水源熱泵技術(shù)在供熱空調(diào)工程中的應(yīng)用
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者:地大熱能 發(fā)表時(shí)間:2021-11-02 16:20:10瀏覽次數(shù):1793
我國熱泵事業(yè)近幾年已開始起步,而且發(fā)展勢頭看好,國內(nèi)的幾所知名高校與有關(guān)企業(yè)在充分學(xué)習(xí)借鑒國外先進(jìn)技術(shù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,已聯(lián)合開發(fā)出了中國品牌的熱泵系統(tǒng),并已建成了數(shù)個(gè)示范工程,越來越多的中國用戶開始熟悉熱泵,并對其產(chǎn)生了濃厚的興趣??梢灶A(yù)計(jì),通過中國科學(xué)界與企業(yè)界的攜手共進(jìn),我們完全有能力依靠自己的力量在短期內(nèi)開拓出具有中國特色的熱泵產(chǎn)業(yè)。
地下水水源熱泵技術(shù)的特點(diǎn)
(1) 高效節(jié)能,運(yùn)行費(fèi)用低
我們在評價(jià)熱泵機(jī)組和制冷機(jī)組的性能時(shí)常用到“功效比”一詞,用COP 表示,它的定義是系統(tǒng)輸出的功率與所消耗的功率之比。風(fēng)冷熱泵其COP值一般在2.0~3.0之間,而水源熱泵,國內(nèi)產(chǎn)品在供熱時(shí)COP 值可達(dá)3.5~4.0 ,供冷時(shí)活塞式機(jī)組為5.0~5.2,螺桿式機(jī)組可達(dá)6.0,從這一點(diǎn)上看,水源熱泵可以被稱作高效節(jié)能的供冷供熱設(shè)備。水源熱泵在制熱時(shí)所需的地下水即相當(dāng)于鍋爐燃燒的煤或油,而且地下水占熱泵所供熱量的70%~75%,這些熱量所消耗的代價(jià)僅為廉價(jià)的地下水,其成本要大大低于燃油和燃煤。以我市的水源熱泵運(yùn)行狀況來看,冬季供暖的運(yùn)行費(fèi)用為15元P–左右,而熱網(wǎng)供暖為24元P– 。燃油供暖為35元P–左右,因此運(yùn)行費(fèi)用低是水源熱泵的一個(gè)顯著特點(diǎn)。
(2) 一機(jī)兩用,環(huán)保潔凈,初投資小由于水源熱泵冬季可向建筑物供暖,夏季可向建筑物供冷,真正做到了一機(jī)兩用,提高了設(shè)備的利用率。從初投資來看,現(xiàn)在國內(nèi)主要熱泵生產(chǎn)廠家的熱泵機(jī)組價(jià)格大致在019~110 元PW 之間,而同樣具備一機(jī)兩用的溴化鋰直燃機(jī)的價(jià)格在114~115元PW,而且水源熱泵機(jī)組無需設(shè)置冷卻塔及煙氣排放系統(tǒng),省去了高成本的自來水,避免了向大氣排放煙塵及有害氣體,因此水源熱泵可稱其為低成本的綠色空調(diào)產(chǎn)品。
由于熱泵機(jī)組兼有供冷供熱的功能,機(jī)組本身體積較小,因而使機(jī)房面積大大減小,機(jī)組可靈活地安裝在任何地方,沒有儲(chǔ)煤、儲(chǔ)油罐等衛(wèi)生及安全隱患,機(jī)組采用智能化微電腦控制系統(tǒng),并有備用手動(dòng)操作系統(tǒng),無需專業(yè)人員操控,完善的電腦控制和多重保護(hù),使整機(jī)運(yùn)行安全可靠。水源熱泵機(jī)組從嚴(yán)寒地區(qū)至熱帶地區(qū)均適用,機(jī)組適用的水源溫度從8 ℃到35 ℃均可,既可以提供7 ℃或50 ℃的空調(diào)用水,也可以提供同樣溫度的生活熱水;既可以作為城市區(qū)域供熱的熱源使用,也可以為辦公樓、賓館、別墅、居民小區(qū)等提供中央空調(diào)系統(tǒng)。
水源熱泵在供熱空調(diào)中應(yīng)用應(yīng)具備的條件
(1) 可靠的水源
對于水源熱泵而言,其水源可為地表水、江河水、湖水、海水及地下水,但目前應(yīng)用較多的水源熱泵均采用地下水,地下水作為國家的重要資源之一,政府對開采與使用有各種限制政策和法規(guī),要獲取地下水,須通過政府有關(guān)主管部門的批準(zhǔn)方可,并應(yīng)有可靠的技術(shù)措施確保地下水的回灌。
水源水量是影響水源熱泵系統(tǒng)的重要因素,其水量的多少與建筑物負(fù)荷大小及空調(diào)設(shè)計(jì)方案等有關(guān),在確定方案之前,應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)資料合理確定水量,必要時(shí)可先打井做抽水實(shí)驗(yàn),看看在規(guī)定的連續(xù)抽水時(shí)間內(nèi)地下水的水位降是否符合要求,并根據(jù)確定的水量來選定取水井與回灌井的數(shù)量。據(jù)資料介紹,一般要求地下水的取水量為每kW 制冷量為0104~0106kgPs。
(3) 合適的水源水溫
水源的溫度也是影響水源熱泵的重要因素,同樣的機(jī)組,由于水溫不同其提供的冷量和熱量也不同。一般來講,水源熱泵對水源溫度要求的范圍是:制冷工況下,進(jìn)蒸發(fā)器水溫為10~22 ℃;制熱工況下,進(jìn)冷凝器的水溫為18~40 ℃。建議國內(nèi)的熱泵生產(chǎn)廠家,應(yīng)將同一型號(hào)機(jī)組在不同水溫下提供的不同冷熱量列出明細(xì),以便設(shè)計(jì)人員參考選定。另外取水井與回灌井之間應(yīng)有一定的距離,以保證地下水經(jīng)過水源熱泵機(jī)組產(chǎn)生的溫度變化經(jīng)回灌后,在含水層中流動(dòng)至取水井時(shí)溫度得以恢復(fù),避免地下水產(chǎn)生冷量或熱量的積累,目前實(shí)際應(yīng)用運(yùn)行良好的工程中,取水井與回灌井之間的間距均在40m以上。
水源熱泵機(jī)組對水源的水質(zhì)有一定的要求,如果水質(zhì)達(dá)不到要求,會(huì)對閥門、主機(jī)及其附件構(gòu)成危害,尤其對多數(shù)熱泵廠家采用的板式換熱器產(chǎn)生的危害更為嚴(yán)重,從而影響系統(tǒng)的運(yùn)行,但通??梢圆扇∫恍┨幚硎侄稳缭O(shè)置除污器,電子除垢儀,或在取水井內(nèi)多設(shè)幾層過濾裝置以減小井水中所含沙塵顆粒直徑,從而滿足機(jī)組對水質(zhì)的要求。一般來說,水源水質(zhì)不是影響水源熱泵機(jī)組應(yīng)用的主要因素。
水源熱泵后期維護(hù)
總之,水源熱泵技術(shù)有著多種優(yōu)點(diǎn),也有相應(yīng)的限制條件,對具體的供熱空調(diào)工程來說,本著環(huán)保節(jié)能的原則,水源熱泵應(yīng)是空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)先方案,隨著水源熱泵技術(shù)的不斷成熟,這一技術(shù)在供熱空調(diào)工程中將會(huì)得到更好的發(fā)展和應(yīng)用。