水源熱泵

水源熱泵

可再生能源利用技術
水源熱泵是利用地球表面淺層的水源,如地下水、河流和湖泊中吸收的太陽能和地熱能而形成的低品位熱能資源,采用熱泵原理,通過少量的高位電能輸入,實現低位熱能向高位熱能轉移的一種技術。
    中文名:水源熱泵 外文名:water-source heat pump 用途: 優點:效率高、節能、穩定可靠 水源:地球表面淺層的水源 原理:熱泵原理 制冷制熱系數:3.5~4.4

概念

水源熱泵技術,就是将湖泊河流以及地下水等地球表層淺水源裡吸收儲存的地下熱能源與太陽能源所産生的具有低位低溫特征的熱能資源加以利用,同時借助相應的熱泵技術原理,即對熱泵輸入少量高位電能,從而使得具備低位低溫特征的熱資源轉化成為高位熱能資源的技術。

原理

水源熱泵機組工作原理就是在夏季将建築物中的熱量轉移到水源中;在冬季,則從相對恒定溫度的水源中提取能量,利用熱泵原理通過空氣或水作為載冷劑提升溫度後送到建築物中。

通常水源熱泵消耗1kW的能量,用戶可以得到4kW以上的熱量或者冷量;水源熱泵克服了空氣源熱泵冬季室外換熱器結霜的不足,而且運行可靠性和制熱效率又高,近年來國内應用廣泛。

優點

水源熱泵與常規空調技術相比,有以下優點:

1、高效節能

水源熱泵是目前空調系統中能效比(COP值)最高的制冷、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%。

2、屬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态能量平衡系統,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。

3、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,節省建築空間,也有利于建築的美觀。

4、環保效益顯著

水源熱泵機組供熱時省去了燃煤、燃氣、然油等鍋爐房系統,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、黴菌污染及水耗。

所以,水源熱泵機組運行無任何污染,無燃燒、無排煙,不産生廢渣、廢水、廢氣和煙塵,不會産生城市熱島效應,對環境非常友好,是理想的綠色環保産品。

5、一機多用,應用範圍廣

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,特别是對于同時有供熱和供冷要求的建築物,水源熱泵有着明顯的優點,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、學校等建築,小型的水源熱泵更适合于别墅、住宅小區的采暖、供冷。

6、運行穩定可靠,維護方便

水體的溫度一年四季相對穩定,其波動的範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。

7、符合國家政策,獲得政策性支持

國家十分重視可再生能源開發利用工作,《中華人民共和國可再生能源法》已于2006年1月1日起實施;同時,在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》中,又把大力發展和規模化應用新能源和可再生能源作為能源領域的優先發展主題,從國家立法和發展戰略的高度,對可再生能源的發展應用予以強力推動。

根據國家建設部政策規定,凡采用水源熱泵空調技術的建築物,通過向當地建委申報,可獲得政府的政策性支持,減免建築配套費用140-200元/m2

應用限制

水源熱泵的應用限制,象任何事物一樣,水源熱泵也不是十全十美的,更不是萬能的,其應用也會受到制約。

1、可利用的水源條件限制

水源熱泵理論上可以利用一切的水資源,其實在實際工程中,不同的水資源利用的成本差異是相當大的,所以在不同的地區是否有合适的水源成為水源熱泵應用的一個關鍵。

目前的水源熱泵利用方式中,閉式系統一般成本較高;而開式系統,能否尋找到合适的水源就成為使用水源熱泵的限制條件,對開式系統,水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。

2、水層的地理結構的限制

對于從地下抽水回灌的使用,必須考慮到使用地的地質的結構,确保可以在經濟條件下打井找到合适的水源,同時還應當考慮當地的地質和土壤的條件,保證用後尾水的回灌可以實現。

3、投資的經濟性

由于受到不同地區、不同用戶及國家能源政策、燃料價格的影響,水源的基本條件的不同;一次性投資及運行費用會随着用戶的不同而有所不同。

雖然總體來說,水源熱泵的運行效率較高、費用較低,但與傳統的空調制冷取暖方式相比,在不同地區不同需求的條件下,水源熱泵的投資經濟性會有所不同。

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