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水源热泵和地源热泵的优缺点

水源热泵和地源热泵的优缺点

一、水源热泵深井技术介绍。
1.水源热泵原理。
地下水是一种巨大的自然资源,热惰性大,年温波动小。一般来说,埋在地表20m以下的浅表地下水可以全年保持在该地区的年平均温度左右,是理想的天然冷热源。水源热泵系统是一种利用地下水特性工作的新型节能空调。在水源热泵井系统中,水源热泵深度一般为50米至300米,因为这部分地下水主要由地表水供应,不适合饮用,所以水源热泵中央空调是终端(室内空气处理终端等)系统、水源中央空调主机(又称水源热泵)系统和水源水系统三部分的最佳选择。供热用户时,水源中央空调系统从水源中提取低等级热能,水源中央空调主机(热泵)泵送至高温热源,以满足用户的供热需求。供冷时,水源中央空调通过水源中央空调主机(制冷)将用户室内余热转移到水源,以满足用户的制冷需求。
1.1系统原理图:以加热条件为例(即使水源水进入冷凝器,蒸发器的冷冻循环水也可以通过阀门切换实现)。
根据水源利用方式的不同,水源热泵可分为闭式系统和开式系统。
闭式系统是指一组闭式循环换热套管,一般水平或垂直埋在地下或湖水中,通过与土壤或海水换热实现能量转移。
开式系统通常称为深井回灌水源热泵系统。地下水通过建造抽水井组抽出,通过二次换热或直接送至水源热泵机组。提取或释放热量后,回灌井组返回地下。
水源热泵的优点。
2.1高效节能。
水源热泵是目前空调系统中能效比(COP值)最高的制冷制热方式,理论计算可达7,实际运行为4~6。
冬季水源热泵机组可使用的水温为12~22℃,水温高于环境空气温度,提高了热泵循环的蒸发温度和能效比。夏季水温为18~35℃,水温低于环境空气温度,降低了制冷冷凝温度,使冷却效果优于风冷和冷却塔,提高了机组的运行效率。水源热泵消耗1kW.h,用户可获得4.3~5.0kW.h或5.4~6.2kW.h。与空气源热泵相比,其运行效率高于20°。
60%,运行成本仅为普通中央空调的40~60%。
2.2属可再生能源利用技术。
水源热泵是一种采暖和空调系统,利用地球水储存的太阳能资源作为冷热源进行能量转换。可用的水,包括地下水或河流。表面的河流、湖泊和海洋。地表土壤和水不仅是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能辐射能量,是人类每年使用能量的500倍以上(地下水通过土壤间接接受太阳能辐射能量),是一个巨大的动态能量平衡系统,地表土壤和水自然保持能量接受和发散的相对平衡。这使得使用几乎无限的太阳能或地能成为可能。因此,水源热泵采用清洁可再生能源的技术。
2.3节水省地。
以地表水为冷热源,释放热量或吸收热量,不消耗水资源,不污染锅炉房、附属煤场、储油室、冷却塔等设施,机房面积大小于传统空调系统,节省建筑空间,也有利于建筑美观。
2.4环保效益显著。
水源热泵机组节省燃煤、天然气、天然油等锅炉房系统,无燃烧过程,避免排烟、污染等污染;冷却时节省冷却塔,避免冷却塔噪声、霉菌污染和水耗。因此,水源热泵机组运行无污染、无燃烧、无排烟、无废渣、废水、废气,无城市热岛效应,对环境非常友好,是理想的绿色环保产品。
2.5一机多用,应用范围广。
水源热泵系统可供暖、空调、生活热水、一机多用,一套系统可更换原锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于具有加热和冷却要求的建筑,水源热泵具有明显的优势。它不仅节省了大量的能源,而且使用一套设备可以同时满足加热和冷却的要求,减少了设备的初始投资。总投资仅为传统空调系统的60%,安装方便,安装工作量小于传统空调系统,安装周期短,安装方便。
水源热泵可用于酒店、商场、办公楼、学校等建筑,小型水源热泵更适合别墅、住宅小区的供暖、供冷。
2.6运行稳定可靠,维护方便。
水温全年相对稳定,波动范围远小于空气变化,水温恒定,使热泵机组运行更加可靠、稳定,保证了系统的效率和经济;采用全计算机控制,自动化程度高。由于系统简单。机组部件少,运行稳定,维护成本低,使用寿命长。
2.7符合国家政策,政策支持国家高度重视可再生能源的开发利用。《中华人民共和国可再生能源法》自2006年1月1日起实施;同时,在《国家中长期科技发展规划纲要》中,大力发展和大规模应用新能源和可再生能源作为能源领域的优先发展主题。从国家立法和发展战略的高度,大力推进可再生能源的发展和应用。
最近,财政部、建设部发布了《关于促进可再生能源在建筑中应用的实施意见》和《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》,明确指出“十一五”期间,可再生能源应用面积占新建筑面积的25%以上,到2020年,可再生能源应用面积占新建筑面积的50%以上,为我国水源热泵的发展提供了良好的环境和强大的动力。
3.水源热泵的应用限制:
3.1可用水源条件限制。
理论上,水源热泵可以利用所有的水资源。事实上,在实际工程中,不同水资源利用的成本差异相当大。因此,在不同地区是否有合适的水源已成为水源热泵应用的关键。在目前的水源热泵利用模式中,闭式系统一般成本较高。开放式系统能否找到合适的水源已成为水源热泵使用的限制。对于开放式系统,水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。
限制3.2水层的地理结构。
对于从地下抽水回灌的使用,必须考虑使用地的地质结构,以确保在经济条件下找到合适的水源,并考虑当地地质。
以及土壤条件,保证后尾水回灌。
3.3投资的经济性。
受不同地区、不同用户和国家能源政策的影响。由于燃料价格的影响,水源的基本条件不同;一次性投资和运营成本将因用户而异。虽然总体而言,水源热泵运行效率高,成本低。然而,与传统的空调制冷和加热方法相比,水源热泵在不同地区和不同需求下的投资经济性会有所不同。
二、地源热泵深井技术介绍。
1.地源热泵系统原理。
地源热泵系统是利用热泵机组在土壤中提取或储存热量,制备冷热水为空调服务的系统,又称土源热泵。
地表浅层土壤温度分布在三层,地表冻土层附近的土壤温度受室外大气影响,温度全年波动较大;冻土层以下有恒温层,温度基本不变;恒温层到地壳深处有一定的正温度梯度,土壤温度随深度缓慢上升。地热井是指地热能或水温大于30℃。
地热分为高温、中温、低温三类。
高于150℃,以蒸汽形式存在,为高温地热;90℃~150℃,以水和蒸汽混合物的形式存在,为中温地热;高于25C。低于90℃,以温水。温水。热水。低温地热深井的技术介绍如下:
(1)集成创新:热岩层+石油钻井地热井+工作质量优化+蒸汽发电机+发电机=6因素集成。
(2)工作周期简单:即工质吸热变工质蒸汽→蒸汽机工作→联动发电机发电。
(3)井水闭式循环:即地热井水在井内闭式循环,无需抽出井外。
(4)工质闭式循。

水源热泵和地源热泵的优缺点插图