水源热泵机组 :以水为热源的空调装置

更新时间:2024-09-21 08:39

水源热泵机组(Water Source Heat Pump)是以水为热源的可进行制冷/制热循环的一种热泵型整体式水-空气式或水-水式空调装置。制热时以水为热源而在制冷时以水为排热源。其采用循环流动于共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或在地下盘管中循环流动的水为冷(热)源,制取冷(热)风或冷(热)水的设备;包括一个使用侧换热设备、压缩机、热源侧换热设备,具有单制冷或制冷兼制热功能。按使用侧换热设备的形式分为冷热风型水源热泵机组,冷热水型水源热泵机组。按冷(热)源类型分为水环式水源热泵机组,地下水式水源热泵机组,地下环路式水源热泵机组。

形状特征

水源热泵机组的主要组成部分包括水源提取系统、水源热泵机组本身及其末端散热设备。其中,水源热泵机组内部包含使用侧换热设备、压缩机和热源侧换热设备。

工作原理

水源热泵机组在冬季用于供暖时,工作原理如下:首先,水泵将地下水从提水井中抽出并输送至水源热泵机组。在此过程中,地下水会向水源热泵机组传递其低品位热能。随后,已经释放出热量的地下水通过回灌井返回地下,以便再次与地球进行热交换并提升其热能后再行利用。在水源热泵机组中,液态制冷剂在蒸发器中吸收地下水的低品位热能后,蒸发成为低温低压的气态制冷剂。接着,这种气态制冷剂会被压缩机压缩成高温高压的状态,并输送到冷凝器中。在冷凝器中,高温高压的气态制冷剂通过换热将热量传递给建筑物内的循环水(如地热或暖气散热片)。当这些循环水放出热量后,制冷剂就会冷凝成液态形式,并返回蒸发器,继续进行吸热和换热的循环过程。

特点

稳定性

水源热泵系统以其稳定的运行而著称。它能够利用地球表面或地下水源的能量进行能量转换,从而形成一种可靠的冷暖中央空调系统。在建筑具备良好的节能保温条件时,水源热泵系统可以确保冬季室内温度保持在20℃以上。此外,由于地下水在经过水源热泵机组处理后仅发生了热量交换,因此其水质并未发生改变。地下水在回灌至地层或重新流入地表水系的过程中,也不会对原有的水资源造成污染。水源热泵系统的供暖过程无需燃煤等锅炉房设施,因此不存在燃烧产生的烟尘排放问题,也不产生其他固体废弃物和有害气体,这使得周围环境得以保持清洁。美国自18世纪以来就开始使用水源热泵技术,且近年来这一技术的应用仍在以每年约10%的速度增长。然而,水作为一种热源也存在一些不足之处,比如水系统相对复杂,需要消耗一定的水泵功率,而且如果水中硬度较大,则容易导致换热器结垢,进而影响传热效率。

节省投资

水源热泵设备的安装面积较小,不需要设置锅炉房及相关配套设施,如煤场、渣场和设备空间,从而节约了大量的土地资源。如果需要接入集中供热网络,还需要额外支付设计费、施工费、挂网配套费等费用,并且每年还需缴纳采暖费。另外,原有的锅炉循环系统、末端的地热和暖气片都可以得到充分利用,从而减少了初始的投资成本。

节能性

水源热泵系统被认为是最具节能性的供暖方式之一,其能效比可达4.0以上,相比之下,燃煤供暖的能效比约为1.6,而电力供暖的能效比则仅为0.9。

参考资料

水源热泵.中国大百科全书.2024-08-15

水源热泵机组的技术性及检测标准.百检网.2024-08-15

水源热泵工作原理是什么水源热泵工作原理分析介绍【详解】.太平洋网络.2024-08-15

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