水源熱泵系統(tǒng)的研究及運用

在力求實現(xiàn)能連續(xù)發(fā)展與節(jié)約能源降低消耗的大環(huán)境下，水源熱泵體系技能具備節(jié)約能源作用顯著、滿足環(huán)境維護請求的特征，勢必引發(fā)全球各個國家的關注。地表水源熱泵屬于一類不僅能夠采暖還能制冷的有效節(jié)約能源的熱泵體系，該性能使用了淺層地表水能源。其在冬天成為熱泵采暖源，其在夏天成為冷卻源。因為在溫度方面，水比空氣更加平穩(wěn)，所以水源熱泵體系要比空氣源熱泵體系運作將更加平穩(wěn)。盡管此體系具備節(jié)約能源、環(huán)境維護、有效的特征，然而其運用需求必然的環(huán)境，而且部分運用技能還沒有進行深刻探究。

第1章水源熱泵系統(tǒng)概述

1.水源熱泵系統(tǒng)工作原理

壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥是水源熱泵機組的核心構成。壓縮機是熱泵體系的核心，其功能是收縮并運送循環(huán)往復介質從溫度小壓力小的地方到溫度大壓力大的地方； 作為導出冷量的裝備，蒸發(fā)器對經(jīng)過節(jié)流閥導入的液態(tài)制冷工質進行揮發(fā)，吸納源自需要降溫的物體的熱能，實現(xiàn)冷卻的目標； 作為導出熱能的裝備，冷凝器把熱能傳送至制冷載體，這些熱能包含：從蒸發(fā)器內吸納的熱能，從壓縮機做功損耗轉換的熱能，實現(xiàn)供暖的目標； 對于循環(huán)往復介質，膨脹閥的功能是節(jié)流減壓，且對流入蒸發(fā)器的循環(huán)往復介質流量進行調控。

參照熱力學第二定理，壓縮機損耗的功（電能）具有抵償效用，讓循環(huán)往復介質持續(xù)從低溫度情境內吸納熱能，且對大溫度情境內釋放熱能，實施循環(huán)往復。

2.水源熱泵空調系統(tǒng)組成

現(xiàn)在的水源熱泵空調體系通常由3個必要的環(huán)路構成，需要時能添加第4個預先加熱的生活溫水環(huán)路。

（1）水源換熱環(huán)路。由強度較大的塑料管構成的在地表/地下循環(huán)往復的閉鎖環(huán)路，水或防凍冷卻液可以作為循環(huán)往復的載體。冬天從水中吸納熱能，夏天放出熱能到水中，其循環(huán)往復由小功率的循環(huán)泵完成。此文關鍵探究水源到機組循環(huán)往復的模塊。

（2）制冷工質環(huán)路。在熱泵機組中的冷卻循環(huán)往復，比起空氣源熱泵，僅僅是把空氣一制冷工質熱交換器轉換為水一制冷工質熱交換器，別的架構幾乎一致。

（3）屋內環(huán)路。屋內環(huán)路在室內與熱泵機組間傳送熱能，傳送熱能的載體包含空氣、水或制冷工質等，故而對應的熱泵機組依次應當是水一空氣熱泵機組、水一水熱泵機組或水一制冷工質熱泵機組。

（4）生活溫水環(huán)路。此環(huán)路屬于閉鎖加溫環(huán)路，從生活溫水箱把水送至冷凝器實施循環(huán)往復，為一種能夠選取的環(huán)路。夏天，此循環(huán)往復使用冷凝器釋放的熱能，沒有損耗另外的能量去獲得溫水供給；在冬天或過渡季節(jié)，其對能量的消耗還極大小于電熱水器。

供暖循環(huán)往復與冷卻循環(huán)往復能夠經(jīng)過熱泵機組的四通換向閥，轉變制冷工質的流動方向，從而完成冷熱工作情況的轉化，也就是內在轉化。經(jīng)過相互替換制冷水與冷媒水的熱泵出入口，也能夠完成，也就是外在轉化。

第2章 水源熱泵機組運行調節(jié)方式優(yōu)化應用

1.各種熱泵機組自動調節(jié)方式

伴著管制技能的開發(fā)，差別種類的冷水、熱泵機組均具有比較完備的自主管制調整裝備，可以伴著負載的轉變自主調整運作境況，維持優(yōu)效力運作。關于離心式冷水機組，在負載產(chǎn)生轉變時，能夠經(jīng)過入口導葉或變頻調速進行調整，改動吸進的氣體量，讓冷卻量在15-100%間進行作無級調整。電子管制體系選用IC管制器，可以在差別負載范疇內參照涼水的溫度傳感器訊號實施調整，符合體系差別需求。關于螺桿型涼水機組，在負載產(chǎn)生改變時，能夠在機體中經(jīng)過滑閥進行軸向運動，變更螺桿的有用長度，人進而變更吸進的氣體量，讓冷卻量在10%～100%間持續(xù)調整。

2.水源熱泵機組目前自動調節(jié)運行方式

以試驗項目江南大學體育館作為實例，此項目一共包含2臺螺桿型水源熱泵機組，機組運作選用自主調整奎制形式，具備普通空調涼水機組的全部管制性能；其管制板塊集中化、性能完備，可以參照負載改變，自主完成極優(yōu)地運作；具備體系壓強、溫度大小值預警及自主關停性能；具備節(jié)約能源設置、遠側遙控、主從操縱等性能。每一個水源熱泵空調機組的循環(huán)往復液入口管與水源處的入水管中依次設置不同的和與機組連鎖的控制水流的開關。在入水量小于機組規(guī)定的極小水量時，機組會自主關停。

指定2臺熱泵機組，其打開以后，運作調整從低到高，符合空調負載轉變的需求，直到1臺涼水機組滿載運作仍未符合真實負載需求時，又打開第2臺。在打開2臺機組時，每個機組均勻分派冷卻量或供熱能，之后2臺均從低到高自主調整符合屋內空調負載的請求，此為機組在裝載進程內的管制狀況。在關閉進程內，2臺機組運行負載均勻減小，直至50。假如多個空調負載持續(xù)下跌便關停1臺熱泵機組，假如負載沒有持續(xù)降低或升高，那么2臺熱泵機組均會始終以全部負載形態(tài)實施運作。

對于水源熱泵機組，在差別的負載下，其功能差異極大，而且愈是臨近規(guī)定負載運作效力COP值就愈大，并且前者熱泵機組運作自主調整樣式極大的缺陷便是在卸掉進程內，也許造成機組小負載運作時段太久，進而減小機組的運作效力。

結語

項目策劃內，在經(jīng)過技能經(jīng)濟相對確認選用此體系后，應當重視項目所處地區(qū)的水源質量、水量與溫度環(huán)境，參照真實境況選取詳細的水體系樣式，極大限度的發(fā)揚水源熱泵的功能，讓其有效節(jié)約能源的運行。推行運用水源熱泵，需求差別專業(yè)差別范圍的一同奮斗與協(xié)作，從當局方針、熱泵機組的策劃建造、體系的策劃安置與運作經(jīng)管等各個部分一同參加。

（作者單位：邵陽學院）

作者簡介：胡必燊，男，湖南，邵陽學院，學生，機械系，熱能與動力工程，制冷與低溫方向。