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簡介
洗浴水源熱泵熱水機(jī)組新款上市,水源熱泵空調(diào)機(jī)組制熱時(shí)通過低溫冷媒介質(zhì)吸收水體中的熱量帶回壓縮機(jī),壓縮機(jī)消耗電能壓縮做功把低溫冷媒壓縮成高溫冷媒,高溫冷媒進(jìn)入室內(nèi)安裝的風(fēng)機(jī)盤管釋放熱量,提升室內(nèi)氣溫,采暖所需熱量大部分由低溫冷媒從水體中獲得,小部分由壓縮機(jī)消耗電能壓縮做功產(chǎn)生。額定工況采暖/制冷模式下,水源熱泵空調(diào)機(jī)組平均COP值可達(dá)5.0,比風(fēng)冷式熱泵機(jī)組平均COP值2.6左右高得多,節(jié)能*。水源熱泵優(yōu)缺點(diǎn)在近十幾年的快速發(fā)展,已經(jīng)讓它應(yīng)用到了眾多的項(xiàng)目當(dāng)中,其能量的來源主要包括四種方式,井水、地表水、廢熱水及土壤埋管,這四種多樣的取能方式讓地源熱泵的應(yīng)用面積更加廣泛。
地源熱泵所使用的井水熱源通常是指深度在300米以上的淺表層井水,地表水源包括江、河、湖、海水源;廢熱水包括污水、中水、工業(yè)廢水、地?zé)嵛菜煌寥缆窆苁侵傅氖巧疃?00米以上的垂直式交換器,如此眾多的取能方式可以讓用戶選擇的方式來進(jìn)行采暖。
采用何種取能方式對地源熱泵的使用效果十分關(guān)鍵,如果能夠保證取能系統(tǒng)弄的設(shè)計(jì)合理、正確施工,那么整個(gè)的工程就可以說是成功了一半,多種取能途徑可以保證選取zui正確的取能方式,實(shí)現(xiàn)了廣開思路、不拘一格、因地制宜、因用之一的目的,實(shí)現(xiàn)了多元化的發(fā)展
水地源熱泵在*空調(diào)項(xiàng)目工程中得到廣泛應(yīng)用
洗浴水源熱泵熱水機(jī)組新款上市在1950年初,天津大學(xué)熱能研究所呂燦仁教授就開展了我國熱泵的zui早研究,1965年成功研制國內(nèi)*tai水冷式熱泵空調(diào)機(jī)。我國的水地源熱泵行業(yè)近幾年才開始起步,但發(fā)展勢頭看好。這除了得益于國內(nèi)外的大環(huán)境——即節(jié)約常規(guī)能源,充分利用可再生能源外,還有一個(gè)很重要的原因,那就是我國具有較好的熱泵科研與應(yīng)用的基礎(chǔ)。
水源熱泵是一種新型節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)可靠的空調(diào)方式,利用地溫能源,冬天采用熱泵技術(shù)原理,通過換熱器將地下水中的熱量提出用于室內(nèi)采暖,而夏天則利用地下水帶走熱量,達(dá)到制冷效果,并可提供生活用水,是當(dāng)代的央空調(diào)主機(jī)。它介于*空調(diào)和分散空調(diào)之間的優(yōu)化空調(diào)能源方式,它既具有*空調(diào)合理利用能源,設(shè)備能效系數(shù)高,運(yùn)行成本低和安全,可靠等優(yōu)點(diǎn),又具有分散空調(diào)調(diào)節(jié)靈活,方便,便于管理和收費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)。
用水源熱泵機(jī)組對城市生活污水、河水、湖水以及工業(yè)廢水、油田回注水等進(jìn)行余熱回收,沒有燃燒過程,不排放廢水、廢氣、廢物,節(jié)能及環(huán)保效益十分明顯。現(xiàn)在,水源熱泵技術(shù)在辦公樓、賓館、醫(yī)院、飯店、別墅、住宅小區(qū)等建筑的制冷、采暖和*空調(diào)的實(shí)際工程項(xiàng)目中正日益得到廣泛的應(yīng)用。
地源熱泵一種利用地下淺層地?zé)豳Y源既能供熱又能制冷的高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。在冬季,把土壤中的熱量“取”出來,提高溫度后供給室內(nèi)用于采暖;在夏季,把室內(nèi)的熱量“取”出來釋放到土壤中去,并且常年能保證地下溫度的均衡。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,公共建筑和住宅的供暖和空調(diào)已經(jīng)成為普遍的要求。而地源熱泵技術(shù)作為*的產(chǎn)品真正運(yùn)用到住宅需求上并不多。在常州更是少之又少。由常州泰和置業(yè)發(fā)展有限公司開發(fā)的泰和之春項(xiàng)目則將地源熱泵技術(shù)運(yùn)用到居住空間之中,在常州住宅市場上打造了一個(gè)低碳、科技、環(huán)保,可比肩主流人居的項(xiàng)目。居住于泰和之春,得益于“三衡”可以常年擁有四季如春般的居住體驗(yàn)。住宅室溫常年保持在20-26度,空氣濕度始終保持在30%-70%,24小時(shí)不斷更新經(jīng)過凈化的健康空氣,保持室內(nèi)自然、清新。
居住的品質(zhì)感尊貴感由此而生。住宅所打造的不僅僅在一處上令人驚嘆,泰和之春*打造住宅,除了利用“地源熱泵”系統(tǒng)打造四季如春的住宅之外,其外立面全石材設(shè)計(jì)是泰和之春項(xiàng)目的另一大特色,泰和之春全部建筑外立面均使用石材,不僅保溫、隔熱性能好,而且石材經(jīng)久不變其色,能較長時(shí)間保持外形特征,這樣就能在外觀上整體提高了項(xiàng)目的檔次與美觀。水源熱泵機(jī)組的工作原理就是利用地球表面淺層地?zé)崮苋绲叵滤虻乇硭?江、河、海、湖或淺水池、污水)中吸收的太陽能和地?zé)崮芏纬傻牡臀粺崮苜Y源,采用熱泵原理,通過少量的高位電能輸入,實(shí)現(xiàn)冬季供暖、夏季制冷。利用江、河、湖水的水源熱泵由于冬季水溫很低,北方地區(qū)的江河湖水冬季zui冷時(shí)結(jié)冰,制約了其應(yīng)用。目前國內(nèi)市場上的水源熱泵機(jī)組水源水極限溫度只能達(dá)到8℃左右,冬季水源溫組利用率大大降低,甚至不能工作。另一方面江河水通常較混濁,不能直接引入空調(diào)系統(tǒng)利用,必須采用間接換熱的方式,通過板式換熱器等間接換熱后的二次封閉循環(huán)水才能進(jìn)入機(jī)組。而所有的換熱,必然帶來熱勢能損失及溫差損失,如5.8℃的江水,間接換熱后,僅為3.8~4.3℃,必須采用低溫型的機(jī)組才能進(jìn)行利用。
較低水源溫度下機(jī)組無法正常工作的問題制約了水源熱泵推廣應(yīng)用,急需得到解決。低溫水源熱泵技術(shù)是寒冷的冬季利用江、河、湖水等地表水作為水源水供暖的應(yīng)用技術(shù),可以解決普通的熱泵機(jī)組若水源水進(jìn)水溫度為4度時(shí),機(jī)組內(nèi)部保護(hù),拒絕工作的技術(shù)難關(guān)。
運(yùn)行控制策略的探討
地下水源熱泵供冷供暖+太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行時(shí)、從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行角度出發(fā)、宜根據(jù)系統(tǒng)效率、運(yùn)行費(fèi)用等因素、采用下列控制方式:
(1)熱泵機(jī)組優(yōu)先:該控制方式是盡量讓熱泵機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行、由熱泵機(jī)組優(yōu)先運(yùn)行、當(dāng)系統(tǒng)熱負(fù)荷超出熱泵機(jī)組制熱量時(shí)、開啟太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)。這種系統(tǒng)比較簡單、運(yùn)行可靠、但是太陽能集熱器利用率低、不能有效地削減高峰電負(fù)荷和用戶運(yùn)行電費(fèi)。
(2)太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)優(yōu)先:該控制方式是由太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)先承擔(dān)熱負(fù)荷、設(shè)定太陽能蓄熱裝置的進(jìn)、出水溫度、流量、使其滿負(fù)荷運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)熱負(fù)荷超出太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)釋熱量時(shí)、開啟熱泵機(jī)組。該方式能zui大限度地利用太能能蓄熱裝置。前提是要求太能能蓄熱裝置蓄熱量滿足要求、控制方式較為復(fù)雜、但系統(tǒng)供熱運(yùn)行電費(fèi)低。
(3)系統(tǒng)優(yōu)化控制:優(yōu)化控制是通過控制一個(gè)經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)函數(shù)、使得該目標(biāo)函數(shù)達(dá)到極值的方法。它的具體實(shí)現(xiàn)、按照以下四個(gè)步驟進(jìn)行:外溫預(yù)測→負(fù)荷預(yù)測→系統(tǒng)能耗模型→*化的控制策略求解。優(yōu)化控制得到的結(jié)果是各個(gè)時(shí)刻熱泵機(jī)組和太陽能蓄熱裝置應(yīng)分別承擔(dān)的熱負(fù)荷。實(shí)現(xiàn)zui大限度節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用的目的。
加壓站辦公樓自來水源熱泵采暖制冷方案
工程概況,這是供水集團(tuán)為了解決太原市東山吃水難,而新建的一個(gè)惠民項(xiàng)目。就是通過原有的800MM自來水管道,把自來水送入到5000立方蓄水池和280立方的吸水井,吸水井通過五tai揚(yáng)程70米,流量583立方米水泵加壓后,送入東山用水區(qū)域。自來水源熱泵系統(tǒng)的五根引水管分別連接在五tai泵的出水管上,該水管接到一tai防負(fù)壓的定壓泵的入口,定壓泵的出口壓力設(shè)定要大于熱泵系統(tǒng)一次循環(huán)水的壓力,自來水通過加壓后,進(jìn)入食品級不銹鋼換熱器,進(jìn)行熱量交換后,自來水又返回到自來水出水總管,或返回到5000立方水池。蓄水池水池溫度約13-25度,熱量交換后水溫度降低約5度,由于工藝過程用水量占總水量比例很小,約10-20%,而且自來水系統(tǒng)是一個(gè)動態(tài)的補(bǔ)水穩(wěn)壓系統(tǒng),因此對水溫影響很小。
1、自來水源熱泵的原理;自來水是一種低溫?zé)嵩矗吞柟猓L(fēng)一樣,也是一種能源。所不同的是太陽光、風(fēng)是一種間歇式能源,在夜晚和無風(fēng)的情況下,他們停止工作,而自來水是全天候能源,無論何時(shí)都可以正常運(yùn)行。可用一個(gè)公式來表示;
W=F×△T×C
W—建筑物的熱負(fù)荷
F—水的流量
△T—水的溫差
C—水的熱容量,4.17W/kg.C
這個(gè)公式說明,只要有流量,有溫差,就可以產(chǎn)生熱能,這個(gè)熱能就可以用來采暖,地源熱泵及所有的熱泵系統(tǒng)都是基于這個(gè)原理。
2、如何保證自來水的安全;自來水源熱泵系統(tǒng),它和任何熱工系統(tǒng)一樣,也是按熱量平衡,物料平衡的原理來運(yùn)行的。自來水通過一個(gè)防負(fù)壓的定壓泵,把水壓提升到大于熱泵的循環(huán)水壓力,這是保證水質(zhì)安全的關(guān)鍵措施,即使前面的五道防線同時(shí)失效,也是自來水滲入熱泵系統(tǒng),因?yàn)樗偸菑膲毫Ω叩牡胤较驂毫Φ偷胤搅鲃印<訅汉蟮淖詠硭M(jìn)入一個(gè)食品級不銹鋼換熱器,進(jìn)行熱量交換后,又返回到原來水系統(tǒng),這也是保證水質(zhì)的安全措施。
3、有現(xiàn)成的工程案例可以證明該技術(shù)的優(yōu)勢
地下水源熱泵供冷供暖+太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)各自承擔(dān)的負(fù)荷比探討
地下水源熱泵供冷供暖+太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)各自承擔(dān)的負(fù)荷比應(yīng)做優(yōu)化分析、太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)承擔(dān)的負(fù)荷、應(yīng)根據(jù)工程的熱負(fù)荷曲線、實(shí)際地埋管換熱器施工場地面積、太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)設(shè)備初投資費(fèi)及回收周期等因素通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定。不能盲目加大太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)承擔(dān)的負(fù)荷比例。
4.3地下水源熱泵供冷供暖+太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)
以地下水為低位熱源,通過水源熱泵機(jī)組將低位熱能轉(zhuǎn)換成高位熱能,為住宅小區(qū)、辦公樓、商場等場所供熱/制冷的水源熱泵系統(tǒng),配套智能、節(jié)能的控制系統(tǒng),使得整個(gè)機(jī)房設(shè)備系統(tǒng)智能、節(jié)能低耗運(yùn)行。
目前很多地方的冬季取暖費(fèi)在每平米25元至35元之間,有些地方實(shí)行熱計(jì)量收費(fèi),收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)基本是1GJ94元,即每KW的熱量收費(fèi)為0.3384元。如果選用水源熱泵系統(tǒng)供熱,冬季熱泵機(jī)組能效比為4.5值計(jì)算,即1度電可制取4.5KW的熱量,1度電按照1元計(jì)算,附加上潛水泵的耗電(壓縮機(jī)的功率是潛水泵功率的4倍,即1.25度電制取4.5KW的熱量),獲得每KW熱量的電費(fèi)為0.28元。基于此種情況,很多房地產(chǎn)開發(fā)商將住宅開發(fā)出來后,往往選擇自主供熱,建立供熱機(jī)房,成立物業(yè)公司,單獨(dú)收取費(fèi)用。筆者曾經(jīng)設(shè)計(jì)過一系列使用水源熱泵系統(tǒng)為住宅小區(qū)、辦公樓、商場、陽光大棚供熱的案例,經(jīng)過幾年的運(yùn)行,效益可觀,因此向大家介紹一下心得,以此共勉。
一、水源熱泵在夏季制冷應(yīng)用的可行性分析
常規(guī)的冷水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)夏季制冷,系統(tǒng)余熱散向大氣,水-空氣通過換熱器進(jìn)行熱交換的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水-水換熱,同時(shí)冷水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵的效率容易受室外干球、濕球溫度影響;而水源熱泵系統(tǒng)向地下水散熱,效果明顯,同時(shí)地下水溫相對恒定,機(jī)組運(yùn)行較平穩(wěn),機(jī)組能效比大大提高。
二、水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1機(jī)房設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)
選用水源熱泵系統(tǒng)供熱,如果選用地下水作為低位熱源,首先要調(diào)研當(dāng)?shù)氐牡叵滤辞闆r,包括地下水溫、水位、出水量、地下水流走向、地質(zhì)情況、冬季zui冷季不同深度的地下水溫,可以針對該項(xiàng)目打試驗(yàn)井,進(jìn)行一系列的勘察,取得詳實(shí)數(shù)據(jù),作為熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù);如果項(xiàng)目地污水較多,或者有江、河、海水作為低位熱源,應(yīng)詳細(xì)勘察以獲取真實(shí)的數(shù)據(jù)。
針對項(xiàng)目地的低位熱源水溫,確定熱泵機(jī)組的蒸發(fā)、冷凝溫度,測算出標(biāo)準(zhǔn)工況下的機(jī)組供熱量;依據(jù)建筑負(fù)荷情況,確定所需要的熱泵機(jī)組型號及tai數(shù),潛水泵的水流量、揚(yáng)程、功率、tai數(shù)等;依據(jù)地質(zhì)情況確定供水井?dāng)?shù)量及回灌井?dāng)?shù)量,依據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況繪制設(shè)備分布、管線布置圖。
運(yùn)行控制策略的探討
地下水源熱泵供冷供暖+太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行時(shí)、從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行角度出發(fā)、宜根據(jù)系統(tǒng)效率、運(yùn)行費(fèi)用等因素、采用下列控制方式:
(1)熱泵機(jī)組優(yōu)先:該控制方式是盡量讓熱泵機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行、由熱泵機(jī)組優(yōu)先運(yùn)行、當(dāng)系統(tǒng)熱負(fù)荷超出熱泵機(jī)組制熱量時(shí)、開啟太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)。這種系統(tǒng)比較簡單、運(yùn)行可靠、但是太陽能集熱器利用率低、不能有效地削減高峰電負(fù)荷和用戶運(yùn)行電費(fèi)。
(2)太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)優(yōu)先:該控制方式是由太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)先承擔(dān)熱負(fù)荷、設(shè)定太陽能蓄熱裝置的進(jìn)、出水溫度、流量、使其滿負(fù)荷運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)熱負(fù)荷超出太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)釋熱量時(shí)、開啟熱泵機(jī)組。該方式能zui大限度地利用太能能蓄熱裝置。前提是要求太能能蓄熱裝置蓄熱量滿足要求、控制方式較為復(fù)雜、但系統(tǒng)供熱運(yùn)行電費(fèi)低。
(3)系統(tǒng)優(yōu)化控制:優(yōu)化控制是通過控制一個(gè)經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)函數(shù)、使得該目標(biāo)函數(shù)達(dá)到極值的方法。它的具體實(shí)現(xiàn)、按照以下四個(gè)步驟進(jìn)行:外溫預(yù)測→負(fù)荷預(yù)測→系統(tǒng)能耗模型→*化的控制策略求解。優(yōu)化控制得到的結(jié)果是各個(gè)時(shí)刻熱泵機(jī)組和太陽能蓄熱裝置應(yīng)分別承擔(dān)的熱負(fù)荷。實(shí)現(xiàn)zui大限度節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用的目的。
地下水源熱泵+太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)的衍生功能——生活熱水設(shè)計(jì)
正常情況下,太陽能定溫加熱在光照條件下,當(dāng)太陽集熱器內(nèi)水溫達(dá)到設(shè)定水溫時(shí)(一般設(shè)定在45~55℃之間),電腦控制器使供冷水電磁閥自動打開,自來水進(jìn)入太陽集熱器底部,同時(shí)將太陽集熱器頂部達(dá)到設(shè)定溫度的熱水頂入儲熱水箱;當(dāng)太陽集熱器頂部水溫低于設(shè)定溫度時(shí),電腦控制器使供冷水電磁閥自動關(guān)閉。如此運(yùn)行,不斷將達(dá)到設(shè)定溫度的熱水頂入儲熱水箱儲存。當(dāng)儲熱水箱水滿時(shí),為了防止水滿溢流,電腦控制器使太陽能系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入溫差循環(huán)。當(dāng)太陽集熱器水溫高于儲熱水箱水溫時(shí),循環(huán)水泵自動啟動,將儲熱水箱內(nèi)較低溫度的水泵入太陽集熱器繼續(xù)加熱,同時(shí)將太陽集熱器內(nèi)較高溫度的熱水頂入儲熱水箱。通過使儲熱水箱水溫升高的方法儲存太陽集熱器吸收的太陽能。當(dāng)用戶使用熱水,使儲熱水箱水位下降后,電腦控制器使太陽能系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入定溫加熱、滿足生活熱水需求。