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关于水源热泵的资料

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解决时间 2021-11-13 19:59
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一、水源热泵技术的概念和工作原理
水源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,并采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。
水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,而冬季,则从水源中提取能量,由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。通常水源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到4kW以上的热量或冷量。
水源热泵机组工作的原理示图如下:

水源热泵根据对水源的利用方式的不同,可以分为闭式系统和开式系统两种。闭式系统是指在水侧为一组闭式循环的换热套管,该组套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中,通过与土壤或海水换热来实现能量转移。(其中埋于土壤中的系统又称土壤源热泵,埋于海水中的系统又称海水源热泵)。开式系统是指从地下抽水或地表抽水后经过换热器直接排放的系统。
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,尤其是近五年来,水源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展,中国的水源热泵市场也日趋活跃,可以预计,该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。
2、水源热泵的特点
由于水源热泵技术利用地表水作为空调机组的制冷制热的源,所以其具有以下优点:
1)属可再生能源利用技术
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。所以说,水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。
2)高效节能
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,机组效率提高。设计安装良好的水源热泵,平均可以节约用户30~40%的供热制冷空调的运行费用。
3)运行稳定可靠
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。是很好的热泵热源和空调冷源,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。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。
4)环境效益显著
水源热泵技术采用的制冷剂,可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共质。水源热泵机组的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,且不用远距离输送热量。
5)一机多用,应用范围广
水源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水。
6)自动运行
水源热泵机组由于工况稳定,所以可以设计简单的系统,部件较少,机组运行简单可靠,维护费用低;自动控制程度高,使用寿命长可达到20年以上。
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