水源热泵机组原理及优点

水源热泵机组原理及优点第一页，共十二页，编辑于2023年，星期三质量控制国家级水源热泵机组实验室第二页，共十二页，编辑于2023年，星期三概念：水源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。水源热泵机组简介第三页，共十二页，编辑于2023年，星期三水源热泵机组的组成及工作原理1、组成：水源热泵机组由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、制冷剂、载冷剂、制冷管路、电气控制元件等主要部件组成。第四页，共十二页，编辑于2023年，星期三2、工作原理：它们之间用管道依次连接，形成一个封闭系统，制冷剂在系统内循环流动，不断地发生状态变化，并与外界进行能量交换，从而达到制冷的目的。它的主要工作过程是：压缩机吸入蒸发器内产生的低温低压制冷剂蒸气，保持蒸发器内的低压状态，创造了蒸发器内制冷剂液体不断地在低温下吸收载冷剂热量而沸腾的条件；吸入的蒸气经过压缩，其温度、压力升高，创造了制冷剂被液化的条件；高温高压蒸气排入冷凝器后，在压力保持不变的情况下，被冷却介质（水）冷却，放出热量，温度降低，并进一步凝结成液体，从冷凝器排出；高压制冷剂液体经过节流阀时，因受阻而使压力下降，导致部分制冷剂液体气化，吸收气化潜热，使其本身的温度也相应降低，成为低温低压下的湿蒸气，进入蒸发器；在蒸发器中，制冷剂液体在压力不变的情况下，吸收载冷剂（水）的热量（即制取冷量）而气化，形成的低压低温蒸气又被压缩机吸走，如此周而复始的往复循环。第五页，共十二页，编辑于2023年，星期三工作原理图第六页，共十二页，编辑于2023年，星期三制冷时，井水为机组的排热源。制冷剂在蒸发器内吸热蒸发，制取7℃冷水，送入房间使用，制冷剂再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，进入冷凝器，由井水带走热量并排至井中。水源热泵系统使用简图

制冷工况示意图第七页，共十二页，编辑于2023年，星期三制热时，井水为机组的吸热源。制冷剂在蒸发器内吸取井水的热量蒸发，井水回灌井内。制冷剂再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，进入冷凝器，加热循环水，制取45℃到50℃（最高可达65℃）的热水。制热工况示意图第八页，共十二页，编辑于2023年，星期三

水源热泵所具有的优点

（1）属可再生能源利用技术。水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体，包括地下水或河流、土壤、地表的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡,这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。第九页，共十二页，编辑于2023年，星期三（2）高效节能。水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12-22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为18-35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约30～40％的供热制冷空调的运行费用。（3）运行稳定可靠。水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

第十页，共十二页，编辑于2023年，星期三（4）环境效益显著。水源热泵使用电能，电能本身为一种清洁的能源，不排放二氧化碳、也不需要煤场。水源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比，减少30％以上，与电供暖相比，减少70％以上。水源热泵采用的制冷剂可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代工质。水源热泵机组的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地且不用远距离输送热量。

（5）一机多用。水源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，水源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资。水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的水源热泵更适合于别墅住宅的采暖空调。第十一页，共十二页，编辑于2023年，星期三