哈尔滨水源热泵
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水源热 泵技术在供热工程中应用

2019-12-03

是改变循环水、冷却水的水流方向,并通过 阀门切换来实现夏天制冷、冬天制热的功能,水源热泵技术具有性能稳定,设计安装简便的优点,因此这 种技术是有着非常广阔的发展空间。


一、热泵的 工作原理及种类


(1)根据热力学第二定律,热可以 自发地由高温物体传向低温物体,而由低 温物体传向高温物体则必须作功,正如水 能够通过水泵从低处向高处流动一样,热泵系 统实现了把能量由低温物体向高温物体的传递,它是以 花费一部分高质能(耗电)为代价,从自然 环境中获取能量,并连同 所花费的高质能一起向用户供热,也就是 说热泵的供热量永远大于所消耗的功量,所以是 综合利用能源的一种很有价值的措施。 热泵的 硬件组成和制冷系统大致相同,也是由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀 等主要部件组成。只是制 冷是从制冷房间吸热到冷凝器散发给冷却介质,热泵是 制冷工况的逆过程,即把热 量从冷凝器的介质吸收过来散发到制热房间中。


(2)热泵技 术按所需热源的不同大体可分为空气源热泵、地源热泵及水源热泵。 


①空气源 热泵即通常所说的风冷热泵,是以室 外空气作为热源,是目前应用[zhu]为广泛的热泵系统,现已成 为市场上的主导产品,但这种 热泵的应用有其局限性,在我国 北方寒冷的冬季,随着室外温度的降低,热泵效率大大降低,而且蒸发器极易结冰,需消耗电能解冻,很不经济,因此这 种热泵仅适用于我国黄河以南,冬季室 外气温较高的地区使用。


 ②地源热 泵是将换热盘管深埋于地下,吸收土 壤中的低温热量进行供热,由于全 年土壤温度波动较小,地源热 泵的季节工况较为恒定,但地源 热泵因深埋于地下的换热管技术较为复杂,且投资较大,目前仅 在欧美一些发达国家有所应用,在我国 广泛推广有一定的困难。 


③水源热 泵是目前我国应用较多的热泵形式,它是以水(包括江、河、湖泊、地下水等)作为冷热源体,在冬季 利用热泵吸收其热量向建筑供暖,在夏季 热泵将吸收到的热量向其排放,实现对建筑物的供冷。在水源 热泵的应用当中,又以利 用地下水的地下水水源热泵应用较为广泛。其工作 原理大都是通过外部管道及阀门的切换来实现冬夏工况的转换,夏季空 调供回水走蒸发器,地下水走冷凝器,冬季空 调供回水走冷凝器,地下水走蒸发器。

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二、水源热 泵在供热空调中应用应具备的条件


(1)可靠的水源 对于水源热泵而言,其水源可为地表水、江河水、湖水、海水及地下水,但目前 应用较多的水源热泵均采用地下水,地下水 作为国家的重要资源之一,政府对 开采与使用有各种限制政策和法规,要获取地下水,须通过 政府有关主管部门的批准方可,并应有 可靠的技术措施确保地下水的回灌。 


(2)充足的水源水量 水源水 量是影响水源热泵系统的重要因素,其水量 的多少与建筑物负荷大小及空调设计方案等有关,在确定方案之前,应根据 水文地质资料合理确定水量,必要时 可先打井做抽水实验,看看在 规定的连续抽水时间内地下水的水位降是否符合要求,并根据 确定的水量来选定取水井与回灌井的数量。据资料介绍,一般要 求地下水的取水量为每kW制冷量为0104~0106kgPs。


 (3)合适的水源水温 水源的 温度也是影响水源热泵的重要因素,同样的机组,由于水 温不同其提供的冷量和热量也不同。一般来讲,水源热 泵对水源温度要求的范围是:制冷工况下,进蒸发器水温为10~22℃;制热工况下,进冷凝器的水温为18~40℃。建议国 内的热泵生产厂家,应将同 一型号机组在不同水温下提供的不同冷热量列出明细,以便设 计人员参考选定。另外取 水井与回灌井之间应有一定的距离,以保证 地下水经过水源热泵机组产生的温度变化经回灌后,在含水 层中流动至取水井时温度得以恢复,避免地 下水产生冷量或热量的积累,目前实 际应用运行良好的工程中,取水井 与回灌井之间的间距均在40m以上。


 (4)良好的水质 水源热 泵机组对水源的水质有一定的要求,如果水质达不到要求,会对阀门、主机及 其附件构成危害,尤其对 多数热泵厂家采用的板式换热器产生的危害更为严重,从而影响系统的运行,但通常 可以采取一些处理手段如设置除污器,电子除垢仪,或在取 水井内多设几层过滤装置以减小井水中所含沙尘颗粒直径,从而满 足机组对水质的要求。一般来说,水源水 质不是影响水源热泵机组应用的主要因素。 


三、热泵机组的选择


1. 根据建 筑的空调面积和房间功能进行空调冷、热负荷计算,统计建筑空调总冷、热负荷。


2. 大部分 建筑需要考虑房间的同时使用率,一般建 筑的同时使用率为70~80%,特殊情 况需根据建筑功能和使用情况确定。


3. 根据计算出的总冷、热负荷,以其中 较大值来确定主机型号,注意机 组在偏离额定工况时需进行参数修正。


4. 制冷同 时制取卫生时的参数修正。


5. 主机台 数可根据建筑业主和建筑所备机房情况进行确定,建议选用2台以上。


哈尔滨水源热泵厂家小结:水源热 泵技术有着多种优点,也有相应的限制条件,对具体 的供热空调工程来说,本着环保节能的原则,水源热 泵应是空调系统的优先方案,随着水 源热泵技术的不断成熟,这一技 术在供热空调工程中将会得到更好的发展和应用。


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