水源热泵技术在暖通工程中的应用
江大伟
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江大伟,. 水源热泵技术在暖通工程中的应用[J]. 动力技术研究,2023.4. DOI:10.12721/ccn.2023.159280.
摘要: 水源热泵的出现,从整体上促进了暖通工程的建设与发展。尤其是在新能源逐渐普及的今天,水源热泵不仅可以促进资源的优化配置,还可以从整体上实现暖通工程综合效益。在可持续发展观的指导下,暖通工程中水源热泵技术的应用也成了一个发展方向,对其具体应用策略进行研究也成了重点。
关键词: 水源;热泵;暖通工程
DOI:10.12721/ccn.2023.159280
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引言

人们生活水平不断提高,对室内环境也提出了更高要求。在这样的背景下,做好能源消耗控制,避免空气污染,就成了暖通工程相关技术研究的重点。建筑行业本身属于高消耗、高成本的行业,清洁能源的应用有助于建筑工程综合效益的实现。水源热泵技术作为一种新能源技术,将其应用在暖通工程之中,能够获得更好的技能效益与环保效益。

一、水源热泵技术概述

从水源、土壤、空气等介质中获取热能的技术就是水源热泵技术。如果单纯从做功的角度来看,水源热泵可以将热能从低位向高位转化,并可以动自然中获取热量,在传递给供热对象,这样一来就大大降低了能源的哦消耗,实现能源的循环利用。热泵装置运行时候,本身所消耗的能量很小,可以有效实现能源节约,与传统供热方式相比,综合效益非常显著。

二、水源热泵技术的优势

与传统的暖通空调技术相比,水源热泵技术在暖通工程中的应用主要有以下优势。

1经济性良好

水源热泵技术本身属于一种节能技术,与传统的技术相比,该技术的经济性更好,后期不需要更多的维护,维护更加便捷、成本更低。因此,从整体消耗上,该技术的优势非常明显。

2节能性较好

新技术应用的本质目标就是节能,水源热泵技术也是如此。地球表层的隔热效果非常好,同时蓄热功能也很好,因此,地球表面下的地下水,会常年保持适中的温度,水源热泵技术,利用地下水的良好性能,可以将建筑物内部的热量带走,将多余的热量带走,从而达到节能的效果,水源热泵技术的节能效果非常显著,在未来的应用前景也十分广阔。

3环境效益显著

作为地下水的优良介质,水源热泵系统不仅可以减少污染,还有利于资源节约与环境保护。在夏季不需要使用冷却塔,就可以大幅减少噪声以及霉菌污染。应用水源热泵,可以促进暖通工程综合效益的实现,同时也可以降低环境污染,不仅能够缓解城市热岛效应,还能够更好地顺应可持续发展观念,为人与社会、环境、城市的综合发展提供支持。

由此可见,在水源热泵技术的支持下,暖通工程的综合效益等到了显著提升。在可持续发展战略背景下,水源热泵技术的应用前景非常广泛。

三、水源热泵技术在暖通工程中的应用

1水源热泵空调系统构成

在实际工程应用中,常在暖通空调系统的部分设备或全部设备中选用热泵机组,如果空调系统中选用热泵,那么称该系统为热泵空调系统,或简称热泵空调。水源热泵系统是以地表水源或人工再生水源作为低温热源,它是由室外地表水源换热系统、水源热泵机组系统及室内空调末端系统这三大部分组成的供热空调热泵系统,其中,室外地表水源换热系统主要包括水源、取水构筑物、输水管网和水处理设备。另外,水源热泵机组主要有两种形式:水—空气式或水—水式。这三个系统之间靠空气或水换热介质来进行热量的传递,热泵与地表水体热能之间的换热介质为水,与建筑物采暖空调末端的换热介质可以是水或空气。水源热泵空调系统主要有以下四个环路,分别为地表水源水换热环路、制冷剂环路、室内环路与生活热水环路。

2水源热泵空调系统的工作原理

根据热泵原理,利用电能驱动压缩机,使制冷剂工质循环往复运动、反复发生物理相变过程,分别在蒸发器中气化吸热及在冷凝器中液化放热,使热量不断得到交换传递,并且通过阀门切换使机组实现制热(或制冷)功能。冬季(制热工况),利用制冷剂蒸发吸收地表水源水体中的热量,通过冷凝器加热空调系统的循环水,即向用户供暖。夏季(制冷工况),利用制冷剂蒸发将用户空间的热量“取”出,即向用户供冷,通过冷凝器放热给地表水源。

生活热水循环是一个可选的循环,它是通过冷凝器冷却压缩机排出的过热蒸气而放出的热量来完成。在夏季制冷工况下,利用系统产生的“废热”来制取生活用热水,不需要增加热泵的负荷。在冬季供热工况下,过热蒸气的冷凝器可以照常工作,但是制取生活热水的负荷应该附加到热泵的总供热负荷中。

通过对上述研究可以发现,水源热泵技术在暖通系统中应用可以获得非常好的节能效果,同时也可以减低投入成本,在能源紧缺的大环境下,水源热泵技术的应用已经成为暖通工程建设施工的主要方向。在实际应用中,技术人员可以结合实际情况,合理引入水源热泵,以更好地实现工程、环境、生态的和谐发展。

四、水源热泵技术在暖通工程应用中应该注意的问题

1地下水的回灌

由于该技术是依靠地下水实现能源交换的,因此,在应用时必须要对地质情况进行充分考量,既要保障水源的优质,又要考虑当地土壤条件与地质情况,确保水源能够实现全部回灌。具体来说,抽水管与回灌管必须安装计量设备,要对水源情况进行实时监控和测量,以此保障系统可以正常运行,提高水源利用率,减少浪费。

2 投资的经济性

经济性也必须要考虑的一个重要问题,由于不同地区的政策不同,在投资时要对当地情况进行综合分析,要因地制宜。水源热泵系统不仅要能够高效率运行,同时,投入费用也不可以太高。与传统暖通系统相比,不同区域的需求不同,水源热泵系统的经济效益也不同。并且,由于水中会掺入一些杂质,包括砂石等,需要专门人员对水井进行清洗。如果水井周围形成了漏斗,就容易出现地壳下陷,如果地下水经过系统实现热交换,此时就需要地表水进行回灌,这些问题都会产生一定的成本投入,综合分析这些问题,才能够控制好成本投入,真正实现节能环保。

结束语

综上所述,随着国内人们环保意识的增强和绿色能源的推广,水源热泵技术在暖通工程中的应用规模不断扩大,能满足取暖制冷要求。从现阶段水源热泵技术的实际运用情况来看,水源热泵技术受到诸多因素的影响,如水文地质条件、建筑类型、系统配置以及运行策略等,对此必须做好前期勘察设计、技术改进及相关运行优化工作,充分发挥水源热泵技术的节能、经济效益,有效控制其对地下水系统的影响,防止地下水被过度抽取或是出现污染情况,真正实现建筑物与周边环境的和谐共处。

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