地下水水源热泵技术的特点

(1)高效节能,运行费用低 我们在评价热泵机组和制冷机组的性能时常用到“功效比”一词,用COP表示,它的定义是系统输出的功率与所消耗的功率之比。风冷热泵其COP值一般在2.0～3.0之间,而水源热泵,国内产品在供热时COP值可达3.5～4.0,供冷时活塞式机组为5.0～5.2,螺杆式机组可达6.0,从这一点上看,水源热泵可以被称作高效节能的供冷供热设备。水源热泵在制热时所需的地下水即相当于锅炉燃烧的煤或节能,而且地下水占热泵所供热量的70%～75%,这些热量所消耗的代价仅为廉价的地下水,其成本要大大低于燃油和燃煤。以我市的水源热泵运行状况来看,冬季供暖的运行费用为15元Π󰁷左右,而热网供暖为24元Π󰁷。燃油供暖为35元Π󰁷左右,因此运行费用低是水源热泵的一个显著特点。

(2)一机两用,环保洁净,初投资小由于水源热泵冬季可向建筑物供暖,夏季可向建筑物供冷,真正做到了一机两用,提高了设备的利用率。从初投资来看,现在国内主要热泵生产厂家的热泵机组价格大致在019～110元ΠW之间,而同样具备一机两用的溴化锂直燃机的价格在114～115元ΠW,而且水源热泵机组无需设置冷却塔及烟气排放系统,省去了高成本的自来水,避免了向大气排放烟尘及有害气体,因此水源热泵可称其为低成本的绿色空调产品。

(3)机房面积小,灵活安全,用途广泛 由于热泵机组兼有供冷供热的功能,机组本身体积较小,因而使机房面积大大减小,机组可灵活地安装在任何地方,没有储煤、储油罐等卫生及安全隐患,机组采用智能化微电脑控制系统,并有备用手动操作系统,无需专业人员操控,完善的电脑控制和多重保护,使整机运行安全可靠。水源热泵机组从严寒地区至热带地区均适用,机组适用的水源温度从8℃到35℃均可,既可以提供7℃或50℃的空调用 水,也可以提供同样温度的生活热水;既可以作为城市区域供热的热源使用,也可以为办公楼、宾馆、别墅、居民小区等提供中央空调系统。随着居民生活水平的普遍提高,设有中央空调系统的住宅小区逐渐增多,而对于这样的小区而言,地下水水源热泵无疑是较为理想的冷热源,与采用集中供热的住宅小区相比,初投资虽然偏高,但能耗费用低,设有空调系统小区内的住户冬暖夏凉,生活品质得到改善,住户可以接受,而且其初投资高出的部分不出数年已为能耗费用的节省所抵消。随着住宅分户供暖方式在全国的推广,一些热泵生产厂又推出了用于每户使用的户式水源热泵机组,具体应用方式为水源热泵分户设置,地下水统一供给,电费按每户的电表计量收取,水费按每户水表的计量收取,给物业管理部门的收费工作提供了方便。

4水源热泵在供热空调中应用应具备的条件

(1)可靠的水源 对于水源热泵而言,其水源可为地表水、江河 水、湖水、海水及地下水,但目前应用较多的水源热 泵均采用地下水,地下水作为国家的重要资源之一,政府对开采与使用有各种限制政策和法规,要获取地下水,须通过政府有关主管部门的批准方可,并应有可靠的技术措施确保地下水的回灌。

(2)充足的水源水量 水源水量是影响水源热泵系统的重要因素,其水量的多少与建筑物负荷大小及空调设计方案等有关,在确定方案之前,应根据水文地质资料合理确定水量,必要时可先打井做抽水实验,看看在规定的连续抽水时间内地下水的水位降是否符合要求,并根据确定的水量来选定取水井与回灌井的数量。据资料介绍,一般要求地下水的取水量为每kW制冷量为0104～0106kgΠs。

(3)合适的水源水温水源的温度也是影响水源热泵的重要因素,同样的机组,由于水温不同其提供的冷量和热量也不同。一般来讲,水源热泵对水源温度要求的范围是:制冷工况下,进蒸发器水温为10～22℃;制热工况下,进冷凝器的水温为18～40℃。建议国内的热泵生产厂家,应将同一型号机组在不同水温下提供的不同冷热量列出明细,以便设计人员参考选定。另外取水井与回灌井之间应有一定的距离,以保证地下水经过水源热泵机组产生的温度变化经回灌后,在含水层中流动至取水井时温度得以恢复,避免地下水产生冷量或热量的积累,目前实际应用运行良好的工程中,取水井与回灌井之间的间距均在40m以上。

(4)良好的水质水源热泵机组对水源的水质有一定的要求,如果水质达不到要求,会对阀门、主机及其附件构成危害,尤其对多数热泵厂家采用的板式换热器产生的危害更为严重,从而影响系统的运行,但通常可以采取一些处理手段如设置除污器,电子除垢仪,或在取水井内多设几层过滤装置以减小井水中所含沙尘颗粒直径,从而满足机组对水质的要求。一般来说,水源水质不是影响水源热泵机组应用的主要因素。

5水源热泵应用中有待探讨的问题

(1)就目前我市实际运行的水源热泵机组来看,夏季制冷工况较为良好,而在冬季供热时却普遍存在大流量,小温差,热水出水温度低的问题,一方面可能是由于冬季地下水温度偏低引起的;另一方面说明机组的性能还有待于提高。