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水源热泵机组工作原理是怎样的?

        水源热泵机组是一种通过利用地表水、地下水以及吸收太阳能和地热能等低品位热资源,并采用热泵原理,输入少量高品位电能,实现低品位热能向高位热能转移的空调装置。

        通常,空调系统根据所使用的热源,应用上通常分为三种,分别是:  
        1、封闭环路式:水源采用循环流动于公共管路中的水或盐水(或类似功能的液体,如乙二醇等),通常称为水环热泵; 

        2、地下水式:从水井、湖泊、海洋或河流中抽取的水或在地下盘管中循环流动的盐水(或类似功能的液体)为冷(热)源,制取冷(热)风或冷(热)水的设备,又称为水源热泵;  

        3、地下环路式:从地下盘管中循环流动的盐水(或类似功能的液体)为冷(热)源,制取冷(热)风或冷(热)水的设备,又称为地源热泵。



        水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,而冬季,则从水源中提取能量,由热泵原理通过空气或水作为制冷剂提升温度后送到建筑物中。

        水源热泵根据对水源的利用方式的不同,可以分为闭式系统和开式系统两种。闭式系统是指在水侧为一组闭式循环的换热盘管,该组盘管一般水平或垂直埋于湖水或海水中,通过与湖水或海水换热来实现能量转移(该组盘管直接埋于土壤中的系统称为土壤源热泵,也是地源热泵的一种);开式系统是指从地下或地表中抽水后经过换热器直接排放的系统。水源热泵无论是在制热还是制冷过程中均以水为热源和冷却介质,即用切换工质回路来实现制热和制冷的运行。然而,更为方便的是由水回路中的三通阀来完成。虽然在水源热泵系统图中表示了水源直接进入蒸发器(制冷时为冷凝器),在某些场合,为避免污染封闭的冷水系统(通常是处理过的),需间接地用一个换热器来供水;另一种方法是利用封闭回路的冷凝器水系统。水作为热泵制热、制冷过程的介质,满足以下两个条件即可利用-一是水的温度在7℃~30℃之间,二是水量要充足。水源水可以是各种工业用废水、生活用水、海水、江、河水等,甚至是各种工业余热。提取水中的热(冷)量比较简单易行的方式是打井,利用井泵提取地下水作为循环介质。

水源热泵机组具体工作原理如下:
        在制冷模式时,高温高压的制冷剂气体从压缩机出来进入冷凝器,制冷剂向冷却水(地下水)中放出热量,形成高温高压液体,并使冷却水水温升高。制冷剂再经过膨胀阀膨胀成低温低压液体,进入蒸发器吸收冷冻水(建筑制冷用水)中的热量,蒸发成低压蒸汽,并使冷冻水水温降低。低压制冷剂蒸汽又进入压缩机压缩成高温高压气体,如此循环在蒸发器中获得冷冻水。    

        在制热模式时,高温高压的制冷剂气体从压缩机出来进入冷凝器,制冷剂向供热水(建筑供暖用水)中放出热量而冷却成高压液体,并使供热水水温升高。制冷剂再经过膨胀阀膨胀成低温低压液体,进入蒸发器吸收低温热源水(地下水)中的热量,蒸发成低压蒸汽,并使低温热源水水温降低。低压制冷剂蒸汽又进入压缩机压缩成高温高压气体,如此循环在冷凝器中获得供热水。
                        水源热泵系统与其它常见系统的特性对比一览表

 

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