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水源热泵的原理和优点

发表时间: 2012-11-15 00:00:00

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一、水源热泵的原理

  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称的辐射能量,并且水源的温度一般都十分不乱。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,开释到水体中去,因为水源温度低,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。

二、水源热泵的优点

  1、高效节能

  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,所以热泵轮回的蒸发温度进步,能效比也进步。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,从而进步机组运行效率。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。与空气源热泵比拟,其运行效率要高出20~60%,运行用度仅为普通中心空调的40~60%。

  2、属可再生能源利用技术

  水源热泵是利用了地球水体所蕴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、地表的部门的河流和湖泊以及海洋。地表泥土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(地下的水体是通过泥土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,地表的泥土和水体天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穷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。

  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、冷却塔等举措措施,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。

  4、环保效益明显

  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。

  5、一机多用,应用范围广

  水源热泵系统可供暖、空调,还可供糊口热水,一机多用,一套系统可以替代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,水源热泵有着显著的长处。不仅节省了大量能源,而且用一套设备可以同时知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%,并且安装轻易,安装工作量比传统空调系统少,安装工期短,更改安装也轻易。

  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。

  6、运行不乱可靠,维护利便

  水体的温度一年四季相对不乱,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、不乱,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。因为系统简朴、机组部件少,运行不乱,因此维护用度低,使用寿命长。

  7、符合国家政策,获得政策性支持

  国家十分正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,又把鼎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划定,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,减免建筑配套用度140~200元/m2。

  与锅炉(电、燃料)和空气源热泵的供热系统比拟的上风体现在:

  与锅炉(电、燃料)和空气源热泵的供热系统比拟,水源热泵具显著的上风。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;因为水源热泵的热源温度全年较为不乱,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比拟,要高出40%左右,其运行用度为普通中心空调的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称广泛的应用,成为一种有效的供热和供冷空调技术。


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