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水/地源热泵
浏览次数:7646 日期:2012-12-18 11:50:59 【返回目录】 【PDF下载】


 

1、  什么是水/地源热泵?

水(地)源热泵系统是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能的空调系统。整机的制冷COP值高达4-6,远远高于普通风冷空调的2.3-3.1,而且没有耗电的除霜程序。运行费用是目前所有空调系统中最低的比传统空调的费用节省40%-60%。

根据能量的来源的不同分为:水源热泵和地源热泵系列。水源热泵系列利用了地下水或地表水作为能量源,投资相对较省,但地下水的开采利用国家严格限制,地表水受地理环境制约且多数能量品位较低。地源热泵系统采用了一个土壤偶合换热器,一般为垂直或水平摆放的塑料管。初投资较大,但对环境影响较小,是真正的环保系统。我国的著名的运动场馆“鸟巢”和“水立方”都采用了此类技术。

2、  工作原理

夏季机组制冷时,井水进入水地源机组的冷凝器中,作为放热源。通过制冷剂在蒸发器中蒸发,吸收制冷系统水的热量,为建筑物提供7℃的冷冻水。制冷剂经过压缩机压缩之后,进入机组的冷凝器,由井水带走热量,并回灌入地下。

冬季机组制热时,井水进入水地源机组的蒸发器中,作为吸热源。通过制冷剂在蒸发器中蒸发,吸收井水中的热量,井水回灌于地下。制冷剂经过压缩机压缩之后,成为高温高压的过热气体,进入冷凝器,加热循环水,获得45℃到55℃的热水。

3、地源热泵特点介绍

  (一)优点:

  1、高效:地下土壤温度一年四季基本恒定在16℃左右,略高于该地区平均温度1到2度,使得热泵无论在制冷或制热工况中均处于高效率点。

  2、节能、省费用:冬季运行时,COP约为4.2,即投入1KW电能,可得到4KW的热能,夏季运行时,COP可达5.3,投入1KW电能,可得到5KW的冷量,能源利用效率为电采暖方式的3-4倍;并且热交换器不需要除霜,减少了结霜和除霜的用电能耗。地源热泵空调系统的高效节能特点,决定了它的低运行费用。同比传统中央空调节能50%-75%以上,让您永无能源涨价危机与隐忧。

  3、零维护费用: 地埋管部分一旦运行使用,基本不需要任何维修费用的投入。既减少了人力资源,又节约了大量的资金。

  4、绿色环保:地热资源垂手可得,地源热泵系统通过密闭水循环与土壤进行能源交换,不破坏地层结构,不利用地下水资源、低噪音,又不排放废气和废弃物,对空气不造成热污染,具备零污染的良好环保品质。(供热时没有燃烧过程,避免了排烟污染,供冷时省了冷却塔,避免了噪音及霉菌污染。)

  5、节约用水:地源热泵的水系统采用全封闭循环,借助于地下土壤源的温度场取冷或散热。因此不蒸发、不补水 、循环往复,是节水型的中央空调。

  6、健康舒适:地源热泵系统,不用冷却塔,从根本上杜绝了军团菌的滋生,保障了人们的身心健康。

  7、安全实用:地源热泵系统无易燃易爆隐患,系统自动化程度高,能实现温度、压力、流量、关键部位的多参数自动调节,且安装性能良好。

  8、性能可靠:主机及系统匹配科学、合理,并选用世界名牌产品,高强度、高密度的聚氯乙烯管材均为进口原料生产,地耦运用新型的PE管,安全无毒,无腐蚀,柔韧性好、断裂伸长率高,采用热熔和电熔系统密封性能好、不泄漏,提供了安全运行的可靠性。

  9、寿命长:地埋管采用北欧化工原料,加工工艺及设备有很高的技术要求,其寿命为50-70年,主机寿命为20-25年,基本上属于一次性投资终身受益型项目。

  10、一机多用:地源热泵系统可供暖,制冷,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。

  11、可再生:土壤有较好的蓄热性能,冬季通过热泵将大地浅层的低位热能提高对建筑供暖,同时蓄存冷量,以备夏用;夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温,同时蓄存热量,以备冬用,保证大地热量的平衡。  

  12、灵活控制、便于运行管理:自动化程度高,无需专业人员值守、操控,根据需要灵活控制,开关由己,冷暖自知,可以实现机组独立计费,分户分房间控制,方便业主对整个系统的管理。

  13、整体美观、节省占地面积:省去了冷却塔、锅炉及与之配套的煤棚和渣场,节省了土地资源,产生附加经济效益,并改善了建筑物的外部形象。地耦管占用的地表回填后仍可作其它用地。

  14、免年检审批:机组不属压力容器,不需消防审批及锅炉年检。

  15、地埋管系统设计专业、科学、合理、可靠。

  (二)缺点:

  埋管所需的空地面积较大。如末端为风机盘管,埋管所需的空地面积为建筑面积的1/3;如末端为地板辐射采暖,埋管所需的空地面积为建筑面积的1/5。

4、水源热泵的特点介绍

  (一)优点:

  水源热泵机组以水为载体,冬季采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水,甚至工业废水、污水的低品位热能,借助热泵系统,通过消耗部分电能,将所取得的能量供给室内取暖;在夏季把室内的热量取出,释放到水中,以达到夏季空调的目的。该机组具有设计标准、选择优良、操作简便、安全可靠等优点。由于水源热泵技术利用地表水作为空调机组的制冷制热的源,所以其具有以下优点:

  1、环保效益显著

  水源热泵是利用了地表水作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统,,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。

  2、高效节能

  水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12-22℃,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。而夏季水体为18-35℃,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。据美国环保署EPA估计,设计安装良好的水源热泵,平均来说可以节约用户30~40%的供热制冷空调的运行费用。

  3、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。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

  4、一机多用,应用范围广

  水源热泵系统可供暖、空调,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。

  5、自动运行

  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;自动控制程度高,使用寿命长。

  (二)缺点:

  1、维护费用高,地下水位易受水流量的大小而变化,从而影响建筑物的制冷供暖效果。

  2、用水量大,长时间运行后,易造成地层结构的破坏而造成塌方。

工程案例

1、山东旅游职业学院

该校已建成污水处理厂,中水排水口水温常年保持在18℃以上,蕴含着丰富的能量。每天有700吨带有能量的中水白白浪费掉了。利用这些中水中的能量可制冷500KW,冬季制热650KW。在冬季太阳能不充足的情况下,利用水源热泵技术加热洗澡水,可极大地降低能耗。此项技术和太阳能热水系统配合使用,可提高使用效率。

2、梅兰德水质净化有限公司水源热泵项目

采用污水源热泵,热泵型号为AWH0801B,装机容量为63KW,制冷是27KW,制热是36KW,最终达到为办公及实验室、员工宿舍550m2供暖制冷的目的。

3、齐鲁软件园物联网产业基地地源热泵空调系统项目

空调使用面积22300m2,地下一层地上12层,功能及办公餐饮为一体,空调方式为地源热泵,装机容量为1600Kw,制冷量为792 Kw,制热为858 Kw,竣工日期为2012年,热泵型号为AWH2202B,全楼实现楼宇自控,分别为各个楼层进行控制。

4、西交利物浦大学

   西交利物浦大学由西安交通大学和英国利物浦大学合作创立的,是目前国内唯一一所教育部批准的以英语教学为主、拥有中国学士学位授予权的中外合作大学。空调使用面积为10000m2,工程要求使用节能环保的地源热泵系统。工程竣工日期为2008年,该项目最终采用法凯涞玛AW2402A地源热泵机组,并提供免费的生活热水。

5、华北制药集团

华北制药集团为国内外最大的链霉素(抗结核杆菌)生产基地,占世界总产量的60%以上。华北制药采用法凯涞玛两台AW540水源热泵机组,常年提供工艺冷水,来冷却药品,而冬天该机组又可额外提供空调热水,达到供暖的目的。

6、  维苏威集团

法凯涞玛为维苏威的浇铸车间提供恒温恒湿的中央空调系统(含AWT240系列带热回收制冷主机、空调箱和末端、热水锅炉和恒温恒湿的自控系统),经过法凯涞玛精准的恒温恒湿系统的控制,维苏威浇铸车间的成品干锅合格率从原先的90%提高到99%,深得用户好评。目前法凯涞玛已经为维苏威的两个工厂提供恒温恒湿空调系统(苏州、武汉)。

7、  蒙牛乳业

法凯涞玛食品级高温防腐热泵采用专利的生产和加工工艺,在不改变换热效果和可靠性的前提下,确保制取的热水符合国家卫生要求,不含金属铜离子。同时,换热器具有很高的化学稳定性,能耐酸、碱腐蚀。

为了响应国家的节能减排号召,蒙牛集团对其20多个生产基地的热水系统进行升级改造,项目采用法凯涞玛专利的食品级高温防腐热泵,为其生产线提供65℃的高温食品级热水。

法凯涞玛食品级高温防腐热泵采用专利的生产和加工工艺,在不改变换热效果和可靠性的前提下,确保制取的热水符合国家卫生要求,不含金属铜离子。同时,换热器具有很高的化学稳定性,能耐酸、碱腐蚀。

8、  蓝宫大酒店——上汽集团

   蓝宫大酒店采用法凯涞玛AWHD地源热泵机组,结合能源塔和水蓄能技术,达到节能、减排、避免常规空调的种种弊端,并能及时匹配用户负荷的变化。工程由上汽资产经营管理有限公司承建。蓝宫大酒店空调项目被评为“2009年度中国优秀节能示范项目”。

9、  山西阳煤丰喜集团

阳煤丰喜集团总部集办公楼、宾馆和居民住宅,空调使用面积为130000m2,总装机容量为5700kW,工程采用节能环保的地源热泵系统集中制冷和供暖。项目竣工日期为2009年,该项目使用法凯涞玛4台AWH370和1台AWH150地源热泵机组,项目得到运城市委市政府的高度重视,工程竣工验收时,市委副市长亲自到场视察和指导工作。

 

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