什么是水源熱泵空調(diào)機(jī)組?
什么是水源熱泵空調(diào)機(jī)組?
水源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源(也稱(chēng)地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。水源熱泵通過(guò)輸入少量的高品位能源(如電能),實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源,即在冬季,把地能中的熱量“取”出來(lái),提高溫度后,供給室內(nèi)采暖;夏季,把室內(nèi)的熱量取出來(lái),釋放到地能中去。通常水源熱泵消耗1kW的能量,用戶(hù)可以得到4kW以上的熱量或冷量。
根據(jù)熱泵的熱源介質(zhì)來(lái)分,熱泵可分為空氣源熱泵和水源熱泵,而水源熱泵又分為水環(huán)熱泵和地源熱泵。水環(huán)熱泵是充分利用室內(nèi)余熱的一種熱泵,冬季當(dāng)室內(nèi)余熱不足時(shí),可利用鍋爐進(jìn)行加熱;夏季當(dāng)室內(nèi)余熱過(guò)多時(shí),可利用冷卻塔進(jìn)行排熱。地源熱泵在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用剛剛起步,有關(guān)地源熱泵的術(shù)語(yǔ)很多,也很不規(guī)范,為了避免混淆,現(xiàn)統(tǒng)一采用ASHRAE1997年規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ),即地源熱泵(Ground-Source Heat Pump, GSHP)。地源熱泵是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ),它包括以地下水、地表水和土壤作為熱源和熱匯的熱泵系統(tǒng)。以土壤為熱源和熱匯的熱泵系統(tǒng)稱(chēng)之為土壤源熱泵(Ground-Coupled Heat Pump, GCHP);以地下水為熱源和熱匯的熱泵系統(tǒng)稱(chēng)之為地下水源熱泵(Ground-Water Heat Pump, GWHP);以地表水為熱源和熱匯的熱泵系統(tǒng)稱(chēng)之為地表水源熱泵(Surface Water Heat Pump, SWHP)。
工作原理
作為自然現(xiàn)象,熱量總是從高溫端流向低溫端。但如同水泵把水從低處提升到高處那樣,人們可以用熱泵技術(shù)把熱量從低溫端抽吸到高溫端。所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置,它本身消耗一部分能量,把環(huán)境介質(zhì)中儲(chǔ)存的能量加以挖掘,提高溫位進(jìn)行利用,而整個(gè)熱泵裝置所消耗的功僅為供熱量的三分之一或更低,這就是熱泵節(jié)能的關(guān)鍵所在。水源熱泵機(jī)組工作原理就是利用地球表面淺層地?zé)崮苋缤寥馈⒌叵滤虻乇硭ń⒑印⒑!⒑驕\水池)中吸收的太陽(yáng)能和地?zé)崮芏纬傻牡臀粺崮苜Y源,采用熱泵原理,通過(guò)少量的高位電能輸入,在夏季利用制冷劑蒸發(fā)將空調(diào)空間中的熱量取出,放熱給封閉環(huán)流中的水,由于水源溫度低,所以可以高效地帶走熱量;而冬季,利用制冷劑蒸發(fā)吸收封閉環(huán)流中水的熱量,通過(guò)空氣或水作為載冷劑提升溫度后在冷凝器中放熱給空調(diào)空間。
水源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分:室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機(jī)組和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。其中水源熱泵機(jī)主要有兩種形式:水—水式或水—空氣式。三個(gè)系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞,水源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水,與建筑物采暖空調(diào)末端換熱介質(zhì)可以是水或空氣
優(yōu)缺點(diǎn)
水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì):
(1)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)。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(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器,收集了47%的太陽(yáng)輻射能量,比人類(lèi)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)能或地能成為可能。所以說(shuō),水源熱泵一種利用清潔的可再生能源的技術(shù)。
2)水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為12~22℃,水體溫度比環(huán)境空氣溫度高,所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高,能效比也提高。而夏季水體為18~35℃,水體溫度比環(huán)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(fēng)冷式和冷卻塔式,機(jī)組效率提高。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,平均來(lái)說(shuō)可以節(jié)約用戶(hù)30%~40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。
(3)水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定,其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng)。是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源,水體溫度較恒定的特性,使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點(diǎn)問(wèn)題
(4)水源熱泵使用的是電能,電能本身為一種清潔的能源,但在發(fā)電時(shí),消耗一次能源并導(dǎo)致污染物和CO2溫室氣體的排放。所以節(jié)能的設(shè)備本身的污染就小。設(shè)計(jì)良好的水源熱泵機(jī)組的電力消耗,與空氣源熱泵相比,相當(dāng)于減少30%以上,與電供暖相比,相當(dāng)于減少70%以上。
當(dāng)然,象任何事物一樣,水源熱泵也不是十全十美的,其應(yīng)用也會(huì)受到制約。
(1)受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(shí)在實(shí)際工程中,不同的水資源利用的成本差異是相當(dāng)大的。所以在不同的地區(qū)是否有合適的水源成為水源熱泵應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵。目前的水源熱泵利用方式中,閉式系統(tǒng)一般成本較高。而開(kāi)式系統(tǒng),能否尋找到合適的水源就成為使用水源熱泵的限制條件。對(duì)開(kāi)式系統(tǒng),水源要求必須滿(mǎn)足一定的溫度、水量和清潔度。
(2)受水層的地理結(jié)構(gòu)的限制。對(duì)于從地下抽水回灌的使用,必須考慮到使用地的地質(zhì)的結(jié)構(gòu),確保可以在經(jīng)濟(jì)條件下打井找到合適的水源,同時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和土壤的條件,保證用后尾水的回灌可以實(shí)現(xiàn)。
(3)受投資經(jīng)濟(jì)性的限制。由于受到不同地區(qū)、不同用戶(hù)及國(guó)家能源政策、燃料價(jià)格的影響,水源的基本條件的不同;一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用會(huì)隨著用戶(hù)的不同而有所不同。雖然總體來(lái)說(shuō),水源熱泵的運(yùn)行效率較高、費(fèi)用較低。但與傳統(tǒng)的空調(diào)制冷取暖方式相比,在不同地區(qū)不同需求的條件下,水源熱泵的投資經(jīng)濟(jì)性會(huì)有所不同。
威海中天嘉能生產(chǎn)水源熱泵機(jī)組、土壤熱泵機(jī)組、水環(huán)路熱泵機(jī)組等多種機(jī)型。
-
華中能監(jiān)局?jǐn)M廢止部分規(guī)范性文件 涉電力交易、輔助服務(wù)等
-
【四川電力交易行情】斷崖式跳水 成交價(jià)下跌近2分!9月最后一輪交易呈現(xiàn)多次反轉(zhuǎn)!
2023-09-22四川電力交易行情 -
海南進(jìn)一步明確非電網(wǎng)直供電環(huán)節(jié)電價(jià)政策及公攤收費(fèi)有關(guān)問(wèn)題 11月1日起執(zhí)行
2023-09-22電網(wǎng)直供電
-
海南進(jìn)一步明確非電網(wǎng)直供電環(huán)節(jié)電價(jià)政策及公攤收費(fèi)有關(guān)問(wèn)題 11月1日起執(zhí)行
2023-09-22電網(wǎng)直供電 -
8月浙江工業(yè)用電量389.8億度 同比增長(zhǎng)11.3%
2023-09-14浙江工業(yè)用電量 -
中國(guó)電力發(fā)展報(bào)告2023
2023-09-06中國(guó)電力發(fā)展報(bào)告
-
【四川電力交易行情】斷崖式跳水 成交價(jià)下跌近2分!9月最后一輪交易呈現(xiàn)多次反轉(zhuǎn)!
2023-09-22四川電力交易行情 -
新疆區(qū)域電網(wǎng)代購(gòu)電量、電價(jià)統(tǒng)計(jì)分析
2023-09-14電網(wǎng)代購(gòu)電量 -
河北南部電網(wǎng)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)第七次(首次結(jié)算)試運(yùn)行工作方案:結(jié)算試運(yùn)行時(shí)間9月13日—18日
2023-09-13電力現(xiàn)貨市場(chǎng)
-
山東獨(dú)立儲(chǔ)能參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)分析
2023-09-19電力現(xiàn)貨市場(chǎng)分析 -
電力現(xiàn)貨市場(chǎng)“基本法”落地 與征求意見(jiàn)有何異同?
2023-09-19電力現(xiàn)貨市場(chǎng) -
谷峰:全時(shí)空優(yōu)化終在現(xiàn)貨基本規(guī)則中得到落實(shí)
2023-09-18現(xiàn)貨基本規(guī)則
-
昆明電力交易中心關(guān)于召開(kāi)2023年8月市場(chǎng)信息溝通會(huì)的通知
2023-08-25昆明電力交易中心 -
昆明電力交易中心關(guān)于玉溪能投售電有限責(zé)任公司等5家售電公司注冊(cè)信息變更公示的通知
-
昆明電力交易中心:規(guī)范開(kāi)展電力市場(chǎng)業(yè)務(wù)
-
華中能監(jiān)局?jǐn)M廢止部分規(guī)范性文件 涉電力交易、輔助服務(wù)等
-
國(guó)家發(fā)改委:供電營(yíng)業(yè)區(qū)劃分及管理辦法(征求意見(jiàn)稿)發(fā)布
2023-09-09供電營(yíng)業(yè)區(qū)劃分 -
貴州進(jìn)一步組織做好電網(wǎng)企業(yè)代理購(gòu)電工作:完善新增損益分?jǐn)偅ǚ窒恚C(jī)制