间:2019-09-28 11:47 来源:未知 编辑:admin

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  展开全部水源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。

  ①造价高,由于水源热泵所获取的能源全部来地下水,因此钻井需求大,前期需进行专业的地质勘查,水质检验,费用昂贵;

  ②使用不稳定,水源热泵冬季从地下取热,夏季向地下储热,由于冬夏冷热负荷不平衡,导致地下水温度失去平衡;由于北方冬季供热量远大于夏季制冷量,在北方的水源热泵热失衡问题尤其明显,很多水源热泵工程由于没有考虑到这个问题,刚刚开始一两年效果还好,几年后地下水温度越来越低,导致热泵效果越来越差,甚至不能使用;

  ③维护复杂,我国水质较硬,从地下抽取的水经过换热器容易结垢,水源热泵每年至少要进行1-2次水源换热器清洗维护,抽水及回灌井维护,工程量较大,维护复杂困难;

  ④污染破坏地下水,水源热泵需要抽取地下水,大型工程抽水量可达到500T/H,水经过主机后存在一定为污染。最严重的问题是现在的水源热泵工程质量参差不一,很多工程回灌不到位(未回灌到同一抽水层)甚至直接不回灌排入污水管或者地表,导致城市地下水位及地面沉降,存在地质风险,容易被水利环保部门查处。因此现在多地政府已经开始严控水源热泵工程,严控地下水开采;

  1水质问题---影响地下水,保护不好会造成地下水污染地下水经过地下管路时温度、压力的变化可能会破坏地层原有的热力学平衡状态。地下水源热泵的应用所可能导致的水文地质问题,后果往往是灾难性和无法弥补的。

  2 地质问题---在地下水源热泵实际工程应用中,往往不能实现百分百回灌,回灌不好,会造成地下水位持续下降,引起地基沉降。

  3最大不足是会造成土壤热不平衡,常年运行后会导致土壤温度失衡,影响周围生态。在供热、供冷不均衡的地区长期使用土壤源热泵,将会破坏地层原有的温度环境。

  展开全部地球表面浅层水源(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,并且水源的温度一般都十分稳定。水源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。

  水源热泵是目前空调系统中能效比(COP值)最高的制冷、制热方式,理论计算可达到7,实际运行为4~6。 水源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。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%。

  水源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。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器,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受太阳辐射能量),而且是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受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可能。所以说,水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。

  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,机房面积大大小于常规空调系统,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。

  水源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,水源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,不会产生城市热岛效应,对环境非常友好,是理想的绿色环保产品。

  水源热泵系统可供暖、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和供冷要求的建筑物,水源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量能源,而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求,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。 水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,小型的水源热泵更适合于别墅、住宅小区的采暖、供冷。

  水体的温度一年四季相对稳定,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、稳定,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。由于系统简单、机组部件少,运行稳定,因此维护费用低,使用寿命长。

  国家十分重视可再生能源开发利用工作,《中华人民共和国可再生能源法》已于2006年1月1日起实施;同时,在《国家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。从国家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。 根据国家建设部政策规定,凡采用水源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支持,减免建筑配套费用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,水源热泵具明显的优势。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;由于水源热泵的热源温度全年较为稳定,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%左右,其运行费用为普通中央空调的50%~60%。因此,近十几年来,水源热泵空调系统在北美及中、北欧等国家取得了较快的发展,尤其是近五年来,中国的水源热泵市场也日趋活跃,使该项技术得到了相当广泛的应用,成为一种有效的供热和供冷空调技术。

  水源热泵的应用限制 象任何事物一样,水源热泵也不是十全十美的,更不是万能的。其应用也会受到制约。 1、可利用的水源条件限制 水源热泵理论上可以利用一切的水资源,其实在实际工程中,不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。目前的水源热泵利用方式中,闭式系统一般成本较高。而开式系统,能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件。对开式系统,水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。 2、水层的地理结构的限制 对于从地下抽水回灌的使用,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源,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 由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响,水源的基本条件的不同;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,水源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,在不同地区不同需求的条件下,水源热泵的投资经济性会有所不同。

  缺点;大量抽取地下水,造成地面沉降【因回灌技术不太成熟或成本高,很多用户不回灌】,水利环保部门查处,禁止打井【或收费,也就无节能省钱的空间】中国地域辽阔,地下水水质硬度高,水垢多,需经常清洗,换热器极易损坏。还有的地区地下水是咸的,腐蚀性更加严重。以前盐城大丰有过24匹机组一年半时间换了6个换热器,损坏了3个压缩机。 尤其一些厂家还在使用的老式套管式换热器,一旦发生内漏就无法修复,只有更换,大大增加了用户的维修成本。【还不如新式的壳管式换热器,可以将内部铜管抽出来修理,只要半个小时基本就搞好了】

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