水源、地源熱泵空調
時間:2022-01-20
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空調系統
1、屬于可再生能源利用技術
水源熱泵是具備了利用地球水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統。其中可以利用的水體，包括地下水或河流、地表部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體不僅是一個巨大的集熱器，收集了47％的太陽輻射能量，比人類每年利用能量的500倍還多（地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量），而且是一個巨大的動態能量平衡系統，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發散地相對地均衡。這使得利用儲存于其中地近乎無限地或地能成為可能。所以說，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源地一種技術。
2、便于計量和收費
空調用電負荷在用戶位置，因此便于空調的計量與收費。這對于用戶合理使用空調系統，節約空調系統的能耗，公平、公正、公開地攤派空調運行管理是很有利的。
3、運行安全可靠
水源熱泵機組的空調系統是可以基本保證全年按用戶的需要開啟空調系統，特別是春秋空調過渡季節均能運行，也就相當于四管制空調系統。一般，水源熱泵供、回水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。夏季水體作為空調的冷源，冬季作為空調的熱源，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。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。
4、高效節能
水源熱泵機組可利用的環境水體溫度冬季為12－22℃，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。而夏季水體為18－35℃，水體溫度比環境溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，機組效率提高。
5、靈活應用
有的建筑物內，特別在過渡季節，部分區域需要供冷，部分區域需要供熱，水源熱泵可以同時供冷和供熱，可以實現建筑內冷熱量的轉移和平衡，從而系統少用能源。
水地源空調以其卓越的節能環保特點得到了廣泛認可，06年我國科技部把建筑節能作為十一五科技支撐計劃項目，其中課題六為水應用技術，07年“兩會”已把全面推進節能環保技術的應用作為會議重要議題之一。在短短幾年間，水中央空調在大中城市的發展如火如荼，特別是在北京、山東、長三角等經濟發達區域，已經成為節能環保高檔空調系統的象征。目前正快速向中、西部地區發展，各地紛紛建立水地源空調示范工程，政府也積極鼓勵企事業單位選用水。
當前，氣候變暖嚴重威脅到人類的可持續發展，應對氣候變化已成為全球面臨的重大挑戰。氣候變化的原因除了自然因素外，同人類的活動，特別是同使用化石燃料、排放二氧化碳的程度密切相關。
節能必然成為衡量未來建筑品質的必要指標，“低碳排放”的概念正受到環保行業、學術研究機構的普遍重視。
中央空調系統作為建筑耗電最大的一個設備，其節能減排的的必要性應該首當其沖的。
根據《中國節能技術政策大綱》 3.3.4 發展地熱源、水源、空氣源熱泵技術和污水源熱泵技術，一般情況下不應采用直接電采暖方式。提倡蓄冷、蓄熱空調和采暖，盡量利用電網低谷負荷。
國務院文件（國發（2008）03號）節能技術推薦采用水源熱泵與蓄冰技術。
地源熱泵空調系統
作為自然界的現象，正如水由高處流向低處那樣，熱量也總是從高溫流向低溫，用著名的熱力學第二定律準確表述是：“熱量不可能自發由低溫傳遞到高溫”。但人們可以創造機器，如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣，采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以熱泵實質上是一種熱量提升裝置，它本身消耗一部分能量，把環境介質中貯存的能量加以挖掘，提高溫位進行利用，而整個熱泵裝置所消耗的功僅為供熱量的三分之一或更低，這也是熱泵的節能特點。
地源熱泵是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進行冷熱交換來作為熱泵的冷熱源,冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。
地源熱泵供暖空調系統主要分三部分：室外地能換熱系統、水源熱泵機組和室內采暖空調末端系統。其中地源熱泵機組主要有兩種形式：水—水式或水—空氣式。三個系統之間靠水或空氣換熱介質進行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質為水，與建筑物采暖空調末端換熱,介質可以是水或空氣。
地源熱泵同空氣源熱泵相比，有許多優點：
1）全年溫度波動小。冬季溫度比空氣溫度高，夏季比空氣溫度低，因此地源熱泵的制熱、制冷系數要高于空氣源熱泵，一般可高于40%，因此可節能和節省費用40%左右。
2）冬季運行不需要除霜，減少了結霜和除霜的損失。
3）地源有較好的蓄能作用。
冰蓄冷與水源熱泵的結合
熱泵技術與蓄能技術強強聯合，既可利用熱泵技術同時滿足制冷和采暖的特性，又可采用蓄能技術進行電網的削峰填谷，既使用戶使用到了廉價的采暖、空調方式，又解決了污染問題，還為電網的晝夜平衡做出了貢獻，可以大幅度降低空調系統日間電力高峰時期的用電負荷。
若采用熱泵技術和蓄能技術相結合的方式，使得該系統不但具有削峰填谷的功能，還可以一機三用（三工況熱泵機組：制熱工況、制冷工況和制冰工況），使用清潔的電能和地下免費的可再生能源，既為系統提供了穩定的冷、熱源，又解決了燃煤的污染問題和燃油、燃氣的高能耗問題。不但符合國家的環保政策，也符合用戶的根本利益。
地(水)源熱泵以及冰蓄冷技術均是國家大力提倡的建筑環保節能新技術。地(水)源熱泵充分利用土壤及地表水（或地下水）所含熱能，改善了機組冬夏季的運行工況，并因夏天可制冷冬天可制熱而提高了設備利用率。冰蓄冷系統在宏觀上可為國家實現移峰填谷，降低電網負荷，延緩發電廠及輸配電設施的建設，在微觀上則可充分利用峰谷電電價政策，為業主大幅降低系統運行費用。
地(水)源熱泵+冰蓄冷的優勢:
?一機同時解決冬夏季空調問題，冷熱站投資省；
?系統綜合效率高，冬季制熱COP達到4.0以上；
?電力移峰填谷，享受峰谷差價，節省運行費用；
?減小熱泵制冷主機裝機容量25%~40%；
?減少打井數量、埋管數量或取水量，一般可減少1/3；
?機組冬夏匹配性好，按照冬季選型，夏季加蓄冰可以滿足大部分地區空調要求，機組利用率高；
?夏季可提供2~4℃低溫水，可以實現大溫差供水、低溫送風，改善空調品質。
