摘要：當(dāng)今社會(huì)環(huán)境污染與能源危機(jī)已成為全人類必須面對(duì)并要加以解決的重大課題，在這種背景下，以環(huán)保和節(jié)能為主要特征的綠色建筑及相

摘要：當(dāng)今社會(huì)環(huán)境污染與能源危機(jī)已成為全人類必須面對(duì)并要加以解決的重大課題，在這種背景下，以環(huán)保和節(jié)能為主要特征的綠色建筑及相應(yīng)的供暖空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，而水源熱泵技術(shù)正是滿足這些要求的比較有代表性的低耗能新型供暖空調(diào)技術(shù)。

引言：

水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源中吸收的太陽(yáng)能而形成的低溫低熱的資源，釆用熱泵原理，通過(guò)少量的高位電輸入，而實(shí)現(xiàn)地位熱量向高位熱量轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。由于水源熱泵技術(shù)是利用可再生能源的技術(shù)，加之現(xiàn)階段我國(guó)的能源儲(chǔ)備有限，面臨環(huán)境保護(hù)以及可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題, 因此提高水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行效率是亟待解決的問(wèn)題。

1. 水源熱泵技術(shù)的特點(diǎn)1.1水源熱泵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)(1) 可再生能源利用技術(shù)。

水源熱泵技術(shù)主要是利用地表水體所蘊(yùn)含的大量太陽(yáng)能能量作為冷熱源，然后進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換。其中可以利用包括地下水體、河流、湖泊以及海洋等水體作為冷熱源。地表土壤和水體作為一個(gè)大型的集熱裝置，能夠收集47%的太陽(yáng)能，且能夠構(gòu)成一個(gè)大型的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng)。存儲(chǔ)于其屮的太陽(yáng)能的散發(fā)和接受相對(duì)較為均衡，因此，水源熱泵技術(shù)是利用可再生能源的一種高新技術(shù)。

(2) 環(huán)境效益顯著。

水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行主要靠電能的供應(yīng)，而電能本身是一種清潔能源。設(shè)計(jì)良好的水源熱泵機(jī)組的電力消耗，與電供暖相比，能夠減少70%能源消耗。水源熱泵機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有任何污染, 沒(méi)有燃燒，沒(méi)有廢棄物，因此可以建造在居民區(qū)內(nèi)，且無(wú)需遠(yuǎn)距離輸送熱量。

(3) 高效節(jié)能。

在冬季，水源熱泵機(jī)組可以利用的水體溫度比周圍 環(huán)境溫度高，大概為12°C?22°C,因此熱泵循環(huán)的政法溫度提高，能效較高。在夏季可利用的水體溫度比周圍環(huán)境溫度低，為18°C?35°C,因此制 冷效果較好，機(jī)組效率較高。

(4) 運(yùn)行可靠性較高。

利用水源熱泵技術(shù)在一年四季可以保持較為平穩(wěn)的溫度，波動(dòng)范圍較小，能夠提供較好的空調(diào)冷源以及熱泵水源。由于水體溫度較為恒定，因此熱泵機(jī)組運(yùn)行可靠性提高，保證了熱泵機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和高效性。

(5) 應(yīng)用范圍較廣。

水源熱泵系統(tǒng)不僅可以用于冬季供暖、夏季空調(diào)制冷，還可以提供生活熱水，對(duì)于需同時(shí)又供熱和供冷要求的建筑物， 水源熱泵有顯著的優(yōu)點(diǎn)，能夠減少大量的能源消耗，一套設(shè)備即可同時(shí)供熱和供冷。

1. 2應(yīng)用水源熱泵技術(shù)的限制因素(1) 可利用水源限制。

水源熱泵技術(shù)在理論上可以利用所有水源，但是在實(shí)際工程運(yùn)行中，不同水源的利用成本差異較大。因此，在不同地區(qū)是否有適當(dāng)?shù)乃Y源作為水源熱泵機(jī)組的水源是其應(yīng)用的關(guān)鍵。水源熱泵技術(shù)兩種應(yīng)用方式中，閉式系統(tǒng)成本較高，而開(kāi)式系統(tǒng)中，是否有合適的水源是水源熱泵應(yīng)用的限制條件。

（2） 投資經(jīng)濟(jì)性限制。

由于在不同地區(qū)的能源政策以及燃料價(jià)格各不相同，水源條件也不同，導(dǎo)致水源熱泵技術(shù)一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用隨地區(qū)不同而不同，因此在不同地區(qū)，不同用戶的不同需求下，水源熱泵的投資經(jīng)濟(jì)性也有所不同。

（3） 水層地理結(jié)構(gòu)限制。

由于水源熱泵技術(shù)是從地下抽水然后回灌使用的，因此必須要考慮到用地的水層結(jié)構(gòu)，以確保在消耗成本最低的情況下找到合適的水源。除此以外還要考慮用地的地質(zhì)遺跡土壤條件，以確保回灌得以順利實(shí)現(xiàn)。

2. 水源熱泵技術(shù)的優(yōu)越性

水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是一種可以利用地球表面淺層水源（如地下水、河流和湖泊），和人工再生水源（工業(yè)廢水、中水、地?zé)嵛菜龋┑募瓤晒嵊挚芍评涞母咝Ч?jié)能空調(diào)系統(tǒng)。水源熱泵通過(guò)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熱能的轉(zhuǎn)移。將水體和地層蓄能作為冬、夏季的供暖熱源和空調(diào)冷源，即在冬季，把水體或地層中的熱量“取”出來(lái)，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量“取”出來(lái)， 釋放到水體和地層中去。

水源熱泵只取水中的熱或冷而不消耗水，并且基本做到水體或地層蓄能的年平均能量平衡，不會(huì)造成任何污染。通常水源熱泵消耗1kw的能量, 用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。而鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70% ~90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶使用，因此水源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量。

3. 新舊系統(tǒng)對(duì)比分析3.1工程相關(guān)背景及項(xiàng)目介紹

近年來(lái)，隨著社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，社會(huì)文明程度的不斷進(jìn)步，人們的環(huán)保責(zé)任意識(shí)不斷加強(qiáng)。對(duì)采暖行業(yè)而言，人們不但需要高質(zhì)量的供暖，同時(shí)還對(duì)該行業(yè)在環(huán)保、節(jié)能和安全文明生產(chǎn)方面提出了更高的要求。 社會(huì)的要求使得各種使用清潔能源的安全高效的供暖技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本工程為溫泉酒店的娛樂(lè)區(qū)，有豐富的溫泉污水余熱資源，該部分釆暖面積約2.4萬(wàn)㎡，采暖管網(wǎng)最大距離400m。該酒店原有一座釆暖生活鍋爐房，有 930KW （熱水）鍋爐3臺(tái)，一直以天然氣為燃料。安裝熱泵后表明：水源熱泵技術(shù)先進(jìn)，機(jī)組集成度高，安裝方便；操作全自動(dòng)化；經(jīng)濟(jì)性能良好; 安全性能優(yōu)越；操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)；對(duì)廢熱以及地?zé)嶝S富的單位、地區(qū)而言有很強(qiáng)的實(shí)用性，具有廣泛的推廣價(jià)值。

該項(xiàng)目的熱源是利用外輸?shù)?0?50℃的污水余熱，通過(guò)高效換熱裝置加熱系統(tǒng)熱媒清水，換熱后的熱媒清水溫度上升約10℃左右，然后利用熱泵將10℃的熱量提取應(yīng)用于采暖。設(shè)計(jì)污水流量為100m3/h時(shí)，熱媒清水溫度要求在35°C左右，壓力保持在3kg以上。

3. 2運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性比較

熱泵系統(tǒng)輸入功率是840kW,輸出功率為3867 kW，總輸入、輸出功率的大小可自動(dòng)調(diào)整。從運(yùn)行情況看，在停用鍋爐的情況下，運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，換熱能力和系統(tǒng)出力完全符合設(shè)計(jì)要求。熱媒清水進(jìn)出水溫度分別保持在30?40度和20?32度之間，主機(jī)做功時(shí)的溫差在8?12度之間，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可保證出水溫度大于45度(溫度可以設(shè)置)。熱泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，無(wú)需人工操作，這樣大大節(jié)約了人員工資。

熱泵供暖系統(tǒng)與原有的燃?xì)忮仩t相比每年可以節(jié)省 42萬(wàn)元，熱泵運(yùn)行費(fèi)用大大低于燃?xì)忮仩t的成本，因此熱泵產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益明顯。

3. 3運(yùn)行的安全及環(huán)保性

使用水源熱泵系統(tǒng)時(shí)燃油鍋爐系統(tǒng)完全停用，大大降低了系統(tǒng)危險(xiǎn)系數(shù)，使單位安全生產(chǎn)管理的壓力大為降低；環(huán)保方面，由于新系統(tǒng)只消耗二次能源，使得與純消耗一次能源的老系統(tǒng)相比幾乎沒(méi)有環(huán)境污染。無(wú)論是廢水、廢氣、固體廢棄物、噪聲還是其他環(huán)境污染物的產(chǎn)生量均大大降低，發(fā)生污染事故的可能性基本為零。

3. 4操作與運(yùn)行管理方面優(yōu)越性

一段時(shí)間的運(yùn)行實(shí)踐表明，該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，管理相對(duì)容易。實(shí)現(xiàn)了以下幾方面的自動(dòng)控制功能：

(1) 輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)及保護(hù)功能;

(2) 污水壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)及保護(hù)功能；

(3) 熱媒清水溫度、壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)及保護(hù)功能；

(4) 系統(tǒng)進(jìn)口精細(xì)過(guò)濾及自動(dòng)排污功能；

(5) 系統(tǒng)變頻自動(dòng)補(bǔ)水。

4.結(jié)語(yǔ)

水源熱泵技術(shù)是一項(xiàng)我國(guó)正在發(fā)展的技術(shù)，同時(shí)也是一項(xiàng)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)環(huán)境發(fā)展中急需發(fā)展的技術(shù)，通過(guò)明確水源熱泵機(jī)組的工作原理，理解其工作條件及工作特點(diǎn)，明確其在各項(xiàng)領(lǐng)域中的使用現(xiàn)狀，可以有效地發(fā)展我國(guó)的水源熱泵技術(shù)，從而增強(qiáng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)環(huán)保水平。

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