石家庄地源热泵

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学会水源热泵系统,仅此一篇足够了!

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学会水源热泵系统,仅此一篇足够了!

发布日期:2018-06-28 作者: 点击:


  水源热泵系统是采用循环流动于共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或在埋入地下的盘管中循环流动的水为冷(热)源,实现制冷、制热的系统。水源热泵系统一般由水源热泵机组、热交换系统、建筑物内系统、循环水泵及水管路等组成。


  

  水源热泵系统是以水为载体进行冷热交换,通过水源热泵机组,冬季将水体中的热量“取”出来,供给室内采暖;夏季把室内热量“释放”到水体中。 根据热交换系统形式不同,可分为水环式水源热泵系统、地表水式水源热泵系统、地下水式水源热泵系统和地下环路式水源热泵系统。

  

  水环式水源热泵系统:

  

  夏季通过冷却塔将水系统的热量散发出去,冬季通过锅炉加热循环水,提供辅助热量。该系统投资较低,但冬季制热时系统能耗较高。

  

  地表水式水源热泵系统:

  

  将换热管路安装于靠近建筑物的湖水、池塘、河流等地表水中,通过地表水提供建筑物热量或散热。湖水的深度及面积非常重要,必须核定是否满足建筑物负荷的需求。根据换热的形式该系统分为取水式系统和抛管式系统。取水式系统是从地表(湖水、池塘、河流等)中抽取水后经过换热器进行热交换的系统;抛管式系统是以水为介质通过闭式循环的换热盘管与地表水(湖水、池塘、河流等)换热来实现能量转移。



  地下水式水源热泵系统:

  

  系统直接用地下水提供水系统的负荷,最大的好处是环路水温恒定,通常在12-15℃。适用于土壤可以回灌的地区。

  

  地下环路式水源热泵系统:

  

  在地下打孔并埋入换热管,与土壤进行热量交换为空调系统提供冷/热源。通常具有立式或水平式两种,立式适用于可利用面积小,水平式适用于具有较大利用面积的场合。空调系统负荷通过地埋管和土壤交换,初投资大,运行费用低。

  

  水/地源热泵技术发展背景

  

  太阳每时每刻向地球散发巨大的能量,这其中有46%可以被地球吸收。因此底壳中存储了大量的能量使得土壤、地下水常年保持较为稳定的温度,不易受外界影响。

  

  空调本身是一种能量转移运输的工具,在运行时热泵机组只需要付出较小的能量投入即可吸取存储在地下的大量能量。

  

  热泵制热运行时,由于冬季深层土壤和地下水的温度高于室外环境,使得系统可以获得更多的能量,相比空气源热实现更高的效率,与传统的化石能源相比,大大提高能源的利用效率,节省能源使用和费用开支。

  

  水/地源热泵系统不向外界排放任何废气、废水、废渣,是一种的理想的“绿色技术”。

  

  水/地源热泵系统利用常温土壤或地表水、地下水中的热量,这些能量来源于太阳能,因此也是一种利用可再生能源的技术。

  


  水/地源热泵技术发展史

  

  地源热泵的概念最早出现在1912年瑞士佐伊利(H.Zoelly)的一份专利文献中,之后的几十年,一直处于试验研究状态。并先后开始有了地表水源热泵系统、地下水源热泵系统、土壤耦合热泵系统的问世与发展。

  

  20世纪30年代地表水源热泵系统问世,作为最早的应用项目,瑞士苏黎世市政府大厅以河水作为热源,供热能力175kW。到20世纪40年代末50年代初,地下水源热泵与土壤耦合热泵系统开始在欧洲与北美安装使用。但由于这个时期能源价格低,应用技术还不够成熟,地源热泵系统未得到普遍的推广与应用。

  

  地源热泵作为真正兴起的一门新技术,并获得应用与发展是在20世纪80年代。世界石油危机之后,一次能源的紧缺与价格的上涨又引起了人们对节能的关注,在这个时期地源热泵开始受到广泛关注,开始大量安装与使用。

  

  中国的地源热泵研究起步于20世纪80年代,首先是一些高校与科研机构对其进行的相关专题研究。中国科技部和美国能源部于1997年11月签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书,其中专门设有关于地源热泵的发展战略,在此之后,中国的地源热泵发展与应用开始走上快车道。

  

  地源热泵系统工作原理

  

  地源热泵系统是利用浅层土壤能量(岩土体、地下水或地表水)进行冷热交换,冬季把土壤中的热量“取”出来,供给室内采暖,此时岩土体、地下水或地表水为“热源”;夏季把室内热量“取”出来,释放到岩土体、地下水或地表水中,此时岩土体、地下水或地表水为“冷源”。

  

  地源热泵系统

  

  地源热泵系统由水水热泵机组、地埋管换热设备、水力模块、热水蓄水箱、室内机、地板采暖设备和生活热水设备等组成的一种新型空调型式。系统通过地埋管换热设备与土壤冷热交换,并将交换后的水通过循环水泵分别输送到室内机供冷供热、地板采暖和热水蓄水箱中供给生活热水。

  

  地源热泵由于其技术上的优势,推广这种技术有明显的节能和环保效益。地源热泵系统具有以下显著优势:

  

  节能,运行费用低

  

  来自于太阳辐射的地下热能取代传统的冷却塔和锅炉,属于可再生能源,节省了冷却塔和锅炉的运行能耗,比传统空调运行效率高40?60%,同时机组能效比高达4.5-7。另外,地源温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,整个系统的维护费用也较“锅炉+制冷机”系统大大减少,保证了系统的高效性和经济性。

  

  一机多用,节约设备用房

  

  地源热泵系统可制冷、采暖,还可供生活热水(水-水热泵机组),一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套系统。系统紧凑、节省建筑空间,减少一次性投资。

  

  保护环境

  

  地源热泵化石燃料消耗,与空气源热泵相比,相当于减少40%以上,与电供暖相比,相当于减少70%以上,如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂,但比常规空调装置减少25%的充

  

  灌量;属自含式系统,即该装置能在工厂车间内事先整装密封好,因此,制冷剂泄漏机率大为减少。

  

  利用再生能源,可持续发展

  

  地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源作为冷热源,进行能量交换的空调系统。地表浅层地热资源量大面广,无处不在,它是一种清洁的可再生能源。因此,利用地热的地源热泵,是一种可持续发展的“绿色装置”。

  

  较长的使用寿命

  

  家用空调设计寿命8年,燃气锅炉为10年;地源热泵机组为15-20年,水循环和风管系统25年以上,地埋管路系统为50年,它比所有各种空调系统和采暖设备的寿命都要长。

  

  使用广泛

  

  从严寒地区至热带地区均适用。地源热泵系统可制冷、采暖,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的制冷、采暖。

  

  地源热泵系统包括三种不同的应用形式:以利用土壤作为冷热源的地埋管热泵系统或者叫地下热交换器热泵系统;以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统;以利用地表水为冷热源的地表水热泵系统。

  

  热源的选择首先依照因地制宜的方法选取,根据系统效率、投资额度、场地要求等因素综合比较。随着水/地源热泵系统的使用,目前城市中污水源热泵系统和地埋管热泵系统逐渐成为成熟市场的主要选择。主要原因在于系统后期维护简便,长期运行稳定。


空气源热泵热水系统

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