浅析水-水型热泵系统的分类及优势

2014-08-15唐晓倩

山东工业技术 2014年19期

关键词：蒸发器源热泵热泵

唐晓倩,于洋

（1.大连鸿源热能工程有限公司； 2.松下制冷（大连）有限公司,辽宁大连 116000）

0 引言

热泵可以连接自然界、生活、生产废弃物中的无穷动力，以较低的成本转化成供给人类需求的绿色能源，而在热泵的分类中，水-水型热泵系统的优势就更为突出。

1 水-水型热泵系统组成

水-水型热泵系统是由热泵机组、热量吸收系统、热量释放系统三部分组成。其中，热泵机组是通过消耗少量（20-25%）的高品位能量（电能），将土壤、地下水、空气、城市污水、地表水、工业余热、海水，地热尾水中的大量不可直接利用的低品位能量转变成可直接利用的高品位能量的装置；

水-水型热泵系统是由三个循环系统组成的，即自然环境侧的热量循环系统，以水为载体，通过管道、水泵、换热器等装置实现；人工环境侧的热量循环系统，以水为载体，通过散热、散冷、管道、水泵、换热器等装置实现；热泵机组内部的能量循环系统，以制冷剂为载体，通过蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、管道等装置实现。

自然环境侧的热量循环系统，以水为载体，通过管道、水泵、换热器等装置实现；

人工环境侧的热量循环系统，以水为载体，通过散热、散冷、管道、水泵、换热器等装置实现；

热泵机组内部的能量循环系统，以制冷剂为载体，通过蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、管道等装置实现。

2 水-水型热泵系统分类

2.1 地下水源热泵系统

地下水源热泵系统是通过提取地下水中的热量，实现供暖效果。而地下水是利用40米以下深度的井水，不使用浅层水是为了避免冬季地下水温度受室外空气温度影响较大的原因。

冬季供暖时：通过深井泵提取上来地下水，地下水进入热泵机组的蒸发器，通过蒸发器地下水的热量被提取出来，这时地下水直接回灌到回水井中，与此同时地下水中的这部分热量通过热泵机组做功，转移至热泵机组的冷凝器侧，在冷凝器侧进行放热，从而实现室内的供暖。

夏季制冷时则为逆过程，室内的热量，通过热泵机组，将其热量转移至地下水中，实现制冷的效果。

2.2 土壤源热泵系统

土壤源热泵是通过埋于土壤中竖直或水平的地埋管换热器，辅以热泵设备，以介质水（或加入防冻液）为载体，向土壤中吸收（释放）热量，用于建筑的供暖与制冷。

冬季供暖时：地埋管换热器供水通过循环泵，将介质水提升至热泵机组蒸发器，介质水在蒸发器中被提取一定热量后，温度降低循环至地埋管换热器回水管，介质水通过地埋管换热器吸收地下土壤热量，温度得以提升，再循环至供水管道。夏季制冷为逆过程。

2.3 污水源热泵系统

现有污水源热泵系统普遍采用两种应用形式，一是经沉淀处理后直接进入机组；二是城市原生污水不经过前处理，只经过机组前端换热器，再进入热泵机组。单独沉淀后直接进入机组的应用形式，很好的利用了污水中的热能，但很容易造成热泵换热器的堵塞,使热泵机组的运行效率降低，甚至损坏换热器。城市原生污水不经处理而直接进入热泵机组前置换热器，会造成机组前置换热器堵塞，因此需要频繁的清洗工作，大约每周需要清洗一次，严重影响了热泵系统的正常运行。