1. Introducción a la tecnología de pozos profundos de la bomba de calor de la fuente de agua
1. Principio de la bomba de calor de la fuente de agua
Las aguas subterráneas son un gran recurso natural, con una gran inercia térmica y una pequeña fluctuación de temperatura durante todo el a ño.En general, las aguas subterráneas poco profundas enterradas a menos de 20 metros pueden mantenerse en la temperatura media anual de la zona durante todo el año.Es un recurso natural ideal.Fuente de calor y frío.El sistema de bomba de calor de la fuente de agua es un nuevo tipo de aire acondicionado de ahorro de energía que utiliza las características de las aguas subterráneas.En el sistema de bomba de calor de fuente de agua, la profundidad del pozo de la bomba de calor de fuente de agua es generalmente de 50 a 300 metros.Dado que esta parte de las aguas subterráneas se suministra principalmente a partir de las aguas superficiales y no es apta para el consumo, es una excelente opción para el sistema central de aire acondicionado de la bomba de calor de la fuente de agua.Se compone de sistema terminal (terminal de tratamiento de aire interior, etc.), sistema central de aire acondicionado de fuente de agua (también conocido como bomba de calor de fuente de agua) y sistema de fuente de agua.Cuando el sistema central de aire acondicionado de la fuente de agua suministra calor a los usuarios, la energía térmica de bajo grado se extrae de la fuente de agua y se bombea a la fuente de calor de alta temperatura a través de la unidad central de aire acondicionado (bomba de calor) de la fuente de agua eléctrica para satisfacer Las necesidades de calefacción de los usuarios.Cuando el aire acondicionado central de la fuente de agua refrigera a los usuarios, el calor residual en la habitación de los usuarios se transporta a la fuente de agua a través de la unidad central de aire acondicionado de la fuente de agua (refrigeración) para satisfacer las necesidades de refrigeración de los usuarios.
1.1 esquema del sistema: tome como ejemplo el modo de calefacción (el modo de refrigeración se puede lograr cambiando la válvula, incluso si el agua de la fuente de agua entra en el condensador, el agua de refrigeración circulante del evaporador también está conectada al sistema del usuario).
De acuerdo con los diferentes modos de utilización de la fuente de agua, la bomba de calor de la fuente de agua se puede dividir en sistema cerrado y sistema abierto.
El sistema cerrado es un conjunto de intercambiadores de calor de circuito cerrado en el lado del agua.Los conjuntos de casquillos se entierran generalmente horizontal o verticalmente en aguas subterráneas o lacustres o en agua de mar, y la transferencia de energía se realiza mediante el intercambio de calor con el suelo o el agua de mar.
El sistema abierto también se llama sistema de bomba de calor de fuente de agua de recarga de pozo profundo.Las aguas subterráneas se bombean mediante la construcción de pozos de bombeo y luego se transfieren a la unidad de bomba de calor de la fuente de agua mediante intercambio de calor secundario o directamente.Una vez extraído o liberado el calor, regresa a la superficie del pozo de recarga.
Ventajas de la bomba de calor de la fuente de agua
2.1 ahorro de energía de alta eficiencia
La bomba de calor de la fuente de agua es el método de refrigeración y calefacción con la mayor relación de eficiencia energética (COP) en el sistema de aire acondicionado.El cálculo teórico puede llegar a 7, el funcionamiento real es de 4 - 6.
La temperatura del agua disponible de la unidad de bomba de calor de fuente de agua es de 12 ~ 22℃℃ En invierno, la temperatura del agua es superior a la temperatura ambiente.Por lo tanto, aumenta la temperatura de evaporación del ciclo de la bomba de calor y la relación de eficiencia energética.Temperatura del agua en verano 18 ~ 35℃℃, Además, la temperatura del agua es inferior a la temperatura del aire ambiente, la temperatura de condensación de la refrigeración se reduce, el efecto de refrigeración es mejor que la torre de refrigeración por aire y la torre de refrigeración, mejorando así la eficiencia de funcionamiento de la unidad.El consumo de energía de la bomba de calor de la fuente de agua es de 1 kw.h. el usuario puede obtener 4,3 ~ 5,0 kw.h de calor o 5,4 ~ 6,2 kw.h de capacidad de refrigeración.En comparación con la bomba de calor de fuente de aire, su eficiencia operativa es del 20%.° Superior
El costo de funcionamiento es sólo del 40% al 60% del aire acondicionado central ordinario.
2.2 tecnologías de utilización de las energías renovables
La bomba de calor de la fuente de agua es un sistema de calefacción y aire acondicionado que utiliza la energía solar almacenada en el agua de la tierra como fuente de calor y frío para la conversión de energía.Las masas de agua disponibles son las aguas subterráneas o fluviales, los ríos y lagos superficiales y los océanos.El suelo y el agua superficiales no son sólo un enorme colector solar, que recoge el 47% de la energía de radiación solar, más de 500 veces la energía consumida por los seres humanos cada a ño (el agua subterránea recibe la energía de radiación solar indirectamente a través del suelo), sino también un enorme sistema de balance energético dinámico.El suelo y el agua de la superficie mantienen naturalmente un equilibrio relativo entre la recepción y la liberación de energía.Esto le permite utilizar energía solar casi ilimitada o almacenarla en tierra.Por lo tanto, la bomba de calor de la fuente de agua utiliza tecnología de energía limpia y renovable.
2.3 ahorro de agua y tierras
Utilizar el agua superficial como fuente de calor y frío, liberar o absorber calor, no consumir recursos hídricos, no causar contaminación;El modelo de utilidad ahorra las instalaciones de la Sala de calderas y el depósito auxiliar de carbón, la Sala de almacenamiento de petróleo, la torre de refrigeración, etc. además, la Sala de máquinas tiene una gran superficie y es más pequeña que el sistema de aire acondicionado convencional, lo que no sólo ahorra espacio de construcción, sino que también es favorable para la belleza arquitectónica.
2.4 importantes beneficios ambientales
La unidad de bomba de calor de la fuente de agua no necesita el sistema de calefacción de la Sala de calderas, como el carbón, el gas y el petróleo, y no necesita el proceso de combustión, evitando así la contaminación por hollín, aguas residuales, etc.Cuando se enfría, se ahorra la torre de agua de refrigeración y se evita el ruido de la torre de refrigeración.Contaminación por moho y consumo de agua.Por lo tanto, la unidad de bomba de calor de la fuente de agua no tiene contaminación, no tiene combustión, no tiene hollín, no tiene escoria, aguas residuales, gases residuales, humo, no tiene el efecto de la isla de calor de la ciudad.Es muy respetuoso con el medio ambiente, es un producto verde ideal.
2.5 una máquina multifuncional, amplia gama de aplicaciones
El sistema de bomba de calor de fuente de agua se puede utilizar para calefacción, aire acondicionado y agua caliente doméstica.Una máquina tiene muchas funciones.Un sistema puede reemplazar los dos conjuntos originales de calderas y unidades o sistemas de aire acondicionado.Especialmente para los edificios con calefacción y refrigeración, la bomba de calor de la fuente de agua tiene ventajas obvias.No sólo ahorra una gran cantidad de energía, sino que también puede satisfacer las necesidades de un conjunto de equipos de calefacción y refrigeración al mismo tiempo, reduciendo la inversión inicial del equipo.Su inversión total es sólo el 60% del sistema tradicional de aire acondicionado, y la instalación es conveniente, la carga de trabajo de instalación es menor que el sistema tradicional de aire acondicionado, el ciclo de instalación es corto, la sustitución es conveniente.
La bomba de calor de la fuente de agua se puede utilizar en hoteles, centros comerciales, edificios de oficinas, escuelas y otros edificios.La pequeña bomba de calor de la fuente de agua es más adecuada para la calefacción y refrigeración de villas y barrios residenciales.
2.6 funcionamiento estable y fiable, fácil mantenimiento
La temperatura del agua es relativamente estable durante todo el año, y su amplitud de fluctuación es mucho menor que la del aire.La temperatura constante del agua hace que el funcionamiento de la unidad de bomba de calor sea más fiable y estable, y garantiza la eficiencia y la economía del sistema.Control informático completo, alto grado de automatización.Debido a la simplicidad del sistema, menos componentes de la unidad, funcionamiento estable, bajo costo de mantenimiento, larga vida útil.
2.7 cumplimiento de las políticas nacionales y apoyo normativo.El Estado asigna gran importancia al desarrollo y la utilización de la energía renovable.La Ley de energía renovable de la República Popular China entró en vigor el 1º de enero de 2006.En el esbozo del plan, el desarrollo vigoroso y la aplicación a gran escala de las fuentes de energía nuevas y renovables también son temas prioritarios de desarrollo en la esfera de la energía.Desde el punto de vista de la legislación nacional y la estrategia de desarrollo, promover vigorosamente el desarrollo y la aplicación de la energía renovable.
Hace unos días,The Ministry of Finance and the Ministry of Construction issued Documents "Implementation Opinions on Promoting the Application of Renewable Energy in building" and "Provisional Measures for the Management of special funds for the Application of Renewable Energy in building", which account for more than 25 per cent of the New Building area.Para 2020, el área de aplicación de energía renovable representará más del 50% de la nueva área de construcción.Esto proporciona un buen ambiente y una fuerte fuerza motriz para el desarrollo de la bomba de calor de la fuente de agua en China.
3. Limitaciones de la aplicación de la bomba de calor de la fuente de agua:
3.1 limitaciones de las condiciones de las fuentes de agua disponibles
En teoría, la bomba de calor de la fuente de agua puede utilizar todos los recursos hídricos, pero en la práctica, el costo de utilizar diferentes recursos hídricos es muy diferente.Por lo tanto, la clave para la aplicación de la bomba de calor de la fuente de agua es si hay una fuente de agua adecuada en diferentes áreas.En la actualidad, el costo del sistema cerrado es generalmente alto en el modo de utilización de la bomba de calor de la fuente de agua.En el sistema abierto, la capacidad de encontrar una fuente de agua adecuada se ha convertido en la condición limitante de la aplicación de la bomba de calor de la fuente de agua.En el caso de los sistemas de separación, la temperatura, la cantidad de agua y la limpieza deben cumplir los requisitos de la fuente de agua.
3.2 limitaciones de la estructura geográfica de los acuíferos
Para utilizar el bombeo de ida y vuelta de la superficie, debe tenerse en cuenta la estructura geológica de la zona utilizada para garantizar que la fuente de agua adecuada pueda encontrarse en condiciones económicas.Al mismo tiempo, deben tenerse en cuenta las condiciones geológicas locales.
Las condiciones del suelo garantizan la recarga del agua de cola.
3.3 economía de las inversiones
Debido a la influencia de diferentes regiones, diferentes usuarios, políticas energéticas nacionales y precios del combustible, las condiciones básicas de las fuentes de agua son diferentes.Las inversiones únicas y los costes de funcionamiento varían de un usuario a otro.Aunque en general, la bomba de calor de la fuente de agua tiene una mayor eficiencia operativa y un menor costo.Sin embargo, en comparación con los métodos tradicionales de aire acondicionado, refrigeración y calefacción, la eficiencia económica de la inversión de la bomba de calor de la fuente de agua será diferente en diferentes regiones en diferentes condiciones de demanda.
