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(shí)還可以將室內(nèi)或降溫過(guò)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(guò)程：在

2、制冷狀態(tài)，系統(tǒng)水通過(guò)蒸發(fā)器被制冷，能量被轉(zhuǎn)移到冷凝器，通過(guò)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(guó)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(duì)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(guó)家，戶式中央空調(diào)早已成為一種家庭消費(fèi)品。在美國(guó)、歐洲等家庭中，85%以上的家庭在選購(gòu)空調(diào)時(shí)會(huì)首選戶式中央空調(diào)，在日本也超過(guò)50%(2。在我國(guó)，戶式中央空調(diào)正在以其巨大的潛力和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)取得突破性發(fā)展，并將成

3、為我國(guó)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(wú)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(duì)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(huì)對(duì)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(wú)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(wú)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(wú)需另設(shè)控制中心或控制室。據(jù)美國(guó)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(lái)說(shuō)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(guó)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(jiǎn)單、公

5、平，為物業(yè)管理帶來(lái)方便。2.4 維護(hù)方便，自動(dòng)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(yáng)能和地?zé)崮芏纬傻牡臀荒?。地表淺層水源、太陽(yáng)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(duì)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(jiǎn)單，機(jī)組部件較少，因此自動(dòng)控制程度高，運(yùn)行簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，并且維護(hù)費(fèi)用低，使用壽命可超過(guò)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(chǔ)藏的太陽(yáng)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(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，收集了4

6、7的太陽(yáng)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(guò)土壤間接地接受太陽(yáng)輻射能量)，而且是一個(gè)巨大的動(dòng)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(duì)的均衡。這使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無(wú)限的太陽(yáng)能或地?zé)崮艹蔀榭赡?。所以說(shuō)，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(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對(duì)于同時(shí)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(shí)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(chǎng)、

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(wèn)題3.1 水源及水質(zhì)問(wèn)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(chǎng)地環(huán)境和水文地質(zhì)條件千差萬(wàn)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(shí)，應(yīng)通過(guò)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(shí)，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(wèn)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(shí)要考慮一些降低噪聲的措施。3.4 空氣質(zhì)量問(wèn)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(duì)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(wèn)題4.1 季節(jié)使用因素從水源熱泵的運(yùn)行過(guò)程來(lái)看，夏季制冷工況較為良好，而在冬季供熱時(shí)卻普遍存在大流量小溫差，熱水出水溫度低的問(wèn)題。一方面是由于冬季地下水溫偏低引起的；另一方面說(shuō)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(wèn)題回灌井堵塞也是要解決的問(wèn)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(huì)使多孔介質(zhì)的孔隙發(fā)生堵塞。4.3 地下水開(kāi)采的問(wèn)題地下水源熱泵的應(yīng)用必然引起地下水開(kāi)采的問(wèn)題。能否在一個(gè)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(wèn)題，以及由于回灌井的回流速度問(wèn)題能否帶給周圍的建筑物安全及質(zhì)量上的問(wèn)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(yǔ)我國(guó)未來(lái)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(guó)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(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)，解決水源熱泵在應(yīng)用