水源熱泵技術(shù)論文 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)論文

1、水源熱泵技術(shù)論文水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)論文淺談小型水源熱泵在家用中央空調(diào)中的應(yīng)用【摘要】分析小型水源熱泵在家用中央空調(diào)中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)，提出水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的適用范圍?！娟P(guān)鍵詞】水源熱泵；優(yōu)缺點(diǎn)；節(jié)能；中央空調(diào)1水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的工作原理由于石油和煤炭均為不在再生資源，傳統(tǒng)的燃油、燃煤中央空調(diào)方式將逐步受到制約，因而利用地下水的水源熱泵空調(diào)將是非常合適的替代中央空調(diào)方式。水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用一定溫度的水源作為低位熱源，消耗電能，將低位熱源 “水”中的熱量轉(zhuǎn)移到需要加熱或升溫的地方(如室內(nèi)采暖系統(tǒng))；同時還可以將室內(nèi)或降溫過程的余熱轉(zhuǎn)移到低位熱源 “水”中，達(dá)到降溫或制冷的目的。機(jī)組工作的具體過程：在

2、制冷狀態(tài)，系統(tǒng)水通過蒸發(fā)器被制冷，能量被轉(zhuǎn)移到冷凝器，通過熱交換將被利用的熱源帶到地下、江河、湖泊之中；在制熱狀態(tài)，蒸發(fā)器吸收所有熱源中的熱量，將熱量轉(zhuǎn)移到冷凝器，以加熱系統(tǒng)循環(huán)水，達(dá)到制熱的目的。2 小型水源熱泵在家用中央空調(diào)中的應(yīng)用前景目前我國住宅水平正在從滿足基本生存需要向舒適性要求的轉(zhuǎn)變。隨著人們生活質(zhì)量的提高，逐漸對生活舒適性要求的提高，形成一種空調(diào)新潮流即戶式中央空調(diào)。在一些發(fā)達(dá)國家，戶式中央空調(diào)早已成為一種家庭消費(fèi)品。在美國、歐洲等家庭中，85%以上的家庭在選購空調(diào)時會首選戶式中央空調(diào)，在日本也超過50%(2。在我國，戶式中央空調(diào)正在以其巨大的潛力和應(yīng)用優(yōu)勢取得突破性發(fā)展，并將成

3、為我國21世紀(jì)空調(diào)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向之一。水源熱泵方式，將是戶式中央空調(diào)的主要方式之一，其應(yīng)用有以下優(yōu)點(diǎn)。2.1 按需控溫，系統(tǒng)管理靈活用戶可根據(jù)自己的需求靈活控制室溫和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這種方式特別適合生活要求不同的獨(dú)立式住宅建筑。水源熱泵全部能源由電提供，無任何污染，空調(diào)排熱全部進(jìn)人地下用于冬季供暖，不再對小環(huán)境造成熱污染，不懸掛室外機(jī)。由于地下水是全封閉式系統(tǒng)，因此既不消耗任何地下水源，又不會對其造成污染。除此之外，水源熱泵系統(tǒng)便于進(jìn)行熱計(jì)量，物業(yè)公司根據(jù)用戶的耗電量就可向用戶收費(fèi)，是解決當(dāng)前采暖、空調(diào)收費(fèi)難的一項(xiàng)重要舉措。2.2 運(yùn)行設(shè)備少，高效節(jié)能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)較傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)。無集中的

4、制冷機(jī)房、鍋爐房、空調(diào)箱房，減少了設(shè)備間的面積。所需的風(fēng)管少，并減少了樓層高度，無保溫的循環(huán)水管系統(tǒng)，減少了材料費(fèi)用。溫度控制可裝在空調(diào)機(jī)中，無需另設(shè)控制中心或控制室。據(jù)美國環(huán)保署EPA估計(jì)，設(shè)計(jì)安裝良好的水源熱泵系統(tǒng)，平均來說可以節(jié)約用戶30；j；40；j；的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。與鍋爐房供熱系統(tǒng)相比，其節(jié)能效果為26名，減少向城市的排熱量約為74。2.3 分戶單獨(dú)計(jì)量熱泵機(jī)組體積較小，并可靈活安裝在任何地方。隨著戶式燃?xì)獗趻鞝t在全國的推廣，戶式水源熱泵機(jī)組也得到了應(yīng)用，同分戶采暖一樣，戶式水源熱泵機(jī)組可自行控制，由于其主要能耗是“電”，電費(fèi)按每戶電表計(jì)量，水費(fèi)按每戶水表計(jì)量，計(jì)算簡單、公

5、平，為物業(yè)管理帶來方便。2.4 維護(hù)方便，自動化程度高水源熱泵機(jī)組的冷熱源為地表淺層水源，如江、河、湖、海和地下水等。利用它們所吸收的太陽能和地?zé)崮芏纬傻牡臀荒?。地表淺層水源、太陽能和地?zé)崮芏际强稍偕Y源，而且十分穩(wěn)定，很容易獲得而加以利用。地表淺層水的溫度一年四季相對穩(wěn)定，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、更穩(wěn)定，保證系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。由于系統(tǒng)簡單，機(jī)組部件較少，因此自動控制程度高，運(yùn)行簡單、穩(wěn)定，并且維護(hù)費(fèi)用低，使用壽命可超過20年。2.5 屬可再生能源利用技術(shù)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(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表土壤和水體不僅是一個巨大的太陽能集熱器，收集了4

6、7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地接受太陽輻射能量)，而且是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)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?zé)崮艹蔀榭赡?。所以說，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。2.6 一機(jī)多用。應(yīng)用范圍廣水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。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(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量能源，而且用一套設(shè)備可以同時滿足供熱和供冷的要求，減少了設(shè)備的初投資。水源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場、

7、辦公樓、學(xué)校等建筑，小型的水源熱泵更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。3 小型水源熱泵在住宅應(yīng)用中應(yīng)考慮的問題3.1 水源及水質(zhì)問題就某項(xiàng)具體工程而言，應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā)，判斷是否具備可利用的水源。不同工程的場地環(huán)境和水文地質(zhì)條件千差萬別，可利用的水源各不相同，應(yīng)因地制宜地選擇水源。當(dāng)有不同水源可供選擇時，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，擇優(yōu)確定。如果水源的水質(zhì)不適宜水源熱泵機(jī)組使用時，可以采取相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行水質(zhì)處理，使其符合機(jī)組要求。3.2 水量的選擇水量是影響水源熱泵系統(tǒng)工作效果的關(guān)鍵因素。一項(xiàng)工程所需水量多少由該工程負(fù)荷與機(jī)組性能確定。如果其他各種條件均具備，但水量略有不足，可采取一定輔助彌補(bǔ)措施解

8、決。如水量不能滿足負(fù)荷要求，就應(yīng)考慮其他方案。3.3 噪音問題制冷量較大(1OkW以上)的水源熱泵空調(diào)機(jī)組，由于機(jī)組內(nèi)壓縮機(jī)的功率大，因而噪聲較大，在設(shè)計(jì)安裝時要考慮一些降低噪聲的措施。3.4 空氣質(zhì)量問題利用新風(fēng)比較麻煩，新風(fēng)管道必須敷設(shè)到安裝水源熱泵空調(diào)機(jī)的房間，對于要求較高的房間，如空氣凈化、加濕等有要求的房間，附加措施就更為復(fù)雜。4 水源熱泵在應(yīng)用中出現(xiàn)的問題4.1 季節(jié)使用因素從水源熱泵的運(yùn)行過程來看，夏季制冷工況較為良好，而在冬季供熱時卻普遍存在大流量小溫差，熱水出水溫度低的問題。一方面是由于冬季地下水溫偏低引起的；另一方面說明機(jī)組的性能還有待提高。為了推廣水源熱泵的應(yīng)用，本著節(jié)水

9、節(jié)能的原則，水源熱泵應(yīng)盡可能使用大溫差、小流量技術(shù)，并盡量提高冬季的熱水出水溫度。4.2 回灌井堵塞問題回灌井堵塞也是要解決的問題。水中的懸浮物、水中微生物的繁殖、水中化學(xué)反應(yīng)形成的化學(xué)沉淀以及水中的氣泡等，都會使多孔介質(zhì)的孔隙發(fā)生堵塞。4.3 地下水開采的問題地下水源熱泵的應(yīng)用必然引起地下水開采的問題。能否在一個城市或地區(qū)大量使用，如何解決取水井和回灌井的水位平衡問題，以及由于回灌井的回流速度問題能否帶給周圍的建筑物安全及質(zhì)量上的問題等都需要進(jìn)一步從理論和實(shí)踐上加以研究，并根據(jù)不同城市、不同地區(qū)因地制宜制定相關(guān)政策。5 結(jié)束語我國未來的能源發(fā)展戰(zhàn)略將是節(jié)能和提高能源的有效利用率。水源熱泵由于具有高效、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)而成為極具發(fā)展?jié)摿Φ木G色環(huán)保技術(shù)。要使水源熱泵在我國得到較快的推廣和發(fā)展，政府部門、科研機(jī)構(gòu)和工程技術(shù)人員需要共同努力，借鑒國外的成功經(jīng)驗(yàn)，解決水源熱泵在應(yīng)用