水源热泵空调是最环保、最节能的空调,但水温加热后排放湘江是否会产生热污染也引起了社会的广泛讨论,我们就此问题采访我国空调技术专家湖南大学土木工程学院教授杨昌智。
水泵将水从低水位泵向高水位,热泵将“热”从低温物体“泵”向高温物体。
杨教授说,顾名思义,水泵用来泵水,而热泵则是用于“泵”热。自然状态下,水总是从高处流向低处,而热则是从高温物体流向低温物体。水泵将水从低水位泵向高水位,热泵则是将“热”从低温物体“泵”向高温物体。在夏季,我们利用热泵将“热”从比室外温度更低的室内“泵”向室外,冬季则相反。于是,我们就实现了空调房间的冬暖夏凉。
如果,我们夏季把室内的热“泵”向水源、冬季从这个水源取热“泵”向室内,我们称这样的热泵为水源热泵。显然,这样的水源需要有较大的“冷”和“热”的承载能力,通常有江河、湖泊、海洋、地下水等。
水源热泵已经应用和发展几十年了,其技术本身已经非常成熟。特别是近年来,地源热泵、江水源热泵、污水源热泵等已经得到广泛应用。在湖南地区,地下水源热泵在常德地区应用非常普遍,项目较多。
热泵可以与水泵进行类比,水泵提升单位水量所需的能量随着水泵提升高度(高、低水位差)的增大而增大,同样的道理,热泵“搬运”单位热量的所需能量随着高温物体和低温物体的温度差的增大而增大。传统空调所用的热泵多为空气源热泵,即夏季将室内的热量搬运至室外空气,冬季从室外空气提取热量至室内,此时,其“搬运”温差可以理解为室内外空气温差。我们知道,江河水、湖泊水、城市污水等水源的温度在夏季比空气温度低,在冬季又比空气温度高,如果采用这些水源作水源热泵,与空气源热泵相比,热泵的“搬运”温差小了,所以热泵“搬运”单位热量的能耗就降低了。另外,在湖南地区,冬季室外空气温度较低、湿度又大,传统的空气源热泵空调系统的室外机很容易结霜,为了使空调能持续工作就需要经常化霜,热泵的效率很低,常常不得不加装“电辅”来加热室内空气。从这些方面来讲,水源热泵技术的能耗更低。
按照长沙市即将出台的《水源热泵综合应用发展规划》进行设计、施工与管理,对湘江水体和水体生态环境是没有影响的。
在谈到水源热泵技术在长沙使用,循环出的有一定温差的温水排放湘江,是否对湘江水体和湘江生物造成影响时,杨教授说,湘江的水源热泵应用是安全的。
杨教授说,这是一个大家普遍关心的问题。但只要按照国家的相关规范和标准,按照长沙市即将出台的《水源热泵综合应用发展规划》进行设计、施工与管理,对湘江水体和水体生态环境是没有影响的。这些规范、标准和规划在制定时进行了大量的调研工作,充分考虑水源热泵应用的不利影响,如“周温升不大于1度、周温降不大于2度”,以及同一江河横断面的最大冷热承载能力等都有明确规定。
另外,水源热泵对水源的利用,只是利用水的冷(热)量,对水质不作任何改变,仅仅是水温发生了几度的变化,就像我们在家里把水烧热了几度一样。并且,水在进热泵机组前还进行了过滤,用过滤水应该是更干净。
目前来说,在实际判断应用水源热泵系统的可行性时,主要通过CFD模拟软件对系统全年运行的温升进行模拟。预测出系统可能造成的温升范围,并在满足用户制冷负荷的前提下将其温升尽量减小,在确保不会对水域生物和水体造成影响的情况下,才会投入使用。
水源热泵技术对水质并无影响,一般出水排放口都在自来水取水口下游,对自来水厂取水水源无影响。
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