水源、地源热泵空调

水源热泵空调系统

1、属于可再生能源利用技术

水源热泵是具备了利用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、地表部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的集热器,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(地下的水体是通过土壤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,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散地相对地均衡。这使得利用储存于其中地近乎无限地或地能成为可能。所以说,水源热泵利用的是清洁的可再生能源地一种技术。

2、便于计量和收费

空调用电负荷在用户位置,因此便于空调的计量与收费。这对于用户合理使用空调系统,节约空调系统的能耗,公平、公正、公开地摊派空调运行管理是很有利的。

3、运行安全可靠

水源热泵机组的空调系统是可以基本保证全年按用户的需要开启空调系统,特别是春秋空调过渡季节均能运行,也就相当于四管制空调系统。一般,水源热泵供、回水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。夏季水体作为空调的冷源,冬季作为空调的热源,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、高效节能

水源热泵机组可利用的环境水体温度冬季为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℃,水体温度比环境温度低,所以制冷的冷凝温度降低,机组效率提高。

5、灵活应用

有的建筑物内,特别在过渡季节,部分区域需要供冷,部分区域需要供热,水源热泵可以同时供冷和供热,可以实现建筑内冷热量的转移和平衡,从而系统少用能源。

水地源空调以其卓越的节能环保特点得到了广泛认可,06年我国科技部把建筑节能作为十一五科技支撑计划项目,其中课题六为水地源热泵应用技术,07年“两会”已把全面推进节能环保技术的应用作为会议重要议题之一。在短短几年间,水地源热泵中央空调在大中城市的发展如火如荼,特别是在北京、山东、长三角等经济发达区域,已经成为节能环保高档空调系统的象征。目前正快速向中、西部地区发展,各地纷纷建立水地源空调示范工程,政府也积极鼓励企事业单位选用水地源热泵空调

当前,气候变暖严重威胁到人类的可持续发展,应对气候变化已成为全球面临的重大挑战。气候变化的原因除了自然因素外,同人类的活动,特别是同使用化石燃料、排放二氧化碳的程度密切相关。

节能必然成为衡量未来建筑品质的必要指标,“低碳排放”的概念正受到环保行业、学术研究机构的普遍重视。

中央空调系统作为建筑耗电最大的一个设备,其节能减排的的必要性应该首当其冲的。

根据《中国节能技术政策大纲》 3.3.4 发展地热源、水源、空气源热泵技术和污水源热泵技术,一般情况下不应采用直接电采暖方式。提倡蓄冷、蓄热空调和采暖,尽量利用电网低谷负荷。

国务院文件(国发(2008)03号)节能技术推荐采用水源热泵与蓄冰技术。

地源热泵空调系统

作为自然界的现象,正如水由高处流向低处那样,热量也总是从高温流向低温,用著名的热力学第二定律准确表述是:“热量不可能自发由低温传递到高温”。但人们可以创造机器,如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样,采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置,它本身消耗一部分能量,把环境介质中贮存的能量加以挖掘,提高温位进行利用,而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低,这也是热泵的节能特点。

地源热泵是利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为热泵的冷热源,冬季把地能中的热量“取”出来,供给室内采暖,此时地能为“热源”;夏季把室内热量取出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地能为“冷源”。

地源热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中地源热泵机组主要有两种形式:水—水式或水—空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递,水源热泵与地能之间换热介质为水,与建筑物采暖空调末端换热,介质可以是水或空气。

地源热泵同空气源热泵相比,有许多优点:

1)全年温度波动小。冬季温度比空气温度高,夏季比空气温度低,因此地源热泵的制热、制冷系数要高于空气源热泵,一般可高于40%,因此可节能和节省费用40%左右。

2)冬季运行不需要除霜,减少了结霜和除霜的损失。

3)地源有较好的蓄能作用。

冰蓄冷与水源热泵的结合

热泵技术与蓄能技术强强联合,既可利用热泵技术同时满足制冷和采暖的特性,又可采用蓄能技术进行电网的削峰填谷,既使用户使用到了廉价的采暖、空调方式,又解决了污染问题,还为电网的昼夜平衡做出了贡献,可以大幅度降低空调系统日间电力高峰时期的用电负荷。

若采用热泵技术和蓄能技术相结合的方式,使得该系统不但具有削峰填谷的功能,还可以一机三用(三工况热泵机组:制热工况、制冷工况和制冰工况),使用清洁的电能和地下免费的可再生能源,既为系统提供了稳定的冷、热源,又解决了燃煤的污染问题和燃油、燃气的高能耗问题。不但符合国家的环保政策,也符合用户的根本利益。

地(水)源热泵以及冰蓄冷技术均是国家大力提倡的建筑环保节能新技术。地(水)源热泵充分利用土壤及地表水(或地下水)所含热能,改善了机组冬夏季的运行工况,并因夏天可制冷冬天可制热而提高了设备利用率。冰蓄冷系统在宏观上可为国家实现移峰填谷,降低电网负荷,延缓发电厂及输配电设施的建设,在微观上则可充分利用峰谷电电价政策,为业主大幅降低系统运行费用。

地(水)源热泵+冰蓄冷的优势:

►一机同时解决冬夏季空调问题,冷热站投资省;

►系统综合效率高,冬季制热COP达到4.0以上;

►电力移峰填谷,享受峰谷差价,节省运行费用;

►减小热泵制冷主机装机容量25%~40%;

►减少打井数量、埋管数量或取水量,一般可减少1/3;

►机组冬夏匹配性好,按照冬季选型,夏季加蓄冰可以满足大部分地区空调要求,机组利用率高;

►夏季可提供2~4℃低温水,可以实现大温差供水、低温送风,改善空调品质。

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