系統簡介
能源和環保是人類生存和發展的兩大主題,是全球關注的問題。建筑節能是貫徹可持續發展戰略的重要組成部分,而建筑能耗以供熱采暖和空調能耗為主,降低供暖空調系統的能耗、節約能源和減少冬季采暖所造成的大氣污染是建筑節能的重點。水/地源熱泵系統通過吸收大地的能量,包括土壤、井水、湖泊等天然能源,冬季從大地吸收熱量,夏季向大地釋放熱量,再由熱泵機組向建筑物供冷供熱,該系統和常規的供熱空調系統相比大約節能50%,是一種利用可再生能源的高效節能、無污染的新型空調系統,可廣泛應用于商業樓宇、公共建筑、住宅公寓、學校和醫院等建筑物。
水/地源熱泵系統根據源側分為以下三類:?水環式系統是使用共用管路中循環流動的水作為冷(熱)源的系統。在此類系統中,通常采用冷卻塔作為系統的冷源而將鍋爐(包括燃氣、燃油或電鍋爐)作為熱源。
?地下水式系統是使用從水井、湖泊或河流中抽取得水作為冷(熱)源的系統。此系統根據水源的不同又可分為地下水系統(水井)和地表水系統(湖泊、河流甚至海洋等)。地下水系統通常采用開式環路,而地表水系統出于水源品質的考慮可分別采用開式或閉式環路。
?地下環路式系統是使用地下盤管中循環流動的水作為冷(熱)源的系統。根據地下盤管的埋管方式,系統可分為水平式和豎直式兩種。
系統優點
1、環保效益顯著
地源熱泵是利用了地表水、地下水或土壤作為冷熱源,進行能量轉換的供暖空調系統。供熱時省去了燃煤、燃氣、燃油等鍋爐房系統,沒有燃燒過程,避免了排煙污染;供冷時省去了冷卻水塔,避免了冷卻塔的噪音及霉菌污染。不產生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵,使環境更優美。南通市新城住宅小區采用污水源熱泵系統,選用了3臺CVHG離心式冷水機組,利用城市污水處理廠提供的二級排放水向小區集中提供空調冷/熱水和生活熱水。
2、高效節能
水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季通常為12-22°C,水體溫度比環境空氣溫度高,所以熱泵循環的蒸發溫度提高,能效比也提高。而夏季水體溫度通常為18-35°C,水體溫度比環境空氣溫度低,所以制冷的冷凝溫度降低,使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式,機組效率提高。在過渡季節,空調系統中各機組同時供冷和供暖的情況下,節能效果更加明顯。作為綜合性商用樓宇的北京市大康國際鞋城選用地下水式系統,共選用3臺CVHG離心式冷水機組。
3、運行穩定可靠
水體的溫度一年四季相對穩定,其波動的范圍遠遠小于空氣的變動,是很好的熱泵熱源和空調冷源。水體溫度較恒定的特性,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。此外,不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。
4、一機多用,應用范圍廣
5、維護工作少,使用壽命長
水源熱泵機組由于工況穩定,所以可以設計簡單的系統,部件較少,機組運行簡單可靠,維護費用低;在分散式系統中即使單個機組發生故障,也不影響整個系統的正常運行;自動控制程度高,使用壽命長可達到15年以上。
6、節省機房空間,建筑外部美觀
系統如采用中小冷量的水源熱泵機組,可節省冷凍機房空間,提供建筑空間的利用率;系統無室外機組,能保持建筑物的外觀整潔。
7、單獨控制和計費
選用分散式系統,各空調區域可根據實際需要實現制冷或制熱,滿足獨立控制的要求;單戶單表,每個用戶可將自身的電表系統和空調系統連接,單獨計費。大樓管理人員、物業部門、業主再也無須為空調費用的結算發愁,真正實現公正、公平。作為中國單體建筑面積最大室內紡織品專業市場項目的廣州國際輕紡城,共選用近5000臺不同類型的水源熱泵機組,每一商鋪都對應一套獨立的空調設備,便于物業管理。
技術關鍵
1、可利用的水源條件限制
水源熱泵理論上可以利用一切的水資源,其實在實際工程中,不同的水資源利用的成本差異是相當大的。所以在不同的地區是否有合適的水源成為水源熱泵應用的一個關鍵。目前的水源熱泵利用方式中,閉式系統一般成本較高。而開式系統,能否尋找到合適的水源就成為使用水源熱泵的限制條件。對開式系統,水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。
2、水層的地理結構的限制
對于從地下抽水回灌的使用,必須考慮到使用地的地質的結構,確??梢栽诮洕鷹l件下打井找到合適的水源,同時還應當考慮當地的地質和土壤的條件,保證使用后水的回灌可以實現。
3、投資的經濟性
由于受到不同地區、不同用戶及國家能源政策、燃料價格的影響,水源的基本條件的不同;一次性投資及運行費用會隨著應用場所的不同而有所不同。雖然總體來說,水源熱泵的運行效率較高、費用較低。但與傳統的空調制冷取暖方式相比,在不同地區不同需求的條件下,水源熱泵投資經濟性會有所不同。
如選用分散式系統,即可兩管制系統實現四管制系統功能,可同時滿足各區域單獨制冷/制熱需求。如上海市新金山國際幼稚園的地源熱泵系統,在六幢教學樓、一幢行政樓和一幢藝術樓中共選用了239臺GESA機組,各空調區域可獨立控制對應的空調機組以滿足不同的使用需求。
