地下水地源熱泵
又稱水源熱泵,它是一種介于中央空調和分散空調之間的優化空調能源方式,它具有中央空調合理利用能源,設備能效系數高,運行成本低和安全、可靠等優點。又具有分散空調調節靈活、方便,便于管理和收費等優點。
采用地下水源熱泵時
◆選擇水源的原則應為:水量充足,水溫適當,水質良好,供水穩定。 就某項工程來說,應根據當地實際情況,判斷是否具備可資利用的地下水源,一項工程所需水量,主要取決于該項工程的冷熱負荷和地下水溫度。
◆適用的地下水源條件是,水文地質特征為砂、卵石、礫石地層以及裂隙地帶;地下水埋深在70m以內;含水層厚度大于5m,冬季地下水溫度不低于10℃。 此外,還要注意水質情況,包括含砂量與渾濁度,以及水的化學性質。含砂量與渾濁度高造成機組和管閥磨損,回灌時會造成含水層堵塞,因此,地下水源含砂量應小于20萬分之一,向地下含水層回灌水的渾濁度應小于20毫克/升;總礦化度小于3克/升,希望水中Cl小于100毫克/升,SO4 2-小于200毫克/升,Fe2-小于1毫克/升,H2S小于0.5毫克/升,地下水腐蝕性條件達不到要求時,水源熱泵系統應考慮防腐措施。
◆我國水資源非常缺乏,主管部門對開采地下水有嚴格管理,并且規定,除非有較大需水用戶進行二資利用,否則必須進行回灌。當然,為了保證地下水源熱泵空調系統長期正常運行,以補充地下水源,調節水位,維持儲量平衡。為了避免在熱泵裝置中冷卻或加熱后回灌到地下的水,因短路而又被抽回,回灌井與取水井之間的距離應盡可能遠一些,至少應相距15-20m。目前,雖然還沒有回灌水質的國家標準,但回灌水質至少應等于原地下水水質,以保證回灌后不會引起區域性地下水水質污染。
因此,應遵守以下條款:
。1)地下水應在封閉系統中輸送;
。2)熱泵空調系統中與地下水接觸的部件應采用耐腐蝕材料制造;
。3)取水管路上和回灌水管路上應裝有水表和采集水樣用的旋塞閥;
。4)定期對地下水進行化驗,并將化驗結果報送有關部門備案;
。5)如發現地下井水異常,特別是水中出現化學物質或其它無關物質時,應及時與有關部門聯系,并采取措施。
土壤源地源熱泵系統
又稱地埋管地源熱泵系統,它以土壤中儲存的地熱能作為中央空調系統的冷熱源,分為水平埋管和垂直埋管兩種形式,其中垂直埋管地源熱泵是目前國內地源熱泵行業主推的一種系統形式。
水平埋管 垂直埋管
該系統不需要市政管網的支持,可以分區域、分功能獨立安裝、設置,而能夠達到市政管網遠遠達不到的采暖、空調效果,具有如下特點:
◆屬可再生能源利用技術
土壤源地源熱泵是利用淺層土壤作為冷熱源,進行能量轉換的供暖空調系統。冬季,循環液從地下收集熱量并通過耦合熱泵式中央空調系統送入建筑物。而夏季,系統則反過來吸收從建筑物里排出熱量,而使得其冷卻,并且將排出的熱量通過耦合熱泵式中央空調系統儲存到地下。這個過程在夏天可以制造免費的熱水。
地球表面土壤是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽能量,比人類每年利用能量的500倍還多。土壤源熱泵技術利用儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源,夏季為人們提供供暖空調,當之無愧的成為可再生能源一種形式。
◆屬經濟有效的節能技術
淺層土壤的溫度一年四季相對穩定,一般為10~25℃,冬季比環境空氣溫度高,夏季比環境空氣溫度低,是很好的熱泵熱源和空調冷源。這種溫度特性使得土壤源熱泵的制冷、制熱系數常年維持在4.5~5.5之間,而沒有風冷熱泵那樣的制冷、制熱系數隨室外溫度的降低(冬季)或升高(夏季)衰減的現象。
與鍋爐(電、燃料)供熱系統相比,鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70~90%的燃料內能為熱量,供用戶使用。
與傳統的空氣源熱泵相比,空氣源熱泵的制冷、制熱系數通常為2.2~3.0,且隨著室外溫度的變化而衰減。土壤源熱泵方式的能量利用效率要比空氣源熱泵高出40%以上。
另外,地球表面或淺層土壤溫度較恒定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩定,也保證了系統的高效性和經濟性。
◆環境效益顯著
土壤源熱泵的污染物排放,與空氣源熱泵相比,相當于減少40%以上,與電供暖相比,相當于減少70%以上,如果結合其它節能措施節能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑,但比常規空調裝置減少25%的充灌量;屬自含式系統,即該裝置能在工廠車間內事先整裝密封好,因此,制冷劑泄漏機率大為減少。
土壤源熱泵技術利用地表土壤的過程當中,不會引起任何的地下或地表水污染,因此,土壤源熱泵是一種清潔能源方式。
土壤源熱泵在夏天將室內的多余熱量轉移到地下土壤中并儲存起來,而不是像空氣源熱泵或者是傳統冷卻塔那樣直接排放到室外空氣中。所以,土壤源熱泵能夠減少城市熱島效應。
水環熱泵
水環熱泵空調系統是指小型的水/空氣熱泵機組的一種應用方式,即用水環路將小型的水/熱泵機組并聯在一起,形成一個封閉環路,構成一套回收建筑物內部余熱作為其低位熱源的熱泵供暖、供冷的空調系統。典型的水環熱泵空調系統由三部分組成:(1)室內的小型水/空氣熱泵機組;(2)水循環環路;(3)輔助設備(如冷卻塔、加熱設備、蓄熱裝置等)。
水環熱泵空調系統的基本工作原理是:在水/空氣熱泵機組制熱時,以水循環環路中的水為加熱源;機組制冷時,則以水為排熱源。當水環熱泵空調系統制熱運行的吸熱量小于制熱運行的放熱量時,循環環路中的水溫度升高,到一定程度時利用冷卻塔放出熱量;反之循環環路中的水溫度降低,到一定程度時通過輔助加熱設備吸收熱量。只有當水/空氣熱泵機組制熱運行的吸熱量和制冷運行的放熱量基本相等時,循環環路中的水才能維持在一定溫度范圍內,此時系統高效運行。
有人認為水源熱泵和地源熱泵都是從地位熱源的選取來定義的,水源熱泵通常指地位熱源來源于地表水、地下水、海水、污水;地源熱泵有時也被稱為土壤源熱泵,但是地下水作為低位熱源的也可稱為地源熱泵。此外,水環熱泵也就是建筑物很大的那種;既有內外區的;在中心的地方(內區);冬天也要制冷的;外區;冬天供熱;就可以設計水環熱泵;把內區的水的溫升;給外區的溫降;也就是把內區的熱量轉移到外區
水源熱泵和地源熱泵都是從地位熱源的選取來定義的,水源熱泵通常指地位熱源來源于地表水、地下水、海水、污水;地源熱泵有時也被稱為土壤源熱泵,但是地下水作為低位熱源的也可稱為地源熱泵。此外,水環熱泵也可稱為水源熱泵。定義的角度不一樣,叫法也就不一樣。也有人認為,采用冷卻塔散熱的系統不能稱為水源熱泵,直埋地下的如果采用的是打井的方式,利用井水應該成為水源熱泵,否則為土壤源熱泵。
簡單的說地源熱泵是泛指土壤源熱泵、地表水、地下水、海水、污水源熱泵。但現在人們習慣上把土壤源熱泵叫地源熱泵,把地表水、地下水、海水、污水源熱泵叫水源熱泵。
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