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地下水溫空調是否可行?

文章出處:   責任編輯:   發布時間:2016-08-30 23:27:00    點擊數:-   【

問:地下水溫空調可行嗎?現在有水空調,但弊端挺多。我的想法是不直接抽地下水,而是把一根空心銅管放入地下水中,使用抽風機把外面空氣通過銅管進入地下水中降溫,然后通過空心銅管把降溫后的空氣給房間降溫。這樣會有什么問題,成本有多高,是否實用。

答:單純說完全按照你這種想法來實現的話,是肯定沒有這種產品的,從原理上也是有嚴重缺陷的。但是從冷熱源取用方面,是有利用和地下土壤、地表水等換熱來實現制冷制熱的。先說說你這個思路的缺陷(以下只是粗略的用常態下的數據分析,實際情況的參數會有變化,但是對于定性分析不受多大影響):

水的比熱容(單位質量物體改變單位溫度時的吸收或釋放的內能)是常見物質中最大的(4.2*10^3焦/千克·攝氏度),而空氣比熱容為1.0×10^3焦/千克·攝氏度,也就是說利用空氣來吸放熱所需要的質量,將會是水的四倍。

水的密度為1000千克/立方米,而空氣的密度是1.29千克/立方米,也就是說要達到同等吸放熱的能量,4倍質量于水的空氣,體積是水的3000多倍,也就是說你要通入地下和水換熱的空氣量會很大很大。


地下水溫度根據地區不同溫度也不相同,大概恒定在10度上下,而水系統空調,盤管里面的進水溫度為7攝氏度,這3攝氏度的溫差會導致換熱的效率大大降低,而且風機盤管是直接放在屋子里,空氣和水換完熱就吹到屋子里,你描述的方式還得經過管路傳輸到屋子里,沿途又會有幾攝氏度的溫升,這導致空調的效果進一步變差。

空氣的運動粘度系數又比大,意味著在管路里面流動的阻力也大。

空氣換熱之后,再回到管路里和地下水換熱,此時空氣溫度大概和室溫相當,也就是26攝氏度上下,和地下水溫只有16度溫差,換熱效率也很低。

打井打到地下水位,井深可是很大的,成本很高。

地下水(土壤)的熱量也不是取之不及用之不竭的,相反,因為地下的傳熱量是恒定的,因此當人強制取用冷熱量的時候,地下水(土壤)的熱量會難以補充,地下水(土壤)溫度失衡會造成極大的生態危害。而且拋開環保不說,不斷的取用冷量,也會導致地下溫度上升,換熱溫差進一步減小,效率年年降低。

總結下,以上幾點會導致——對于埋管的場地、管路數量、密度,風機的流量、靜壓有極高的要求,成本極高,高到肯定實現不了。換熱效率很低,根本滿足不了舒適性的要求。

然后說說改進方式:

既然用空氣來直接載熱很不現實,那就干脆管路里面走水來好了。

既然地下、室內兩邊換熱的溫度都不效率,那就中間加入一個空調主機來提高溫差好了,提高和地下側換熱的水溫度,降低室內側水的溫度,換熱效率提高,也能滿足舒適性的要求。

既然又不直接利用地下水,那干脆也別打井打那么深,直接就和地下土壤換熱好了,溫度也差不多。

既然單純的取冷量會導致地下溫度失衡,那干脆夏天取冷量,冬天取熱量(取冷量、取熱量為暖通專業的習慣說法,從能量角度看是一種相反的能量流動方向),然后保持兩個季節的能量輸入輸出平衡,就好了。但是怎么能知道平不平衡呢,負荷計算,看看冬夏季所需的能量是否平衡,如果不平衡,那么就夏季輔以冷卻塔、冬季輔以鍋爐,來彌補平衡之后多出來的冷熱量需求。

至此,題主的方案被我硬生生改成了地源熱泵系統,深表慚愧。而且關于水地源熱泵的現狀和缺陷,有興趣可以去查查,問題很大。

然后題主說的現有水空調弊端不少,但是不知道題主說的是哪種系統的哪方面。

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