水源热泵系统的应用设计

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1、水源热泵系统的应用设计　　【摘要】本文以实例分析的方法对水源热泵系统的设计和经济性进行分析，以供参考和借鉴。　　【关键词】水源热泵；设计；经济性　　中图分类号：S611文献标识码：A　　一、前言　　水源热泵技术是当前世界上较为先进的供热技术，它以其特点在城市中得到了广泛应用。本文将围绕水源热泵系统的设计和经济评价进行分析。　　二、某地区水源热泵应用设计实例　　1、水源热泵系统的特点　　本次案例以重点探索适宜该地区可再生能源，提高该地区能源结构中的可再生能源比例为目的，以水源热泵系统为主要实现手段。　　水源热泵是以消耗一定的电能为代价来回收低品位热量，是一种利用地下浅层地热资源(也成地能，包括

2、地下水、土壤或地表水等)的即可供热又可制冷的高效节能空调装置。　　水源热泵的特点　　①节水省地:以土壤为载体，向其放出热或吸收热量，不消耗水资源，省去锅炉房及储油房等配套设施，机房面积小。　　②灵活安全:可同时实现供热、制冷不同功能要求，可设计成满足提供卫生热水的功能要求、机组可灵活安置在任何地方，无锅炉、储油罐等卫生及安全隐患。　　③维护简单:操作简单，易于管理，故障率少。维护工作方便简单，维护费用低。　　④运行费用低:与锅炉(电、燃料)和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵具明显的优势。锅炉供热只能将90%一98%的电能或70%一90%的燃料内能转化为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅

3、炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;由于水源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10-25℃，其制冷、制热系数可达一，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50%一60%。　　2、水源热泵的原理:　　如图1，夏季在冷凝器一侧，设备与深井低温水换热后将冷水送入冷凝器，从进水口1进入，与高温高压的氟里昂进行热交换，降低氟里昂的温度，温度升高的水从冷凝器出水口1回灌至地下，完成一次冷却循环。蒸发器一侧，用户端循环水进人蒸发器，从进水口2进入，蒸发器中氟里昂吸热，使循环水温度降低(按国家标准一般降至7})，冷冻水经过水泵送至用户端，达到制冷的效

4、果。　　图1热泵机组制冷图　　如图2，为冬季冷凝器一侧，通过外管路切换，用户端,环水进入冷凝器，从进水口1进入，与高温高压的氟里昂进行热交换，降低氟里昂的温度，得到，热量后用户端管路水温度升高拱(一般在40-60℃之间)再经过水泵送至用户端，给建筑物供暖。蒸发器一侧，与深井低温水换热后.的冷水进入蒸发器，从进水口2进入，发带走水中的热量，使井水温度降低(一般可以降至7℃)，然后从出水口2回灌至地下，完成一次取热循环。　　图2氟里昂蒸热泵机组制热原理图　　通过以上的论述可见，水源热泵系统利用的是“冬暖夏凉”的地热资源，具有稳定性好，一机两用且没有冷却塔，换热部分为不占用宝贵的土地资源，没有废气

5、排放，机房无需专属空间等优点。而且，我国十二五规划中明确提出在建筑中要积极发展水源热泵系统，鼓励在适宜的地区优先采用水源热泵供暖，并在政策上给予倾斜，这使得地源热泵的实践推广具有更加广阔的前景。　　三、水源热泵系统的经济性评价　　1、水源热泵与常规采暖方式的对比　　与锅炉(电、燃料)供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或%的燃料能转化为热量，供用户使用。因此水源热泵要比电锅炉采暖节省一倍以上的电能，比燃油锅炉节省1/2以上的能量;　　与风冷热泵系统相比，风冷热泵系统能效比较低，在制冷时基本上在左右，制热时机组的效率衰减的比较厉害，尤其在0℃以下，机组效率大幅度衰减，从而增加机组的运行

6、费用;　　而水(地)源热泵系统因为热、源温度全年较为稳定，一般为15℃，其制热系统可达4，制冷系统可达，所以我们将其称为节能型空调系统在本工程中采用水源热泵中央空调系统，达到一机三用的效果，避免了采用燃气、燃油所带来的负面影响，如:消防、管道泄漏等问题;天燃气价上涨、收取环境保护费的远虑;不会受到城市管网的限制;满足了国家节能环保的理念。　　2、经济性分析　　某市生活基地水源热泵工程总建筑面积160×10m2，为本市水源热泵技术示范项目。该工程分为南、北2个区域，于XX年9月竣工。北区总建筑面积为70507m2，冬季设计热负荷为。共选用2台双机头螺杆式水源热泵机组，设计工况下单台热泵机组制热

7、量为1678kW，输入功率453kW，供热系数。园区内共建有33口水源井，11口井用于取水，设计出水量414t/h；22口井用于回灌，回灌量414t/h。冬季额定热负荷条件下，采用2台热网循环水泵＋11台深井泵运行。南区总建筑面积110507m2，冬季设计热负荷为。共选用3台双机头螺杆式水源热泵机组，设计工况下单台热泵机组制热量为1678kW，输入功率453kW，供热系数。园区内共建有43口水源井，13口井用