水源熱泵系統(tǒng)的研究及運(yùn)用

在力求實(shí)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(hù)請(qǐng)求的特征，勢(shì)必引發(fā)全球各個(gè)國(guó)家的關(guān)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?yàn)樵跍囟确矫?，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(yùn)作將更加平穩(wěn)。盡管此體系具備節(jié)約能源、環(huán)境維護(hù)、有效的特征，然而其運(yùn)用需求必然的環(huán)境，而且部分運(yùn)用技能還沒(méi)有進(jìn)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(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥是水源熱泵機(jī)組的核心構(gòu)成。壓縮機(jī)是熱泵體系的核心，其功能是收縮并運(yùn)送循環(huán)往復(fù)介質(zhì)從溫度小壓力小的地方到溫度大壓力大的地方； 作為導(dǎo)出冷量的裝備，蒸發(fā)器對(duì)經(jīng)過(guò)節(jié)流閥導(dǎo)入的液態(tài)制冷工質(zhì)進(jìn)行揮發(fā)，吸納源自需要降溫的物體的熱能，實(shí)現(xiàn)冷卻的目標(biāo)； 作為導(dǎo)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(nèi)吸納的熱能，從壓縮機(jī)做功損耗轉(zhuǎn)換的熱能，實(shí)現(xiàn)供暖的目標(biāo)； 對(duì)于循環(huán)往復(fù)介質(zhì)，膨脹閥的功能是節(jié)流減壓，且對(duì)流入蒸發(fā)器的循環(huán)往復(fù)介質(zhì)流量進(jìn)行調(diào)控。

參照熱力學(xué)第二定理，壓縮機(jī)損耗的功（電能）具有抵償效用，讓循環(huán)往復(fù)介質(zhì)持續(xù)從低溫度情境內(nèi)吸納熱能，且對(duì)大溫度情境內(nèi)釋放熱能，實(shí)施循環(huán)往復(fù)。

2.水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)組成

現(xiàn)在的水源熱泵空調(diào)體系通常由3個(gè)必要的環(huán)路構(gòu)成，需要時(shí)能添加第4個(gè)預(yù)先加熱的生活溫水環(huán)路。

（1）水源換熱環(huán)路。由強(qiáng)度較大的塑料管構(gòu)成的在地表/地下循環(huán)往復(fù)的閉鎖環(huán)路，水或防凍冷卻液可以作為循環(huán)往復(fù)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(fù)由小功率的循環(huán)泵完成。此文關(guān)鍵探究水源到機(jī)組循環(huán)往復(fù)的模塊。

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

（3）屋內(nèi)環(huán)路。屋內(nèi)環(huán)路在室內(nèi)與熱泵機(jī)組間傳送熱能，傳送熱能的載體包含空氣、水或制冷工質(zhì)等，故而對(duì)應(yīng)的熱泵機(jī)組依次應(yīng)當(dāng)是水一空氣熱泵機(jī)組、水一水熱泵機(jī)組或水一制冷工質(zhì)熱泵機(jī)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(shí)施循環(huán)往復(fù)，為一種能夠選取的環(huán)路。夏天，此循環(huán)往復(fù)使用冷凝器釋放的熱能，沒(méi)有損耗另外的能量去獲得溫水供給；在冬天或過(guò)渡季節(jié)，其對(duì)能量的消耗還極大小于電熱水器。

供暖循環(huán)往復(fù)與冷卻循環(huán)往復(fù)能夠經(jīng)過(guò)熱泵機(jī)組的四通換向閥，轉(zhuǎn)變制冷工質(zhì)的流動(dòng)方向，從而完成冷熱工作情況的轉(zhuǎn)化，也就是內(nèi)在轉(zhuǎn)化。經(jīng)過(guò)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(zhuǎn)化。

第2章 水源熱泵機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)方式優(yōu)化應(yīng)用

1.各種熱泵機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)方式

伴著管制技能的開(kāi)發(fā)，差別種類的冷水、熱泵機(jī)組均具有比較完備的自主管制調(diào)整裝備，可以伴著負(fù)載的轉(zhuǎn)變自主調(diào)整運(yùn)作境況，維持優(yōu)效力運(yùn)作。關(guān)于離心式冷水機(jī)組，在負(fù)載產(chǎn)生轉(zhuǎn)變時(shí)，能夠經(jīng)過(guò)入口導(dǎo)葉或變頻調(diào)速進(jìn)行調(diào)整，改動(dòng)吸進(jìn)的氣體量，讓冷卻量在15-100%間進(jìn)行作無(wú)級(jí)調(diào)整。電子管制體系選用IC管制器，可以在差別負(fù)載范疇內(nèi)參照涼水的溫度傳感器訊號(hào)實(shí)施調(diào)整，符合體系差別需求。關(guān)于螺桿型涼水機(jī)組，在負(fù)載產(chǎn)生改變時(shí)，能夠在機(jī)體中經(jīng)過(guò)滑閥進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)，變更螺桿的有用長(zhǎng)度，人進(jìn)而變更吸進(jìn)的氣體量，讓冷卻量在10%～100%間持續(xù)調(diào)整。

2.水源熱泵機(jī)組目前自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行方式

以試驗(yàn)項(xiàng)目江南大學(xué)體育館作為實(shí)例，此項(xiàng)目一共包含2臺(tái)螺桿型水源熱泵機(jī)組，機(jī)組運(yùn)作選用自主調(diào)整奎制形式，具備普通空調(diào)涼水機(jī)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(fù)載改變，自主完成極優(yōu)地運(yùn)作；具備體系壓強(qiáng)、溫度大小值預(yù)警及自主關(guān)停性能；具備節(jié)約能源設(shè)置、遠(yuǎn)側(cè)遙控、主從操縱等性能。每一個(gè)水源熱泵空調(diào)機(jī)組的循環(huán)往復(fù)液入口管與水源處的入水管中依次設(shè)置不同的和與機(jī)組連鎖的控制水流的開(kāi)關(guān)。在入水量小于機(jī)組規(guī)定的極小水量時(shí)，機(jī)組會(huì)自主關(guān)停。

指定2臺(tái)熱泵機(jī)組，其打開(kāi)以后，運(yùn)作調(diào)整從低到高，符合空調(diào)負(fù)載轉(zhuǎn)變的需求，直到1臺(tái)涼水機(jī)組滿載運(yùn)作仍未符合真實(shí)負(fù)載需求時(shí)，又打開(kāi)第2臺(tái)。在打開(kāi)2臺(tái)機(jī)組時(shí)，每個(gè)機(jī)組均勻分派冷卻量或供熱能，之后2臺(tái)均從低到高自主調(diào)整符合屋內(nèi)空調(diào)負(fù)載的請(qǐng)求，此為機(jī)組在裝載進(jìn)程內(nèi)的管制狀況。在關(guān)閉進(jìn)程內(nèi)，2臺(tái)機(jī)組運(yùn)行負(fù)載均勻減小，直至50。假如多個(gè)空調(diào)負(fù)載持續(xù)下跌便關(guān)停1臺(tái)熱泵機(jī)組，假如負(fù)載沒(méi)有持續(xù)降低或升高，那么2臺(tái)熱泵機(jī)組均會(huì)始終以全部負(fù)載形態(tài)實(shí)施運(yùn)作。

對(duì)于水源熱泵機(jī)組，在差別的負(fù)載下，其功能差異極大，而且愈是臨近規(guī)定負(fù)載運(yùn)作效力COP值就愈大，并且前者熱泵機(jī)組運(yùn)作自主調(diào)整樣式極大的缺陷便是在卸掉進(jìn)程內(nèi)，也許造成機(jī)組小負(fù)載運(yùn)作時(shí)段太久，進(jìn)而減小機(jī)組的運(yùn)作效力。

結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目策劃內(nèi)，在經(jīng)過(guò)技能經(jīng)濟(jì)相對(duì)確認(rèn)選用此體系后，應(yīng)當(dāng)重視項(xiàng)目所處地區(qū)的水源質(zhì)量、水量與溫度環(huán)境，參照真實(shí)境況選取詳細(xì)的水體系樣式，極大限度的發(fā)揚(yáng)水源熱泵的功能，讓其有效節(jié)約能源的運(yùn)行。推行運(yùn)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(dāng)局方針、熱泵機(jī)組的策劃建造、體系的策劃安置與運(yùn)作經(jīng)管等各個(gè)部分一同參加。

（作者單位：邵陽(yáng)學(xué)院）

作者簡(jiǎn)介：胡必?zé)?，男，湖南，邵?yáng)學(xué)院，學(xué)生，機(jī)械系，熱能與動(dòng)力工程，制冷與低溫方向。