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1、水源熱泵工作原理及系統(tǒng)特點(diǎn)水源熱泵機(jī)組是一種通過利用地表水、地下水以及吸收太陽能和地?zé)崮艿鹊推肺粺豳Y源,并采用熱泵原理,輸入少量高品位電能,實(shí)現(xiàn)低品位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的空調(diào)裝置。通常,根據(jù)所使用的熱源,應(yīng)用上通常分為三種,分別是:1.封閉環(huán)路式:水源采用循環(huán)流動(dòng)于公共管路中的水或鹽水(或類似功能的液體,如乙二醇等),通常稱為水環(huán)熱泵;2.地下水式:從水井、湖泊、海洋或河流中抽取的水或在地下盤管中循環(huán)流動(dòng)的鹽水(或類似功能的液體)為冷(熱)源,制取冷(熱)風(fēng)或冷(熱)水的設(shè)備,又稱為水源熱泵;3.地下環(huán)路式:從地下盤管中循環(huán)流動(dòng)的鹽水(或類似功能的液體)為冷(熱)源
2、,制取冷(熱)風(fēng)或冷(熱)水的設(shè)備,又稱為地源熱泵。水源熱泵機(jī)組制熱循環(huán)水源熱泵機(jī)組制冷循環(huán)由于水源熱泵技術(shù)利用地表水作為空調(diào)機(jī)組的制冷制熱的源,所以其具有以下8大優(yōu)點(diǎn):(1)環(huán)保效益顯著水源熱泵是利用了循環(huán)水或地表水作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。水溫在16~30℃之間通常不需要開啟輔助棄熱或加熱設(shè)備;如果采用地下水,供熱時(shí)可省去燃煤、燃?xì)狻⑷挥偷儒仩t房系統(tǒng),沒有燃燒過程,避免了排煙污染;供冷時(shí)省去冷卻塔,完全是環(huán)保的空調(diào)形式;(2)高效節(jié)能水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為10-25℃,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。
3、而夏季水體為15-40℃,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)美國環(huán)保署EPA估計(jì),設(shè)計(jì)安裝良好的水源熱泵,平均來說可以節(jié)約用戶30~40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。過渡季節(jié)部分機(jī)組制冷、部分機(jī)組制熱運(yùn)行更節(jié)能:如下圖]系統(tǒng)供水溫度為24℃,機(jī)組A為制冷模式,排出熱量到回水中,回水溫度30℃,機(jī)組B為制熱模式,從水中吸收熱量,使得回水溫度降低到24度,當(dāng)一定比例的機(jī)組同時(shí)制冷制熱時(shí),水循環(huán)溫度達(dá)到平衡,建筑物內(nèi)部分區(qū)域多余的熱量被轉(zhuǎn)移到需要熱量的地方,完全無須使用輔助熱源,達(dá)到最佳的使用效果。(3)運(yùn)行
4、穩(wěn)定可靠水體的溫度一年四季相對穩(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、制熱不穩(wěn)定等難點(diǎn)問題。(4)能源費(fèi)用容易計(jì)算小型的水源熱泵每一臺都可與用戶電表連接,費(fèi)用容易計(jì)算,對于寫字樓、商鋪、公寓等場所非常適用。而大型的中央空調(diào)系統(tǒng)通常是公攤計(jì)算,無論空調(diào)是否開啟,一樣計(jì)算費(fèi)用。(5)節(jié)約投資成本將大型的冷水機(jī)組小型化,開發(fā)商不需要準(zhǔn)備昂貴的專用機(jī)房,機(jī)房位置可以作為停車場;循環(huán)水管路溫度是常溫,無須考慮管路保溫的費(fèi)用;此外,通風(fēng)管道也大
5、大縮小,機(jī)組控制器也是制造商配套供應(yīng)。(6)可分期投入開發(fā)商不需要一次性購買所有的空調(diào)設(shè)備,只需要將公共的管路系統(tǒng)及輔助設(shè)備配置好,后期的空調(diào)機(jī)組可視情況分期投入空調(diào)設(shè)備,緩解了開發(fā)商資金壓力;(7)同時(shí)制冷制熱系統(tǒng)中不同的功能區(qū)可以同時(shí)制冷或制熱,大大提高了人體的舒適性,滿足現(xiàn)代群體個(gè)性要求,如綜合建筑內(nèi)區(qū)發(fā)熱大,通常冬季還要制冷,水源熱泵系統(tǒng)很容易做到。常規(guī)的中央空調(diào)系統(tǒng)必須采用四管制的末端才可以滿足要求。(8)自動(dòng)運(yùn)行水源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定,所以可以設(shè)計(jì)簡單的系統(tǒng),部件較少,機(jī)組運(yùn)行簡單可靠,維護(hù)費(fèi)用低;自動(dòng)控制程度高,使用壽命長可達(dá)到15年以上。下表是水源
6、熱泵系統(tǒng)和其它常見系統(tǒng)特性一覽表,詳細(xì)分析見《4水環(huán)熱泵系統(tǒng)與各種系統(tǒng)對比》對比項(xiàng)目水源熱泵系統(tǒng)水冷冷水機(jī)組+鍋爐+末端風(fēng)冷熱泵+末端VRV變頻多聯(lián)機(jī)組小型風(fēng)冷熱泵戶式中央空調(diào)運(yùn)行成本運(yùn)行費(fèi)用低制冷低,制熱最耗能耗電最高,冬季能效比低中高初投資大約250~300元/m2大約300~350元/m2大約320~370元/m2大約400元/m2大約320~370元/m2分期投資可不可不可可可分戶計(jì)費(fèi)可不可,公攤不可,公攤不可不可可靠性好一般一般差一般維護(hù)成本低高高高一般