水源熱泵機(jī)組原理及優(yōu)點(diǎn)

水源熱泵機(jī)組原理及優(yōu)點(diǎn)第一頁，共十二頁，編輯于2023年，星期三質(zhì)量控制國家級(jí)水源熱泵機(jī)組實(shí)驗(yàn)室第二頁，共十二頁，編輯于2023年，星期三概念：水源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在冬季，把地能中的熱量“取”出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地能中去。水源熱泵機(jī)組簡介第三頁，共十二頁，編輯于2023年，星期三水源熱泵機(jī)組的組成及工作原理1、組成：水源熱泵機(jī)組由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、制冷劑、載冷劑、制冷管路、電氣控制元件等主要部件組成。第四頁，共十二頁，編輯于2023年，星期三2、工作原理：它們之間用管道依次連接，形成一個(gè)封閉系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，不斷地發(fā)生狀態(tài)變化，并與外界進(jìn)行能量交換，從而達(dá)到制冷的目的。它的主要工作過程是：壓縮機(jī)吸入蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生的低溫低壓制冷劑蒸氣，保持蒸發(fā)器內(nèi)的低壓狀態(tài)，創(chuàng)造了蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑液體不斷地在低溫下吸收載冷劑熱量而沸騰的條件；吸入的蒸氣經(jīng)過壓縮，其溫度、壓力升高，創(chuàng)造了制冷劑被液化的條件；高溫高壓蒸氣排入冷凝器后，在壓力保持不變的情況下，被冷卻介質(zhì)（水）冷卻，放出熱量，溫度降低，并進(jìn)一步凝結(jié)成液體，從冷凝器排出；高壓制冷劑液體經(jīng)過節(jié)流閥時(shí)，因受阻而使壓力下降，導(dǎo)致部分制冷劑液體氣化，吸收氣化潛熱，使其本身的溫度也相應(yīng)降低，成為低溫低壓下的濕蒸氣，進(jìn)入蒸發(fā)器；在蒸發(fā)器中，制冷劑液體在壓力不變的情況下，吸收載冷劑（水）的熱量（即制取冷量）而氣化，形成的低壓低溫蒸氣又被壓縮機(jī)吸走，如此周而復(fù)始的往復(fù)循環(huán)。第五頁，共十二頁，編輯于2023年，星期三工作原理圖第六頁，共十二頁，編輯于2023年，星期三制冷時(shí)，井水為機(jī)組的排熱源。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱蒸發(fā)，制取7℃冷水，送入房間使用，制冷劑再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，進(jìn)入冷凝器，由井水帶走熱量并排至井中。水源熱泵系統(tǒng)使用簡圖

制冷工況示意圖第七頁，共十二頁，編輯于2023年，星期三制熱時(shí)，井水為機(jī)組的吸熱源。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸取井水的熱量蒸發(fā)，井水回灌井內(nèi)。制冷劑再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，進(jìn)入冷凝器，加熱循環(huán)水，制取45℃到50℃（最高可達(dá)65℃）的熱水。制熱工況示意圖第八頁，共十二頁，編輯于2023年，星期三

水源熱泵所具有的優(yōu)點(diǎn)

（1）屬可再生能源利用技術(shù)。水源熱泵是利用了地球水體所儲(chǔ)藏的太陽能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。其中可以利用的水體，包括地下水或河流、土壤、地表的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體是一個(gè)巨大的太陽能集熱器，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(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對(duì)的均衡,這使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。所以說，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。第九頁，共十二頁，編輯于2023年，星期三（2）高效節(jié)能。水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為12-22℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季水體為18-35℃，水體溫度比環(huán)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(fēng)冷式和冷卻塔式，機(jī)組效率提高。據(jù)美國環(huán)保署EPA估計(jì)，設(shè)計(jì)安裝良好的水源熱泵，平均來說可以節(jié)約30～40％的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。（3）運(yùn)行穩(wěn)定可靠。水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng)。是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。

第十頁，共十二頁，編輯于2023年，星期三（4）環(huán)境效益顯著。水源熱泵使用電能，電能本身為一種清潔的能源，不排放二氧化碳、也不需要煤場。水源熱泵機(jī)組的電力消耗，與空氣源熱泵相比，減少30％以上，與電供暖相比，減少70％以上。水源熱泵采用的制冷劑可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代工質(zhì)。水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。

（5）一機(jī)多用。水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物，水源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量能源，而且用一套設(shè)備可以同時(shí)滿足供熱和供冷的要求，減少了設(shè)備的初投資。水源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場、辦公樓、學(xué)校等建筑，小型的水源熱泵更適合于別墅住宅的采暖空調(diào)。第十一頁，共十二頁，編輯于2023年，星期三