水源熱泵技術在供熱空調工程中的應用

鄭道宏

摘要：論述了水源熱泵技術的工作原理，介紹了水源熱泵技術的一些特點，并對水源熱泵技術的供熱空調工程中應用具備的條件及在設計中應用注意的一些問題進行討論。

關鍵詞：水源熱泵；供熱空調；節(jié)能；環(huán)保

熱泵有著豐富的歷史，早先它歸屬于瑞士是瑞士的專利。騎士熱泵對于我們而言并沒有過多深入的認知，為什么這么說的，因為熱泵即作為瑞士專利，其他國家基本沒有機會對其了解，即便是發(fā)達的歐美也僅有十年的歷史而已。等我國真正接觸水源熱泵也無非是近幾年，可以說熱泵對我國而言，是一個新興產業(yè)，不過這正式這樣才有真正研究的價值，不過對于水熱泵進行探索，僅憑國外記載的文獻是遠遠不夠的，欠缺實踐經驗和對熱泵應用的專業(yè)技術對現(xiàn)在我國而言無非是硬傷，但是這也之能代表我們的起步相對晚了一些，目前國內各專業(yè)機構對熱源這一產業(yè)都報以濃厚的興趣，并加以研究，相信我國真正駕馭熱泵并以自己獨特的方式，只是時間問題，而且可以肯定，這段時間不會太長。

1.熱泵存在的意義

現(xiàn)在社會污染嚴重，各種公益廣告和生活的負面回饋都向我們敲起警鐘，讓我們認識到環(huán)境污染的重要性。在這種局勢緊張的趨勢下，環(huán)保和節(jié)能應運而出，成為備受矚目的綠色建筑，其中包括供熱空調系統(tǒng)，合理的利用熱了泵技術能夠使供熱空調技術發(fā)揮的效益更大化。

2.熱泵種類的分支及運動規(guī)律

2.1根據(jù)熱力學第二定律，熱由高溫物體穿向低溫物體。熱泵系統(tǒng)則實現(xiàn)了把能量由低溫物體向高溫物體的傳遞，它是以花費一部分電能為代價，從自然環(huán)境中獲取能量，并聯(lián)通所花費的能量一起向用戶供熱，也就是說熱泵的供熱量永遠大于所消耗的功能。如圖1

2.2熱泵技術按熱源的不同進行分類，可分為：起源熱泵、地源熱泵以及水源熱泵。氣源熱泵，即風冷熱泵，是以室外空氣作為熱源，像我國的南方通常使用風冷熱泵。

2.3地源熱泵，即將換熱盤管深埋于地下，吸收土壤中的低熱能量進行供熱。由于其投資資金較大，工程也較復雜，因此在我國使用較少。

2.4水源熱泵，是以水作為冷熱源體，在冬季吸收熱量供暖，夏季將吸收的熱量排放。

3、地下水行水源熱泵有哪些特質

3.1效率質量得到保障的同時，節(jié)約成本

通過實踐隊熱泵機組與冷制機組兩種機組進行性能的全面對比，最終形成了一個新詞匯“功效比”并且它還有一個專屬英文縮寫“COP”它所代表的意思的功率的輸出與消耗比。水源熱泵作為一個多樣性的設備，其多樣性就體現(xiàn)在它能夠在供冷供熱的同時，節(jié)約能源儲備材料消耗。水源熱泵與地下水有著相互連帶關系，當水源熱泵進行制熱時，其消耗的能源或所需的能力就是地下水，用生動的比喻手法可以說如果水源熱泵是機車，那么地下水就是驅動其行駛的原油。更有意思的是，地下水在對水泵能源輸送能量的同時，自己也將作為能量被熱傳遞出去。這種連帶關系在運行轉化中，節(jié)約了很多其他方法所不必要的開銷。水源熱泵也因此在生產效率和質量得到保障的同時，節(jié)省能源

3.2一機兩用，干凈環(huán)保

水源熱泵由于其自身容器的關系，決定了它多樣性的可能，在冬天，對水源熱泵輸送熱水，它可以把溫暖帶到每家每戶，在炎熱的夏天，它又可以將自身灌滿清涼的冰水，向各處傳送冷氣，起到降溫制冷的效果。真正意義上做到一機兩用，換個角度它這種便捷也在無形中提升了工作的效率，另外具備雙重功能水源熱泵，在占地面積上也做到了節(jié)約。由內而外的便捷。干凈環(huán)保這要從水源熱泵與其他機組進行對比才能體現(xiàn)出，遺忘傳統(tǒng)的輸送機組，多采用煤礦燃燒的方式，以鍋爐為傳遞熱能的主體，進行供熱，而且只能供熱，并且在燃燒煤礦的過程中會產生很多有害氣體，無論對人自身還是對環(huán)境，都是一種污染傷害，但是水源熱泵不需要任何燃料的燃燒，在整個供冷供熱過程中，不存在一點污染，而且單從價格對比上，傳統(tǒng)機組算上燃燒原料，其價格遠高出水源熱泵機組，而且水源熱泵機組有具備制冷功能，也無需向傳統(tǒng)機組那樣，占用租地面積，煤礦在各個方面都超越其他機組。性價比很好。其最大差別就是冬天既可以可向建筑物供暖，夏季又可以供冷，一機多用且不向環(huán)境排放任何污染。

3.3占地面積小，安全靈活

由于水源熱泵的兩用性，只需一臺機組，故安裝所需空間很小。其所需能源多來自地下水，而非燃氣等化學物，使機組運行較為安全。

4、水源熱泵在供熱空調中應用，應具備的條件

4.1水源有保障

水源熱泵的基礎水源為地下水、江、河、湖、海，目前使用較多的為地下水。但是地下水由于地下水自身性質相對比較寶貴，所以對用量、用途等都不能隨意取之，必須有相關政府部門的許可才可以。

4.2水源量充足

該條件是影響水源熱泵系統(tǒng)的重要因素，是保障水源熱泵正常運行的基礎，水源熱泵的水源是否充足，直接影響水源熱泵供給的效果。而且水源體積的多少與建筑容器以及空調設計方案都心心相關。所以才確定水源熱泵啟動之前，一定要對其水源使用量以及可使用量有一個周密計劃，為了防止完工后與事實不符。

4.3水溫適當

溫度也是影響水源熱泵的重要因素，水溫可以決定機組傳熱供冷的質量。制冷情況下，進蒸發(fā)器水溫為10～22℃，制熱情況下水溫為18～40℃。水源熱泵機組會有很多型號，無論其材質還是大小，對供熱制冷，即便在相同的水溫下，依然會存在一定程度的差異，所以建議國家制機組人員或者對水源熱泵研究人員，對不同型號款式的機組進行同溫度熱水分析，并標注其中差異，一方面可以更了解水源熱泵，另一方面，對水源熱泵機組的選擇性也更為多樣化。

4.4水源質量優(yōu)秀

任何材料對施材設備都有一定的關聯(lián)，兩者之間，有著緊密關系，首先如果設備質量低于材料，那么不能將材料的優(yōu)異機能發(fā)揮出來，如果材料不符合質量標準，那么不但施工質量無法保證，還會對施工設備造成損壞。不良的水質，會對機組造成損害，影響機組的運行?？梢酝ㄟ^設置除污器、除垢儀等設備進行過濾，減少水中的沙塵顆粒直徑，滿足機組對水質的要求。

5、水源熱泵應用中待探討的問題

5.1冬季供熱效果不如夏季制冷工況好。應盡可能使用大溫差、小流量技術，提高冬季的熱水出水溫度。

5.2在北方地區(qū)，末端采用風機盤管，必要時對大風量的末端輔以而外的加熱措施，以確保冬季送風參數(shù)的要求。

5.3解決地下水的開采平衡問題，減少對土層、建筑物造成安全影響。政府職能部門也應制定相應措施等。

6、結論語

總而言之，水源熱泵有著諸多的優(yōu)點，當然這些優(yōu)點需要技術的支撐才能為之己用，發(fā)揮其寶貴價值。但是不得不承認，水源熱泵的一些約束條件成為探索路途的阻礙。就供熱空調而言，環(huán)保與成本的節(jié)約是貫徹的核心方針，而有資質為空調系統(tǒng)的發(fā)展做鋪墊的無疑非水源熱泵莫屬，本文全篇以源源熱泵作為論述核心，對其發(fā)展以及應用技術還有種類認知做了全面了解，這使得更多人對水源熱泵有了新的見解，在這基礎上，水源熱泵的研究成果也會越來越豐碩，最終將于供熱空調相結合，為我國經濟工業(yè)發(fā)展的推動帶來新的力量源泉。

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