水源、地源熱泵空調(diào)
時間:2022-01-20
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空調(diào)系統(tǒng)
1、屬于可再生能源利用技術(shù)
水源熱泵是具備了利用地球水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。其中可以利用的水體，包括地下水或河流、地表部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體不僅是一個巨大的集熱器，收集了47％的太陽輻射能量，比人類每年利用能量的500倍還多（地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量），而且是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散地相對地均衡。這使得利用儲存于其中地近乎無限地或地能成為可能。所以說，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源地一種技術(shù)。
2、便于計量和收費
空調(diào)用電負(fù)荷在用戶位置，因此便于空調(diào)的計量與收費。這對于用戶合理使用空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)的能耗，公平、公正、公開地攤派空調(diào)運行管理是很有利的。
3、運行安全可靠
水源熱泵機組的空調(diào)系統(tǒng)是可以基本保證全年按用戶的需要開啟空調(diào)系統(tǒng)，特別是春秋空調(diào)過渡季節(jié)均能運行，也就相當(dāng)于四管制空調(diào)系統(tǒng)。一般，水源熱泵供、回水的溫度一年四季相對穩(wěn)定，其波動的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動。夏季水體作為空調(diào)的冷源，冬季作為空調(diào)的熱源，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。
4、高效節(jié)能
水源熱泵機組可利用的環(huán)境水體溫度冬季為12－22℃，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。而夏季水體為18－35℃，水體溫度比環(huán)境溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，機組效率提高。
5、靈活應(yīng)用
有的建筑物內(nèi)，特別在過渡季節(jié)，部分區(qū)域需要供冷，部分區(qū)域需要供熱，水源熱泵可以同時供冷和供熱，可以實現(xiàn)建筑內(nèi)冷熱量的轉(zhuǎn)移和平衡，從而系統(tǒng)少用能源。
水地源空調(diào)以其卓越的節(jié)能環(huán)保特點得到了廣泛認(rèn)可，06年我國科技部把建筑節(jié)能作為十一五科技支撐計劃項目，其中課題六為水應(yīng)用技術(shù)，07年“兩會”已把全面推進(jìn)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用作為會議重要議題之一。在短短幾年間，水中央空調(diào)在大中城市的發(fā)展如火如荼，特別是在北京、山東、長三角等經(jīng)濟發(fā)達(dá)區(qū)域，已經(jīng)成為節(jié)能環(huán)保高檔空調(diào)系統(tǒng)的象征。目前正快速向中、西部地區(qū)發(fā)展，各地紛紛建立水地源空調(diào)示范工程，政府也積極鼓勵企事業(yè)單位選用水。
當(dāng)前，氣候變暖嚴(yán)重威脅到人類的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)對氣候變化已成為全球面臨的重大挑戰(zhàn)。氣候變化的原因除了自然因素外，同人類的活動，特別是同使用化石燃料、排放二氧化碳的程度密切相關(guān)。
節(jié)能必然成為衡量未來建筑品質(zhì)的必要指標(biāo)，“低碳排放”的概念正受到環(huán)保行業(yè)、學(xué)術(shù)研究機構(gòu)的普遍重視。
中央空調(diào)系統(tǒng)作為建筑耗電最大的一個設(shè)備，其節(jié)能減排的的必要性應(yīng)該首當(dāng)其沖的。
根據(jù)《中國節(jié)能技術(shù)政策大綱》 3.3.4 發(fā)展地?zé)嵩?、水源、空氣源熱泵技術(shù)和污水源熱泵技術(shù)，一般情況下不應(yīng)采用直接電采暖方式。提倡蓄冷、蓄熱空調(diào)和采暖，盡量利用電網(wǎng)低谷負(fù)荷。
國務(wù)院文件（國發(fā)（2008）03號）節(jié)能技術(shù)推薦采用水源熱泵與蓄冰技術(shù)。
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)
作為自然界的現(xiàn)象，正如水由高處流向低處那樣，熱量也總是從高溫流向低溫，用著名的熱力學(xué)第二定律準(zhǔn)確表述是：“熱量不可能自發(fā)由低溫傳遞到高溫”。但人們可以創(chuàng)造機器，如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣，采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以熱泵實質(zhì)上是一種熱量提升裝置，它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，提高溫位進(jìn)行利用，而整個熱泵裝置所消耗的功僅為供熱量的三分之一或更低，這也是熱泵的節(jié)能特點。
地源熱泵是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進(jìn)行冷熱交換來作為熱泵的冷熱源,冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內(nèi)采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。
地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機組和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。其中地源熱泵機組主要有兩種形式：水—水式或水—空氣式。三個系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水，與建筑物采暖空調(diào)末端換熱,介質(zhì)可以是水或空氣。
地源熱泵同空氣源熱泵相比，有許多優(yōu)點：
1）全年溫度波動小。冬季溫度比空氣溫度高，夏季比空氣溫度低，因此地源熱泵的制熱、制冷系數(shù)要高于空氣源熱泵，一般可高于40%，因此可節(jié)能和節(jié)省費用40%左右。
2）冬季運行不需要除霜，減少了結(jié)霜和除霜的損失。
3）地源有較好的蓄能作用。
冰蓄冷與水源熱泵的結(jié)合
熱泵技術(shù)與蓄能技術(shù)強強聯(lián)合，既可利用熱泵技術(shù)同時滿足制冷和采暖的特性，又可采用蓄能技術(shù)進(jìn)行電網(wǎng)的削峰填谷，既使用戶使用到了廉價的采暖、空調(diào)方式，又解決了污染問題，還為電網(wǎng)的晝夜平衡做出了貢獻(xiàn)，可以大幅度降低空調(diào)系統(tǒng)日間電力高峰時期的用電負(fù)荷。
若采用熱泵技術(shù)和蓄能技術(shù)相結(jié)合的方式，使得該系統(tǒng)不但具有削峰填谷的功能，還可以一機三用（三工況熱泵機組：制熱工況、制冷工況和制冰工況），使用清潔的電能和地下免費的可再生能源，既為系統(tǒng)提供了穩(wěn)定的冷、熱源，又解決了燃煤的污染問題和燃油、燃?xì)獾母吣芎膯栴}。不但符合國家的環(huán)保政策，也符合用戶的根本利益。
地(水)源熱泵以及冰蓄冷技術(shù)均是國家大力提倡的建筑環(huán)保節(jié)能新技術(shù)。地(水)源熱泵充分利用土壤及地表水（或地下水）所含熱能，改善了機組冬夏季的運行工況，并因夏天可制冷冬天可制熱而提高了設(shè)備利用率。冰蓄冷系統(tǒng)在宏觀上可為國家實現(xiàn)移峰填谷，降低電網(wǎng)負(fù)荷，延緩發(fā)電廠及輸配電設(shè)施的建設(shè)，在微觀上則可充分利用峰谷電電價政策，為業(yè)主大幅降低系統(tǒng)運行費用。
地(水)源熱泵+冰蓄冷的優(yōu)勢:
?一機同時解決冬夏季空調(diào)問題，冷熱站投資??；
?系統(tǒng)綜合效率高，冬季制熱COP達(dá)到4.0以上；
?電力移峰填谷，享受峰谷差價，節(jié)省運行費用；
?減小熱泵制冷主機裝機容量25%~40%；
?減少打井?dāng)?shù)量、埋管數(shù)量或取水量，一般可減少1/3；
?機組冬夏匹配性好，按照冬季選型，夏季加蓄冰可以滿足大部分地區(qū)空調(diào)要求，機組利用率高；
?夏季可提供2~4℃低溫水，可以實現(xiàn)大溫差供水、低溫送風(fēng)，改善空調(diào)品質(zhì)。
