制冷百問之12：水源熱泵與電制冷比較

水源熱泵機組全面分析

原理與分類市場分析技術(shù)條件分析經(jīng)濟性分析產(chǎn)品質(zhì)量分析客戶關(guān)心的問題SourceWaterHeatPump原理水源熱泵制冷逆卡諾循環(huán)水源熱泵制熱壓力焓蒸發(fā)器壓縮機冷凝器截流元件制冷劑向外界散熱制冷劑負荷系統(tǒng)組成水源水系統(tǒng)

水源取水裝置抽水井回灌井井用潛水泵水處理設備

除砂器電子水處理儀除砂水箱中間循環(huán)水系統(tǒng)換熱器蓄水槽循環(huán)水泵輸水管網(wǎng)和閥門配件緊急瀉水閥水路切換閥

水源水系統(tǒng)建筑物采暖或末端系統(tǒng)水源熱泵系統(tǒng)制冷循環(huán)普遍采用的制冷循環(huán)蒸發(fā)器冷凝器截流元件壓縮機電機冷卻塔水源水系統(tǒng)水源熱泵制冷循環(huán)相同制熱循環(huán)AirPreheating

在北方冬季必須補熱須再設一套供熱系統(tǒng)冬季切換轉(zhuǎn)向閥改變制冷劑的流向循環(huán)水溫度需要保持在12～35°C之間高于上限須排熱低于上限須補熱

分類分類也稱深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)建造抽水井群抽出地下水二次換熱或直接送至水源熱泵機組提取熱量或釋放熱量地下水由回灌井群灌回地下地下水熱泵系統(tǒng)分類熱泵冷熱源江、湖、河、海水利用方式直接抽取間接換熱地表水熱泵系統(tǒng)市場分析可再生能源利用（可持續(xù)性發(fā)展）

地下水通過土壤間接接受47%太陽輻射能是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)節(jié)能前提是冬夏水溫恒定在12~22°C

一機多用采用水路切換閥，夏季制冷，冬季制熱環(huán)保（回灌水量損耗及污染，目前爭議中）由節(jié)能引申，只針對火力發(fā)電來說，一次能源消耗少，污染物和CO2溫室氣體排放就少水源熱泵的發(fā)展需求點市場分析節(jié)能且政府鼓勵用電制冷工況和水源熱泵耗能一樣充分使用不可存儲的電能就是節(jié)能

可再生清潔能源水力發(fā)電核能發(fā)電太陽能發(fā)電風力發(fā)電冷凍水和冷卻水取自市政管網(wǎng)安全方便計費準確

電制冷空調(diào)設備的發(fā)展需求點環(huán)保采用環(huán)保冷媒對地下水資源沒有污染

出力穩(wěn)定不受外界自然條件的限制技術(shù)條件分析

水溫需要恒定在12°C以上深井水溫一般比當?shù)厝昶骄鶜鉁馗?～2°C

可利用的水源條件分析矛盾冬季冷負荷大必須考慮采暖要求至少10C以上地下水溫冬季北方地下水溫低機組出水溫度低能效差必須找到水溫恒定在12°C以上的穩(wěn)定流量的地下水源技術(shù)條件分析

水質(zhì)含砂量少

因地下水溫低

需提高換熱效果

采用板式換熱器同時需裝除砂器

易堵塞可利用的水源條件分析技術(shù)條件分析

水質(zhì)礦化度要低

PH6.8~8.2

氧化鐵含量錳含量過高

腐蝕鋼及合金采用水處理裝置同時需采用PE塑料管及抗腐蝕閥門附件可利用的水源條件分析PE塑料管技術(shù)條件分析

避開巖石層—鑿井難度大水井不宜太深—鑿井費用高1000元/米進深

—水泵運行費用高—管路初投資費用高水量充分恒定—隔水層下陷將含水層堵斷—水量逐漸衰減—水井枯竭需重新鑿井水層的地理結(jié)構(gòu)80~150m深管井示意圖

水文地質(zhì)條件技術(shù)條件分析電電制冷空調(diào)系統(tǒng)與使用家用電器一樣簡單！自來水經(jīng)濟性分析地下水溫低于10°C

－制熱COP很低耗能－機組無法正常工作

只考慮制熱功能

－北方需要補熱裝置－出水溫度低

鉆井深度大于200m

－勘探費用貴－鉆井費昂貴－專業(yè)隊伍少

地下水酸堿度嚴重超標細砂層回灌困難如下情況建議不使用水源熱泵水量不能滿足設計要求

－水量小則熱量小

當?shù)卣卟还膭?/p>

－大多數(shù)政府鼓勵用電

－保護地下水資源－濟南下大力度封井保泉

沿海城市

－沿海城市缺淡水

－上海地表下沉的前車之鑒

地處繁華地段地下水溫高于25C

－不能用于制冷

－易產(chǎn)生藻類－影響井使用壽命經(jīng)濟性分析水源熱泵系統(tǒng)投資費用最高機房土建管網(wǎng)施工末端冷凍水泵水源熱泵機組水文地質(zhì)勘探管井潛水泵除砂器水處理儀補熱裝置換熱器（閉式采用）中間循環(huán)水泵（閉式采用）初投資費用內(nèi)容比較電制冷空調(diào)系統(tǒng)機房土建管網(wǎng)施工末端冷凍水泵電制冷機組冷卻塔冷卻水泵水處理儀采暖鍋爐或接城市管網(wǎng)入網(wǎng)費換熱器經(jīng)濟性分析制冷工況電制冷系統(tǒng)運行費用低水資源費井泵運行費用龐大的維護管理費用

主機運行費用冷凍水泵運行費用末端運行費用

冷卻塔運行費用運行費用內(nèi)容比較（水源熱泵系統(tǒng)運行的最大開支）（制冷、制熱工況均運行）（兩種系統(tǒng)相同的運行費用）（占電制冷系統(tǒng)少部分的運行費用）制熱工況鍋爐采暖系統(tǒng)運行費用最低水資源費井泵運行費用主機運行費用龐大的維護管理費用循環(huán)水泵運行費用末端運行費用鍋爐運行費用（最低）或采暖費（持平）（水源熱泵系統(tǒng)運行的最大開支）（制冷、制熱工況均運行）（兩種系統(tǒng)相同的運行費用）經(jīng)濟性分析

費用比較項目電制冷空調(diào)+鍋爐供熱（共用末端）集中式水源熱泵（不含補熱裝置及井泵維護費用）初投資(萬元/KW)0.2060.335運行成本(元/KWH)0.2070.167產(chǎn)品質(zhì)量分析

非專業(yè)打井隊伍－優(yōu)質(zhì)井才能出大水量和優(yōu)質(zhì)水壽命可使用20余年

－成井質(zhì)量不好，影響制冷制熱效果

水源含砂

－板式換熱器易堵塞－水源熱泵機組需要徹底清洗

水源礦化度高

－腐蝕金屬－影響機組及管件使用壽命

管井井壁易結(jié)垢

－深井通道不暢，水流量不能保證，影響機組使用壽命

回灌不良后果嚴重

－回灌量少則取水量也將減少，回灌水污染則水源也將污染－回灌井水溫過以一段時間后會影響出水井的溫度－回灌回揚時會有空氣進入，氧化潛水泵及水源熱泵水系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量分析

技術(shù)標準未制定并形成規(guī)范－水源水質(zhì)標準未制定－回灌水質(zhì)標準未制定－水源熱泵系統(tǒng)設計規(guī)范未制定－回灌技術(shù)仍采用60年代水平

生產(chǎn)廠家實力薄弱－國內(nèi)螺桿機生產(chǎn)廠家眾多，水平參差不齊

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水源熱泵機組技術(shù)含量低，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)也可以組織生產(chǎn)－冷量小，需要多臺拼湊成大冷量，故障率高－少有知名品牌空調(diào)廠家生產(chǎn)集中式水源熱泵機組

水源熱泵系統(tǒng)自動化程度低－整個系統(tǒng)需要高自動化控制來實現(xiàn)節(jié)水節(jié)能高效運行

為降低設備成本用水路切換閥實現(xiàn)機組冷熱工況切換－應在機組上設置改變制冷劑循環(huán)流向的四通換向閥－制冷和制熱溫差不一樣，需要的蒸發(fā)器冷凝器的換熱面積不一致，制熱工況在非高效區(qū)域運行，影響機組壽命

客戶關(guān)心的問題一、歐美國家十分注重環(huán)保，為什么他們也一樣在使用水源熱泵呢？歐美國家十分注重環(huán)保，為什么他們也一樣在使用地源熱泵呢？北歐中歐提倡利用地熱及季節(jié)蓄能美加偏重20TR以下埋管式住宅用地源熱泵

GWHP深井回灌水源熱泵并不提倡使用客戶關(guān)心的問題二、水源熱泵系統(tǒng)有哪些日常運行維護？

井群的維護保養(yǎng)：井壁出現(xiàn)結(jié)垢，需定期清洗，井堵塞采取回揚方式（一日兩次）機組群的維護保養(yǎng)：換熱器出現(xiàn)結(jié)垢，需定期清洗水源水系統(tǒng)的維護保養(yǎng)：閥門管件的定期更換清洗客戶關(guān)心的問題三、設計的前期準備工作應該有哪些？建設方委托地質(zhì)工程勘察院對工程進行實地勘察，鉆觀察井和試驗井，對當?shù)氐叵滤疁?、含水層分布、出水量及回灌量進行試驗研究，提交水文地質(zhì)報告和地下水質(zhì)分析報告

了解電價、水資源費、煤價、空調(diào)設備價等，做各種方案的經(jīng)濟性分析客戶關(guān)心的問題四、水源水系統(tǒng)設計時應該注意哪些？考慮溫差和流量的合理利用

寒冷地區(qū)應用水源熱泵系統(tǒng)的冬季凍結(jié)問題耐腐蝕設備及管路閥門的選擇住宅水源熱泵系統(tǒng)的外網(wǎng)運行費用客戶分擔客戶關(guān)心的問題五、選擇質(zhì)量好的水源熱泵機組就可以保證系統(tǒng)高效運行了嗎？水源熱泵是一項系統(tǒng)工程從空間角度可將其分為地上部分（熱泵機組及相關(guān)設備系統(tǒng)）地下部分（井群及周邊土壤）從時間角度看系統(tǒng)運行工況是隨建筑物負荷及當?shù)貧庀蟮刭|(zhì)條件等全年變化的外部因素而不斷改變的客戶關(guān)心的問題六、回灌問題現(xiàn)在可以徹底解決了嗎？回灌水質(zhì)要好于或等于原地下水質(zhì)，回灌不會引起區(qū)域性地下水質(zhì)污染

無壓自流回灌適用于滲透性好含水層加壓回灌適用于地下水位高透水性差的地層對于抽灌兩用井，為防止井間互相干擾，應控制合理井間距目前絕大部分工程，回灌效果很差（均設置緊急排污閥），運行時間長了，機組水源受回灌量不足影響，溫度冬季下降、夏季增高，機組的工作效率惡化人類最寶貴最脆弱的淡水資源正被破壞地下水回灌還未有明確的技術(shù)規(guī)范客戶關(guān)心的問題七、選擇質(zhì)量好的水源熱泵機組就可以保證系統(tǒng)高效運行了嗎？水源熱泵是一項系統(tǒng)工程從空間角度可將其分為地上部分（熱泵機組及相關(guān)設備系統(tǒng)）地下部分（井群及周邊土壤）從時間角度看系統(tǒng)運行工況是隨建筑物負荷及當?shù)貧庀蟮刭|(zhì)條件等全年變化的外部因素而不斷改變的客戶關(guān)心的問題八、水源熱泵系統(tǒng)冬天制熱效果真的很好嗎？防凍問題

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