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水地源热泵系统

来源:祥云平台 时间:2015-09-12 13:33:52 点击:226

图片介绍

系统简介:

能源和环保是人类生存和发展的两大主题,是全球关注的问题。建筑节能是贯彻可持续发展战略的重要组成部分,而建筑能耗以供热采暖和空调能耗为主,降 低供暖空调系统的能耗、节约能源和减少冬季采暖所造成的大气污染是建筑节能的重点。水/地源热泵系统通过吸收大地的能量,包括土壤、井水、湖泊等天然能 源,冬季从大地吸收热量,夏季向大地释放热量,再由热泵机组向建筑物供冷供热,该系统和常规的供热空调系统相比大约节能50%,是一种利用可再生能源的高 效节能、无污染的新型空调系统,可广泛应用于商业楼宇、公共建筑、住宅公寓、学校和医院等建筑物。

 

水/地源热泵系统根据源侧分为以下三类:

 • 水环式系统是使用共用管路中循环流动的水作为冷(热)源的系统。在此类系统中,通常采用冷却塔作为系统的冷源而将锅炉(包括燃气、燃油或电锅炉)作为热源。


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• 地下水式系统是使用从水井、湖泊或河流中抽取得水作为冷(热)源的系统。此系统根据水源的不同又可分为地下水系统(水井)和地表水系统(湖泊、河流甚至海洋等)。地下水系统通常采用开式环路,而地表水系统出于水源品质的考虑可分别采用开式或闭式环路。

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• 地下环路式系统是使用地下盘管中循环流动的水作为冷(热)源的系统。根据地下盘管的埋管方式,系统可分为水平式和竖直式两种。

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系统优点:

环保效益显著

地源热泵是利用了地表水、地下水或土壤作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。供热时省去了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统,没有燃烧 过程,避免了排烟污染;供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘,使环境更优美。南通市新城住宅小区采用 污水源热泵系统,选用了3台CVHG离心式冷水机组,利用城市污水处理厂提供的二级排放水向小区集中提供空调冷/热水和生活热水。

 

高效节能

水源热泵机组可利用的水体温度冬季通常为12-22°C,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。而夏 季水体温度通常为18-35°C,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高。在过渡季节,空 调系统中各机组同时供冷和供暖的情况下,节能效果更加明显。作为综合性商用楼宇的北京市大康国际鞋城选用地下水式系统, 共选用3台CVHG离心式冷水机组。

 

运行稳定可靠

水体的温度一年四季相对稳定,其波动的范围远远小于空气的变动,是很好的热泵热源和空调冷源。水体温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。此外,不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

 

一机多用,应用范围广

如选用分散式系统,即可两管制系统实现四管制系统功能,可同时满足各区域单独制冷/制热需求。如上海市新金山国际幼稚园的地源热泵系统,在六幢教学楼、一幢行政楼和一幢艺术楼中共选用了239台GESA机组,各空调区域可独立控制对应的空调机组以满足不同的使用需求。

 

维护工作少,使用寿命长

水源热泵机组由于工况稳定,所以可以设计简单的系统,部件较少,机组运行简单可靠,维护费用低;在分散式系统中即使单个机组发生故障,也不影响整个系统的正常运行;自动控制程度高,使用寿命长可达到15年以上。

 

节省机房空间,建筑外部美观

系统如采用中小冷量的水源热泵机组,可节省冷冻机房空间,提供建筑空间的利用率;系统无室外机组,能保持建筑物的外观整洁。

 

单独控制和计费

选用分散式系统,各空调区域可根据实际需要实现制冷或制热,满足独立控制的要求;单户单表,每个用户可将自身的电表系统和空调系统连 接,单独计费。大楼管理人员、物业部门、业主再也无须为空调费用的结算发愁,真正实现公正、公平。作为中国单体建筑面积最大室内纺织品专业市场项目的广州 国际轻纺城,共选用近5000台不同类型的水源热泵机组,每一商铺都对应一套独立的空调设备,便于物业管理。


技术关键:

可利用的水源条件限制

水源热泵理论上可以利用一切的水资源,其实在实际工程中,不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成 为水源热泵应用的一个关键。目前的水源热泵利用方式中,闭式系统一般成本较高。而开式系统,能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件。对开式系 统,水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。

 

水层的地理结构的限制

对于从地下抽水回灌的使用,必须考虑到使用地的地质的结构,确保可以在经济条件下打井找到合适的水源,同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件,保证使用后水的回灌可以实现。

 

投资的经济性

由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响,水源的基本条件的不同;一次性投资及运行费用会随着应用场所的不同而有所 不同。虽然总体来说,水源热泵的运行效率较高、费用较低。但与传统的空调制冷取暖方式相比,在不同地区不同需求的条件下,水源热泵投资经济性会有所不同。

 

 

水源热泵机组按照结构型式主要分为整体式水风机组、分体式水风机组和水水热泵机组三大类别。水源热泵系统可根据各区域的使用功能选择不同形式的机组。

整体式水风机组:

适用于对室内层高、噪音要求不高的区域,机组安装简单,只需水管、风管、电源线和控制线的连接;

 

分体式水风机组:

适用于对室内层高、噪音要求高的区域,除了连接水管、风管、电源线和控制线之外,还需要进行室内机和室外机之间的冷媒管连接;

 

水水热泵机组:

适用于对室内层高、噪音要求高的区域,机组可配合风机盘管和/或空调箱使用。小型水水热泵机组适合公寓和别墅类型的项目;而大型水水热泵机组则可满足大中型空调区域的使用需求。

 

按系统冷(热)源类型和应用的不同,可分为水环式机组、地下水式机组和地下环路式机组。使用在共用管路循环流动的水为冷(热)源的机组 为水环式机组;使用从水井、湖泊或河流中抽取的水为冷(热)源的机组为地下水式机组;使用在地下盘管中循环流动的水为冷(热)源的机组为地下环路式机组。 不同类型的机组需满足系统设计的工况需求,机组通常工作的冷(热)源温度范围见下表:

机组形式

制冷

制热

水环式机组

20 ~ 40°C

15 ~ 30°C

地下水式机组

10 ~ 25°C

10 ~ 25°C

地下环路机组

10 ~ 40°C

-5 ~ 25°C



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