水源熱泵工作原理

水源熱泵工作原理
     地球表面淺層水源(如深度在1000米以內(nèi)的地下水、地表的河流、湖泊和海洋)吸收了太陽進(jìn)入地球的輻射能量，這些水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。水源熱泵機(jī)組工作原理就是在夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，而冬季，則從水源中提取能量，由熱泵原理通過空氣或水作為制冷劑提升溫度后送到建筑物中。通常水源熱泵水泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。水源熱泵根據(jù)對水源的利用方式的不同，可以分為閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)兩種。閉式系統(tǒng)是指在水側(cè)為一組閉式循環(huán)的換熱盤管，該組盤管一般水平或垂直埋于湖水或海水中，通過與湖水或海水換熱來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移(該組盤管直接埋于土壤中的系統(tǒng)稱為土壤源熱泵，也是地源熱泵的一種)；開式系統(tǒng)是指從地下或地表中抽水后經(jīng)過換熱器直接排放的系統(tǒng)。水源熱泵無論是在制熱還是制冷過程中均以水為熱源和冷卻介質(zhì)，即用切換工質(zhì)回路來實(shí)現(xiàn)制熱和制冷的運(yùn)行。然而，更為方便的是由水回路中的三通閥來完成。雖然在水源熱泵系統(tǒng)圖中表示了水源直接進(jìn)入蒸發(fā)器(制冷時(shí)為冷凝器),在某些場合，為避免污染封閉的冷水系統(tǒng)(通常是處理過的),需間接地用一個(gè)換熱器來供水；另一種方法是利用封閉回路的冷凝器水系統(tǒng)。水作為熱泵制熱、制冷過程的介質(zhì)，滿足以下兩個(gè)條件即可利用-一是水的溫度在7℃~30℃之間，二是水量要充足。水源水可以是各種工業(yè)用廢水、生活用水、海水、江、河水等，甚至是各種工業(yè)余熱。提取水中的熱(冷)量比較簡單易行的方式是打井，利用井泵提取地下水作為循環(huán)介質(zhì)。
由于水源熱泵技術(shù)利用地表水作為空調(diào)機(jī)組的冷熱源，所以其具有以下優(yōu)點(diǎn):
      環(huán)保效益顯著水源熱泵是利用了地表水作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。供熱時(shí)省去了燃煤、燃?xì)?span style="font-size: 12px; color: rgb(51, 51, 51); font-family: "Microsoft Yahei", arial, sans-serif; white-space: pre-wrap; background-color: rgb(255, 255, 255);">、然油等鍋爐房系統(tǒng)，沒有燃燒過程，避免了排煙、排污等污染；供冷時(shí)省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以說，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。
      高效水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為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)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式，機(jī)組效率提高。據(jù)美國環(huán)保署EPA估計(jì)，設(shè)計(jì)安裝良好的水源熱泵，平均來說可以節(jié)約用戶30~40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。
     節(jié)能水源熱泵使用的電能本身為一種清潔的能源，但在發(fā)電時(shí)，消耗一次能源并導(dǎo)致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。設(shè)計(jì)良好的水源熱泵機(jī)組，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少30%以上的電力消耗，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上的電力消耗。所以，水源熱泵在節(jié)能的同時(shí)還減少和降低了發(fā)電時(shí)一次能源消耗過程中產(chǎn)生的污染排放和溫室效應(yīng)。
      應(yīng)用范圍廣可廣泛的應(yīng)用于賓館、辦公樓、學(xué)校、商嘗別墅區(qū)、住宅小區(qū)的集中供熱制冷，以及其它商業(yè)和工業(yè)建筑空調(diào)，并可用于游泳池、乳制器加工、啤酒釀造、冷軋鍛造、冷庫及室內(nèi)種植和恒溫養(yǎng)殖等行業(yè)上。
      一機(jī)多用利用一套設(shè)備即可供冷，又可供熱，還可提供生活熱水。對空調(diào)系統(tǒng)來說，一臺(tái)熱泵提供兩種熱源，可節(jié)省一次性投資，其總投資額僅為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的60%,并且安裝容易，安裝工作量比其他空調(diào)系統(tǒng)少，安裝工期短，更改安裝也容易。