地源熱泵圖片
中文名 | 地源熱泵 | 外文名 | geothermal heat pumps |
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所消耗的能量 | 通常為1kWh | 概念提出者 | 1912 年由瑞士的專家提出 |
提出國(guó) | 英、美 | 形????式 | 開(kāi)式和閉式 |
優(yōu)????點(diǎn) | 污染小,費(fèi)用低,維護(hù)簡(jiǎn)單,無(wú)污染 | 分????類 | 地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng) |
以巖土體、地下水或地表水為低溫?zé)嵩?,由水源熱泵機(jī)組、地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)。
地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分:室外地源換熱系統(tǒng)、地源熱泵主機(jī)系統(tǒng)和室內(nèi)末端系統(tǒng)。
地源熱泵主要特點(diǎn)
(1)地源熱泵技術(shù)屬可再生能源利用技術(shù)。由于地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源(通常小于400米深)作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以稱之為地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽(yáng)能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。地表淺層是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器,收集了47%的太陽(yáng)能量,比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制,真正是量大面廣、無(wú)處不在。這種儲(chǔ)存于地表淺層近乎無(wú)限的可再生能源,使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。
(2)地源熱泵屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)。其地源熱泵的COP值達(dá)到了4以上,也就是說(shuō)消耗1KWh的能量,用戶可得到4KWh以上的熱量或冷量。
(3)地源熱泵環(huán)境效益顯著。其裝置的運(yùn)行沒(méi)有任何污染,可以建造在居民區(qū)內(nèi),沒(méi)有燃燒,沒(méi)有排煙,也沒(méi)有廢棄物,不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地,且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。
(4)地源熱泵一機(jī)多用,應(yīng)用范圍廣。地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào),還可供生活熱水,一機(jī)多用,一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng);可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑,更適合于別墅住宅的采暖。
(5)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用低。地源熱泵的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安裝在室內(nèi),從而避免了室外的惡劣氣候,機(jī)組緊湊、節(jié)省空間;自動(dòng)控制程度高,可無(wú)人值守。
由以上的特點(diǎn)可以看出,地源熱泵技術(shù)以后可得到廣泛的應(yīng)用。
公司:上海能睿環(huán)境科技有限公司 我公司所做地源熱泵工程所涵蓋的區(qū)域遍及了上海市郊多個(gè)區(qū)縣,如:南匯、奉賢、金山、閔行、嘉定、松江、寶山、浦東新區(qū)等,主要以別墅的地源熱泵項(xiàng)目為主,同時(shí)也涉及公寓房的鍋...
源熱泵現(xiàn)為最節(jié)能環(huán)保的中央空調(diào)..........
地源熱泵是利用地球表面淺層水源(如地下水、河流和湖泊)和土壤源中吸收的太陽(yáng)能和地?zé)崮埽⒉捎脽岜迷?,既可供熱又可制冷的高效?jié)能空調(diào)系統(tǒng)。
地源熱泵形式
水源/地源熱泵有開(kāi)式和閉式兩種。
開(kāi)式系統(tǒng):
開(kāi)式系統(tǒng)是指地表水在循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)下,經(jīng)過(guò)處理直接流經(jīng)水源熱泵機(jī)組或者通過(guò)中間換熱器進(jìn)行熱交換的系統(tǒng)。
閉式系統(tǒng):
是在深埋于地下的封閉塑料管內(nèi),注入防凍液,通過(guò)換熱器與水或土壤交換能量的封閉系統(tǒng)。閉式系統(tǒng)不受地下水位、水質(zhì)等因素影響。
1、垂直埋管--深層土壤
垂直埋管可獲取地下深層土壤的熱量。垂直埋管通常安裝在地下50-150米深處,一組或多組管與熱泵機(jī)組相連,封閉的塑料管內(nèi)的防凍液(塑料管中是水,水中的防凍液根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件決定加多少)將熱能傳送給熱泵,然后由熱泵轉(zhuǎn)化為建筑物所需的暖氣和熱水。垂直埋管是地源熱泵系統(tǒng)的主要方式,得到各個(gè)國(guó)家的政府部門(mén)大力支持。
2、水平埋管--大地表層 在地下2米深處水平放置塑料管,塑料管內(nèi)注滿防凍的液體,并與熱泵相連。水平埋管占地面積大,土方開(kāi)挖量大,而且地下?lián)Q熱器受地表氣候變化的影響。
地源熱泵是一種利用土壤所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng),地源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。地表土壤和水體是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器,收集了47%的太陽(yáng)輻射能量,比人類每年利用的500倍還多(地下的水體是通過(guò)土壤間接的接受太陽(yáng)輻射能量);它又是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng),地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散相對(duì)的平衡,地源熱泵技術(shù)的成功使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無(wú)限的太陽(yáng)能或地能成為現(xiàn)實(shí)。如果實(shí)行冬夏連用,地源熱泵的系統(tǒng)將具有更高的穩(wěn)定性(土壤越深中間存在的空氣含量越低,受地面溫度影響越小),能夠?qū)崿F(xiàn)理論上的可再生。
地源熱泵高效節(jié)能
地源熱泵機(jī)組利用土壤或水體溫度冬季為12-22℃,溫度比環(huán)境空氣溫度高,熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高,能效比也提高;土壤或水體溫度夏季為18-32℃,溫度比環(huán)境空氣溫度低,制冷系統(tǒng)冷凝溫度降低,使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式,機(jī)組效率大大提高,可以節(jié)約30--40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用,1KW的電能可以得到4KW以上的熱量或5KW以上冷量。
與鍋爐(電、燃料)供熱系統(tǒng)相比,鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70~90%的燃料內(nèi)能為熱量,供用戶使用,因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能,比燃料鍋爐節(jié)省約二分之一的能量;由于地源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定,一般為10~25℃,其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3.5~4.4,與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比,要高出40%左右,其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50~60%。因此,近十幾年來(lái),地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美如美國(guó)、加拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國(guó)家取得了較快的發(fā)展,中國(guó)的地源熱泵市場(chǎng)也日趨活躍,可以預(yù)計(jì),該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)成為21世紀(jì)最有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。
表一:
地源熱泵與其它加熱方式相比的能源消耗情況比較:
比較后可得出地源熱泵是所有加熱方式中最節(jié)約能源的。
表二:地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)各方面的特點(diǎn)相比:
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在各方面都比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)表現(xiàn)優(yōu)秀。
表三:300平米別墅,供暖季供暖和生活熱水運(yùn)行費(fèi)用與其它供暖方式相比:
注:表三研究對(duì)象為北京的一套高檔別墅,面積為300平米。各種價(jià)格參數(shù)取自市政府相關(guān)部門(mén)發(fā)布的《2004年度北京能源利用報(bào)告》,以及《2006年度北京能源利用報(bào)告》,2個(gè)年度的能源價(jià)格變動(dòng)較大。本表按用戶每天運(yùn)行15小時(shí),一個(gè)采暖季計(jì)算。
地源熱泵優(yōu)點(diǎn)
環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益顯著
地源熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí),不消耗水也不污染水,不需要鍋爐,不需要冷卻塔,也不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地,環(huán)保效益顯著。地源熱泵機(jī)組的電力消耗,與空氣源熱泵相比也可以減少40%以上;與電供暖相比可以減少70%以上,它的制熱系統(tǒng)比燃?xì)忮仩t的效率平均提高近50%,比燃?xì)忮仩t的效率高出了75%。
一機(jī)多用,應(yīng)用廣泛
地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)制冷,還可提供生活熱水,一機(jī)多用,一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng),特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物。地源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量的能量,而且用一套設(shè)備可以同時(shí)滿足供熱、供冷、供生活用水的要求,減少了設(shè)備的初投資,地源熱泵可應(yīng)用于賓館、居住小區(qū)、公寓、廠房、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑,小型的地源熱泵更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。
維護(hù)費(fèi)用低并可無(wú)人值守
地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件要比常規(guī)系統(tǒng)少,因而減少維護(hù),其系統(tǒng)不是埋在地下就是安裝在室內(nèi),不暴露在風(fēng)雨中,機(jī)組緊湊、節(jié)省空間,也可免遭損壞,更加可靠,延長(zhǎng)壽命。自動(dòng)控制程度高,可無(wú)人值守、遠(yuǎn)程管理,無(wú)需雇傭人員看管。
污染小
地源熱泵的污染物排放,與空氣源熱泵相比,相當(dāng)于減少38%以上,與電供暖相比,相當(dāng)于減少70%以上,真正的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排節(jié)能減排是減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放更多。
維護(hù)簡(jiǎn)單
地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件要比常規(guī)系統(tǒng)少,因而減少維護(hù),系統(tǒng)安裝在室內(nèi),不暴露在風(fēng)雨中,也可免遭損壞,更加可靠,延長(zhǎng)壽命。
壽命長(zhǎng)
地源熱泵的地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管,壽命可達(dá)50年,要比普通空調(diào)高35年使用壽命。
維持生態(tài)環(huán)境平衡
地源熱泵夏天把室內(nèi)的熱量排到地下,冬天把地下的熱量取出來(lái)供室內(nèi)使用,相對(duì)來(lái)說(shuō),向環(huán)境排放更少的能量,維持生態(tài)環(huán)境的平衡。
節(jié)省空間
沒(méi)有冷卻塔、鍋爐房和其它設(shè)備,省去了鍋爐房,冷卻塔占用的寶貴面積,產(chǎn)生附加經(jīng)濟(jì)效益,并改善了環(huán)境外部形象。
地源熱泵系統(tǒng)的能量來(lái)源于自然能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調(diào)”。被認(rèn)為是可使用的對(duì)環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無(wú)論嚴(yán)寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用??蓮V闊應(yīng)用在辦公樓、賓館、學(xué)校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場(chǎng)、別墅、住宅等領(lǐng)域。
根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同,地源熱泵系統(tǒng)分為埋管式地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵。
埋管式地源熱泵系統(tǒng)分為開(kāi)式和閉式兩種。
開(kāi)式系統(tǒng):
開(kāi)式系統(tǒng)是指地表水在循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)下,經(jīng)過(guò)處理直接流經(jīng)水源熱泵機(jī)組或者通過(guò)中間換熱器進(jìn)行熱交換的系統(tǒng)。
閉式系統(tǒng):
是在深埋于地下的封閉塑料管內(nèi),注入防凍液,通過(guò)換熱器與水或土壤交換能量的封閉系統(tǒng)。閉式系統(tǒng)不受地下水位、水質(zhì)等因素影響。
1、垂直埋管--深層土壤
垂直埋管可獲取地下深層土壤的熱量。垂直埋管通常安裝在地下50-150米深處,一組或多組管與熱泵機(jī)組相連,封閉的塑料管內(nèi)的防凍液(塑料管中是水,水中的防凍液根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件決定加多少)將熱能傳送給熱泵,然后由熱泵轉(zhuǎn)化為建筑物所需的暖氣和熱水。垂直埋管是地源熱泵系統(tǒng)的主要方式,得到各個(gè)國(guó)家的政府部門(mén)大力支持。
2、水平埋管--大地表層 在地下2米深處水平放置塑料管,塑料管內(nèi)注滿防凍的液體,并與熱泵相連。水平埋管占地面積大,土方開(kāi)挖量大,而且地下?lián)Q熱器受地表氣候變化的影響。
在自然界中,水總是由高處流向低處,熱量也總是從高溫傳向低溫。人們可以用水泵把水從低處抽到高處,實(shí)現(xiàn)水由低處向高處流動(dòng),熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。
所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置,工作時(shí)它本身消耗很少一部分電能,卻能從環(huán)境介質(zhì)(水、空氣、土壤等)中提取4-7倍于電能的裝置,提升溫度進(jìn)行利用,這也是熱泵節(jié)能的原因。
地源熱泵是熱泵的一種,是以大地或水為冷熱源對(duì)建筑物進(jìn)行冬暖夏涼的空調(diào)技術(shù),地源熱泵只是在大地和室內(nèi)之間“轉(zhuǎn)移”能量。利用極小的電力來(lái)維持室內(nèi)所需要的溫度。
在冬天,1千瓦的電力,將土壤或水源中4-5千瓦的熱量送入室內(nèi)。在夏天,過(guò)程相反,室內(nèi)的熱量被熱泵轉(zhuǎn)移到土壤或水中,使室內(nèi)得到?jīng)鏊目諝?。而地下獲得的能量將在冬季得到利用。如此周而復(fù)始,將建筑空間和大自然聯(lián)成一體。以最小的低價(jià)獲取了最舒適的生活環(huán)境。
熱泵機(jī)組裝置主要有:壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥四部分組成,通過(guò)讓液態(tài)工質(zhì)(制冷劑或冷媒)不斷完成:蒸發(fā)(吸取環(huán)境中的熱量) →壓縮→冷凝(放出熱量)→節(jié)流→再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過(guò)程,從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中。 壓縮機(jī)(Compressor):起著壓縮和輸送循環(huán)工質(zhì)從低溫低壓處到高溫高壓處的作用,是熱泵(制冷)系統(tǒng)的心臟; 蒸發(fā)器(Evaporator):是輸出冷量的設(shè)備,它的作用是使經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā),以吸收被冷卻物體的熱量,達(dá)到制冷的目的; 冷凝器(Condenser):是輸出熱量的設(shè)備,從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)消耗功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走,達(dá)到制熱的目的; 膨脹閥(Expansion Valve)或節(jié)流閥(Throttle):對(duì)循環(huán)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用,并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量。 根據(jù)熱力學(xué)第二定律,壓縮機(jī)所消耗的功(電能)起到補(bǔ)償作用,使循環(huán)工質(zhì)不斷地從低溫環(huán)境中吸熱,并向高溫環(huán)境放熱,周而往復(fù)地進(jìn)行循環(huán)。
熱泵是需要冷凝器的熱量,蒸發(fā)器則從環(huán)境中吸熱,此時(shí)從環(huán)境取熱的對(duì)象稱為熱源;相反制冷是需要蒸發(fā)器的冷量,冷凝器則向環(huán)境排熱,此時(shí)向環(huán)境排熱的對(duì)象稱為冷源。
蒸發(fā)器冷凝器根據(jù)循環(huán)工質(zhì)與環(huán)境換熱介質(zhì)的不同,主要分為空氣換熱和水換熱兩種形式。 熱泵根據(jù)與環(huán)境換熱介質(zhì)的不同,可分為:水—水式,水—空氣式,空氣—水式,和空氣—空氣式共四類。 利用空氣作冷熱源的熱泵,稱之為空氣源熱泵??諝庠礋岜糜兄凭玫臍v史,而且其安裝和使用都很方便,應(yīng)用較廣泛。但由于地區(qū)空氣溫度的差別,在我國(guó)典型應(yīng)用范圍是長(zhǎng)江以南地區(qū)。在華北地區(qū),冬季平均氣溫低于零攝氏度,普通空氣源熱泵不僅運(yùn)行條件惡劣,穩(wěn)定性差,而且因?yàn)榇嬖诮Y(jié)霜問(wèn)題,效率低下、新出了一款超低溫空氣源熱泵專門(mén)針對(duì)華北地區(qū)的,超低溫空氣源熱泵穩(wěn)定性好,效率高,具有高效除霜功能。 利用水或地?zé)嶙骼錈嵩吹臒岜?,稱之為地源熱泵。水和地?zé)崾且环N優(yōu)良的熱源,其熱容量大,傳熱性能好,一般地源熱泵的制冷供熱效率或能力高于空氣源熱泵,但地源熱泵的應(yīng)用常受到水源或地?zé)岬南拗啤?
地源熱泵系統(tǒng)按其循環(huán)形式可分為:閉式循環(huán)系統(tǒng)、開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)和混合循環(huán)系統(tǒng)。對(duì)于閉式循環(huán)系統(tǒng),大部分地下?lián)Q熱器是封閉循環(huán),所用管道為高密度聚乙烯管。管道可以通過(guò)垂直井埋入地下150-200英尺深,或水平埋入地下4-6英尺處,也可以置池塘的底部。在冬天,管中的流體從地下抽取熱量,帶入建筑物中,而在夏天則是將建筑物內(nèi)的熱能通過(guò)管道送入地下儲(chǔ)存;對(duì)于開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng),其管道中的水來(lái)自湖泊、河流或者豎井之中的水源,在以與閉式循環(huán)相同的方式與建筑物交換熱量之后,水流回到原來(lái)的地方或者排放到其它的合適地點(diǎn);對(duì)于混合循環(huán)系統(tǒng),地下?lián)Q熱器一般按熱負(fù)荷來(lái)計(jì)算,夏天所需的額外的冷負(fù)荷由常規(guī)的冷卻塔來(lái)提供。
工作原理
地源熱泵則是利用水與地能(地下水、土壤或地表水)進(jìn)行冷熱交換來(lái)作為地源熱泵的冷熱源,冬季把地能中的熱量“取”出來(lái),供給室內(nèi)采暖,此時(shí)地能為“熱源”;夏季把室內(nèi)熱量取出來(lái),釋放到地下水、土壤或地表水中,此時(shí)地能為“冷源”。
圖1為開(kāi)式地源熱泵系統(tǒng)。圖2為冬季地源熱泵供暖原理圖。
空氣源 水源 土壤源
地源熱泵的應(yīng)用方式從應(yīng)用的建筑物對(duì)象可分為家用和商用兩大類,從輸送冷熱量方式可分為集中系統(tǒng)、分散系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。
用戶使用自己的熱泵、地源和水路或風(fēng)管輸送系統(tǒng)進(jìn)行冷熱供應(yīng),多用于小型住宅,別墅等戶式空調(diào)。
熱泵布置在機(jī)房?jī)?nèi),冷熱量集中通過(guò)風(fēng)道或水路分配系統(tǒng)送到各房間。
用中央水泵,采用水環(huán)路方式將水送到各用戶作為冷熱源,用戶單獨(dú)使用自己的熱泵機(jī)組調(diào)節(jié)空氣。一般用于辦公樓、學(xué)校、商用建筑等,此系統(tǒng)可將用戶使用的冷熱量完全反應(yīng)在用電上,便于計(jì)量,適用于獨(dú)立熱計(jì)量要求。
將地源和冷卻塔或加熱鍋爐聯(lián)合使用作為冷熱源的系統(tǒng),混合系統(tǒng)與分散系統(tǒng)非常類似,只是冷熱源系統(tǒng)增加了冷卻塔或鍋爐。
1.埋管式地源熱泵
水平式地源熱泵
通過(guò)水平埋置于地表面2~4M以下的閉合換熱系統(tǒng),它與土壤進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較小的建筑物,如別墅和小型單體樓。該系統(tǒng)初投資和施工難度相對(duì)較小,但占地面積較大。
垂直式地源熱泵
通過(guò)垂直鉆孔將閉合換熱系統(tǒng)埋置在50M~400M深的巖土體與土壤進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較大的建筑物,周圍有一定的空地,如別墅和寫(xiě)字樓等。該系統(tǒng)初投資較高,施工難度相對(duì)較大,但占地面積較小。
2.地表水式地源熱泵
地源熱泵機(jī)組通過(guò)布置在水底的閉合換熱系統(tǒng)與江河、湖泊、海水等進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于中小制冷供暖面積,臨近水邊的建筑物。它利用池水或湖水下穩(wěn)定的溫度和顯著的散熱性,不需鉆井挖溝,初投資最小。但需要建筑物周圍有較深、較大的河流或水域。
3.地下水式地源熱泵
地源熱泵機(jī)組通過(guò)機(jī)組內(nèi)閉式循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)換熱器與由水泵抽取的深層地下水進(jìn)行冷熱交換。地下水排回或通過(guò)加壓式泵注入地下水層中。此系統(tǒng)適合建筑面積大,周圍空地面積有限的大型單體建筑和小型建筑群落。
在制冷狀態(tài)下,地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功,使其進(jìn)行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過(guò)冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將室內(nèi)空氣循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環(huán)的同時(shí)再通過(guò)冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝,由水路循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收,最終由水路循環(huán)轉(zhuǎn)移至地下水或土壤里。在室內(nèi)熱量不斷轉(zhuǎn)移至地下的過(guò)程中,通過(guò)冷媒-空氣熱交換器,以13℃以下的冷風(fēng)的形式為房供冷。
在制熱狀態(tài)下,地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功,并通過(guò)四通閥將冷媒流動(dòng)方向換向。由地下的水路循環(huán)吸收地下水或土壤里的熱量,通過(guò)冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā),將水路循環(huán)中的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環(huán)的同時(shí)再通過(guò)冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝,由空氣循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。地源熱泵將地下的熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過(guò)程中,以35℃以上熱風(fēng)的形式向室內(nèi)供暖。
地源熱泵存在問(wèn)題
目前地源熱泵的技術(shù)存在的最大不足是"土壤熱不平衡"的問(wèn)題 。南方地區(qū)以供冷為主,常年向地下注入熱量;而北方地區(qū)冬季供暖需求大,從土壤中大量吸熱,長(zhǎng)年運(yùn)行后將導(dǎo)致土壤溫度失衡,系統(tǒng)效率降低,影響周圍生態(tài)。
夏熱冬冷地區(qū)的夏季供冷量往往大于冬季供熱量,多出的熱量可通過(guò)冷卻塔散去,也可通過(guò)余熱回收系統(tǒng),用于供應(yīng)生活熱水,從一定程度上緩解土壤熱不平衡的問(wèn)題。
其次,地源熱泵應(yīng)用會(huì)受到不同地區(qū)、不同用戶及國(guó)家能源政策、燃料價(jià)格的影響;一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用會(huì)隨著用戶的不同而有所不同;采用地下水的利用方式,會(huì)受到當(dāng)?shù)氐叵滤Y源的制約;打井埋管受場(chǎng)地限制比較大,必須有足夠的面積用于打井和埋管;設(shè)計(jì)及運(yùn)行中對(duì)全年冷熱平衡有較大要求,要做到夏季往地下排放的熱量與冬季從地下取用的熱量大體平衡。
美國(guó)(The United States) 1946年,美國(guó)第一臺(tái)地源熱泵系統(tǒng)在俄勒岡州的波特蘭市中心區(qū)安裝成功。
1973年,美國(guó)阿克拉荷馬大廈安裝了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng),并且進(jìn)行全面的系統(tǒng)研究。
1978年,美國(guó)能源部(DOE)開(kāi)始對(duì)地源熱泵投入了大量的科技研發(fā)基金。
1979年,美國(guó)阿克拉荷馬州能源部成立了地源熱泵系統(tǒng)科技研發(fā)基金會(huì)。
1987年,國(guó)際地源熱泵協(xié)會(huì)(IGSHPA)在阿克拉荷馬州大學(xué)成立。
1988年,美國(guó)俄克拉荷馬商務(wù)部開(kāi)始對(duì)地源熱泵進(jìn)行商務(wù)推廣。
1993年,美國(guó)環(huán)保署(EPA)大力宣傳地源熱泵系統(tǒng),加深美國(guó)民眾對(duì)地源熱泵的認(rèn)識(shí)。
1994年,美國(guó)政府第一套地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在俄勒岡州國(guó)會(huì)大學(xué)安裝,地源熱泵從此在美國(guó)政府,軍隊(duì),電力公司等得到了大量應(yīng)用。
1998年,美國(guó)環(huán)保署(EPA)頒布法規(guī),要求在全國(guó)聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的建筑中推廣應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)。美國(guó)總統(tǒng)布什在他的得克薪斯州宅邸中也安裝了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。 全球75%的地源熱泵系統(tǒng)安裝在北美地區(qū)。
美國(guó):是世界上地源熱泵生產(chǎn)、使用和發(fā)展的頭號(hào)大國(guó),
1985年:美國(guó)安裝的地源熱泵為14,000臺(tái);
1997年:45,000臺(tái);
2000年:400,000臺(tái);
2004年:670,000臺(tái);
2005年:1,000,000臺(tái)。
加拿大:2005年地源熱泵系統(tǒng)新增比例增加了50%。
瑞士、挪威:是世界上地源熱泵應(yīng)用人均比例最高的國(guó)家,應(yīng)用比例高達(dá)96%。
奧地利:應(yīng)用比例為45%。
丹麥:應(yīng)用比例為35%。
日本:是亞洲地源熱泵技術(shù)最先進(jìn),使用比例最高的國(guó)家。
中國(guó)(China) 1997年,美國(guó)能源部(DOE)和中國(guó)科技部簽署了《中美能效與可再生能源合作議定書(shū)》,其中主要內(nèi)容之一是“地源熱泵”項(xiàng)目的合作。
1998年,國(guó)內(nèi)重慶建筑大學(xué)、青島建工學(xué)院、湖南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等數(shù)家大學(xué)開(kāi)始建立了地源熱泵實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)地源熱泵技術(shù)進(jìn)行研究。
2006年,1月,國(guó)家建設(shè)部頒布《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》。
2006年,9月,沈陽(yáng)被國(guó)家建設(shè)部確定為地源熱泵技術(shù)推廣試點(diǎn)城市,到2010年底,實(shí)現(xiàn)全市地源熱泵技術(shù)應(yīng)用面積約占供暖總面積的1/3。
2006年,12月,建設(shè)部發(fā)布文件《“十一五”重點(diǎn)推廣技術(shù)領(lǐng)域》。作為新型高效,可再生能源新技術(shù)的水源熱泵技術(shù)被列入目錄。
地源熱泵是一種利用地球表面淺層水源(地下水、海水、河水和湖水等)或地下土壤熱源的低品位熱源,通過(guò)熱泵、制冷循環(huán),制取冷量供夏天空調(diào)使用、制取熱量供冬天取暖使用。
地源熱泵制熱要比常規(guī)的電制熱或燃油、燃?xì)庵茻峤?jīng)濟(jì),通常制取相同的熱量,地源熱泵的耗電量只有電熱耗電量的1/4到1/5。因此,地源熱泵市場(chǎng)廣闊。
“十二五”期間,中國(guó)預(yù)計(jì)將完成地源熱泵供暖(制冷)面積3.5億平方米左右,屆時(shí)整個(gè)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的市場(chǎng)規(guī)模總計(jì)將超過(guò)700億元。
能源局等4部委發(fā)布促進(jìn)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用指導(dǎo)意見(jiàn)〔2013〕48 號(hào)
到2015年,基本查清全國(guó)地?zé)崮苜Y源情況和分布特點(diǎn),建立國(guó)家地?zé)崮苜Y源數(shù)據(jù)和信息服務(wù)體系。全國(guó)地?zé)峁┡娣e達(dá)到5 億平方米,地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到10萬(wàn)千瓦,地?zé)崮苣昀昧窟_(dá)到2000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,形成地?zé)崮苜Y源評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)利用技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備制造、產(chǎn)業(yè)服務(wù)等比較完整的產(chǎn)業(yè)體系。
到2020年,地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用量達(dá)到5000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,形成完善的地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系。
應(yīng)用弊端與選擇
地源熱泵的技術(shù)最大不足是“冷熱失衡”的問(wèn)題。南方地區(qū)以供冷為主,常年向地下轉(zhuǎn)移熱量;而北方地區(qū)冬季供暖需求大,從土壤中大量吸收熱量。一般運(yùn)行五到七年后,設(shè)施淺層地表由于冷熱使用失衡,導(dǎo)致地下蓄能偏冷或偏熱。常年制冷量大的區(qū)域,地下蓄能溫度偏高;供暖利用率大的區(qū)域,蓄能溫度偏低,從而導(dǎo)致系統(tǒng)溫差小,換熱效率降低,從而降低了設(shè)備效率,同時(shí)影響周圍生態(tài)結(jié)構(gòu)。
因此,地源熱泵應(yīng)用受到不同地區(qū)、不同用戶及國(guó)家能源政策、燃料價(jià)格的影響;一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用會(huì)隨著用戶的不同而有所不同;采用地下水的利用方式,會(huì)受到當(dāng)?shù)氐叵滤Y源的制約;打井埋管受場(chǎng)地限制比較大,必須有足夠的面積用于打井和埋管;設(shè)計(jì)及運(yùn)行中對(duì)全年冷熱平衡有較大要求,要做到夏季往地下排放的熱量與冬季從地下取用的熱量大體平衡。
《水源熱泵機(jī)組》GB/T19409-2003
《蒸汽壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機(jī)組工商業(yè)用和類似用途的冷水(熱泵)機(jī)組》GB/T18430.1-2001
《制冷和供熱用機(jī)械制冷系統(tǒng)安全要求》GB9237-2001
《冷水機(jī)組能效限定值及能源效率等級(jí)》GB19577-2004
《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005
《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012
《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50013
《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366-2009
《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》CJJ101
《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50268
《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50243
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僅供個(gè)人參考 不得用于商業(yè)用途 地源熱泵簡(jiǎn)介地源熱泵概述 地源熱泵是一種利用淺層地?zé)豳Y源(也稱地能,包括地下水、土壤或地 表水等)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)設(shè)備。 地源熱泵通過(guò)輸入少量的高品位能源 (如電能),實(shí)現(xiàn)由低溫位熱能向高 溫位熱能轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源,即 在冬季,把地能中的熱量取出來(lái),提高溫度后,供給室內(nèi)采暖;夏季,把室 內(nèi)的熱量取出來(lái),釋放到地能中去。通常地源熱泵消耗 1kWh 的能量,用戶 可以得到 4kWh 以上的熱量或冷量。 地源熱泵由來(lái) "地源熱泵 "的概念,最早于 1912 年由瑞士的專家提出,而該技術(shù) 的提出始于英、 美兩國(guó)。 北歐國(guó)家主要偏重于冬季采暖, 而美國(guó)則注重冬夏 聯(lián)供。由于美國(guó)的氣候條件與中國(guó)很相似,因此研究美國(guó)的地源熱泵應(yīng)用情 況,對(duì)我國(guó)地源熱泵的發(fā)展有著借鑒意義。 編輯本段地源熱泵的熱源 地 源熱泵 目前,地源
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地源熱泵 - 地源熱泵系統(tǒng)的介紹 地源熱泵 地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源(也稱地能,包括地下水、土壤或地表 水等)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能 空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過(guò)輸入少量的高品位 能源(如電能),實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的 熱源和夏季空調(diào)的冷源,即在冬季,把地能中的熱量“取”出來(lái),提高溫度后,供 給室內(nèi)采暖;夏季,把室內(nèi)的熱量取出來(lái),釋放到地下去。通常地源熱泵消耗 1kW 的能量,用戶可以得到 4-5kW 以上的熱量或冷量。與 鍋爐 (電、燃料)供熱系統(tǒng)相 比,鍋爐供熱只能將 90%以上的電能或 70~90%的燃料 內(nèi)能為熱量, 供用戶使用, 因 此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能,比燃料 鍋爐 節(jié)省約二分之一 的能量;由于地源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定,一般為 10~25℃,其制冷、制熱 系數(shù)可達(dá) 4-5 ,與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比,
相信現(xiàn)如今人們都希望過(guò)上舒適健康的生活,而當(dāng)前生活中應(yīng)用的地源熱泵是比較高檔的保暖設(shè)施,地源熱泵在家庭中使用可以較好的提供暖氣。那么,地源熱泵有什么優(yōu)勢(shì)呢?下文為大家具體分析。
地源熱泵功率—地源熱泵優(yōu)缺點(diǎn)的原理介紹
地源熱泵是利用淺層地能進(jìn)行供熱制冷的新型能源利用技術(shù),熱泵是利用逆卡諾循環(huán)原理轉(zhuǎn)移冷量和熱量的設(shè)備。地源熱泵通常是指能轉(zhuǎn)移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方,通常都是用來(lái)做為空調(diào)制冷或者采暖用的。地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季把熱量從地下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)部,夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)部,只是冬夏兩季工作的溫度范圍不同而已。
地源熱泵功率—地源熱泵優(yōu)缺點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)介紹
對(duì)于垂直式埋管系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)有。較小的土地占用,管路及水泵用電少,其缺點(diǎn)是鉆井費(fèi)用較高;對(duì)于水平式埋管系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)有:安裝費(fèi)用比垂直式埋管系統(tǒng)低,應(yīng)用廣泛,使用者易于掌握,其缺點(diǎn)有:占地面積大,受地面溫度影響大,水泵耗電量大。
地源熱泵功率—地源熱泵優(yōu)缺點(diǎn)的結(jié)構(gòu)介紹
地源熱泵系統(tǒng)的組成部分。地源熱泵系統(tǒng)由以室外系統(tǒng),室內(nèi)系統(tǒng),機(jī)房系統(tǒng)三部分組成。也就是我們經(jīng)常說(shuō)的地源熱泵空調(diào)三合一。地源熱泵系統(tǒng)的室外系統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)的室外系統(tǒng)主要由地埋管,地埋管填料,組成。 地埋管是室外地下?lián)Q熱器,就是降水通過(guò)地埋管在地下循環(huán),在底下進(jìn)行熱交換。 地埋管填料是地埋管的輔助材料,是為了讓地埋管能夠更好的在底下達(dá)到換熱的效果。地源熱泵系統(tǒng)的室內(nèi)系統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)的室內(nèi)系統(tǒng)中包含連接水管,電動(dòng)二通閥門(mén)組件和風(fēng)機(jī)盤(pán)管(空調(diào)),以及地暖組成。 連接水管主要的作用是進(jìn)行熱水和冷水的輸送。
地源熱泵是一種家庭生活中應(yīng)用逐漸普及的一種取暖設(shè)施,使用地源熱泵可以較好的改變?nèi)藗兩钯|(zhì)量。上文中講解了地源熱泵的一些特性,感興趣的朋友們可以參考本文介紹,詳細(xì)了解地源熱泵的知識(shí)。
地源熱泵系統(tǒng)介紹
地源熱泵供熱空調(diào)系統(tǒng)是目前世界上最先進(jìn)的綠色空調(diào)系統(tǒng)。熱泵供熱空調(diào)系統(tǒng)的工作原理是利用環(huán)境(空氣、水和大地)中的低品位熱量,經(jīng)熱泵機(jī)組的工作而改變溫度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的供熱和空調(diào),同時(shí)還可以提供生活熱水。
地源熱泵系統(tǒng)通過(guò)循環(huán)液在封閉的地下埋管中流動(dòng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與大地之間的換熱,利用大地巖土層中的可再生熱能。由于較深的地層中在未受干擾的情況下常年保持恒定的溫度,與室外氣溫相比是冬暖夏涼,因此地源熱泵可克服空氣源熱泵的技術(shù)障礙,且效率大大提高。在熱泵機(jī)組中消耗1kW的電能可以得到4kW以上的熱量,即能效比大于4。此外,它保持了地下水源熱泵利用大地作為冷熱源的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又不需要抽取地下水作為傳熱的介質(zhì)。因此它是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術(shù)。
1.地源熱泵工作原理
地源熱泵則是利用水源熱泵的一種形式,它是利用水與地能(地下水、土壤或地表水)進(jìn)行冷熱交換來(lái)作為水源熱泵的冷熱源,冬季把地能中的熱量“取”出來(lái),供給室內(nèi)采暖,此時(shí)地能為“熱源”;夏季把室內(nèi)熱量取出來(lái),釋放到地下水、土壤或地表水中,此時(shí)地能為“冷源”。
地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分:室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機(jī)組和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。其中水源熱泵機(jī)主要有兩種形式:水—水式或水—空氣式。三個(gè)系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞,水源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水,與建筑物采暖空調(diào)末端換熱介質(zhì)可以是水或空氣。
2.地源熱泵技術(shù)路線
地源熱泵技術(shù)路線有以下兩種:土--氣型地源熱泵技術(shù)和水--水型地源熱泵技術(shù)
土--氣型地源熱泵技術(shù)以美國(guó)的技術(shù)為代表,水--水地源熱泵技術(shù)以北歐的技術(shù)為代表。二者的差別是:前者從淺層土壤或地下水中取熱或向其排熱,通過(guò)分散布置于各個(gè)房間的地源熱泵機(jī)組直接轉(zhuǎn)換成熱風(fēng)或冷風(fēng)為房間供暖或制冷。后者是從地下水中取熱或向其排熱,經(jīng)過(guò)熱泵機(jī)組轉(zhuǎn)換成熱水或冷水,然后再經(jīng)過(guò)布置在各個(gè)房間的風(fēng)機(jī)盤(pán)管轉(zhuǎn)換成熱風(fēng)或冷風(fēng)給房間供暖或制冷。由于美國(guó)的土--氣型地源熱泵技術(shù),可以不用地下水,采用埋設(shè)垂直管、水平管或向地表水拋設(shè)管路等多種方式,直接從淺層土壤取效或向其排熱,不受地下水開(kāi)采的限制,推廣的范圍更大、更靈活。
3.地源分類
地源按照室外換熱方式不同可分為三類:(1)土壤埋管系統(tǒng),(2)地下水系統(tǒng),(3)地表水系統(tǒng)。
根據(jù)循環(huán)水是否為密閉系統(tǒng),地源又可分為閉環(huán)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)如埋盤(pán)管方式 (垂直埋管或水平埋管),地表水安置換熱器方式。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)如抽取地下水或地表水方式。
此外,還有一種“直接膨脹式”,它不象上述系統(tǒng)那樣采用中間介質(zhì)水來(lái)傳遞熱量,而是直接將熱泵的一個(gè)換熱器(蒸發(fā)器)埋入地下進(jìn)行換熱。
4 地源熱泵系統(tǒng)的形式
土-氣型地源熱泵系統(tǒng)按照室外換熱方式不同分,主要有三類形式:
1)地耦管系統(tǒng)
該方案只需在建筑物的周邊空地、道路或停車場(chǎng)打一些地耦管孔,室外水系統(tǒng)注滿水后形成一個(gè)封閉的水循環(huán),利用水的循環(huán)和地下土壤換熱,將能量在空調(diào)室內(nèi)和地下土壤之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。故該方案不需要直接抽取地下水,不會(huì)對(duì)本地區(qū)地下水的平衡和地下水的品質(zhì)造成任何影響,不會(huì)受到國(guó)家地下水資源政策的限制。
2)地下水系統(tǒng)
項(xiàng)目附近如果有可利用的地表水,水溫、水質(zhì)、水量符合使用要求,則可采用開(kāi)式地表水(直接抽?。Q熱方式,即直接抽取地表水,將其通過(guò)板式換熱器與室內(nèi)水循環(huán)進(jìn)行隔離換熱,可以避免對(duì)地表水的污染。此種換熱方式可以節(jié)省打井的施工費(fèi)用,室外工程造價(jià)較低。
3)地表水系統(tǒng)
項(xiàng)目附近如果有可利用的地表水,水溫、水質(zhì)、水量符合使用要求,則可采用拋放地耦管換熱方式,即將盤(pán)管放入河水(或湖水)中,盤(pán)管與室內(nèi)循環(huán)水換熱系統(tǒng)形成閉式系統(tǒng)。該方案不會(huì)影響熱泵機(jī)組的正常使用;另一方面也保證了河水(湖水)的水質(zhì)不受到任何影響,而且可以大大降低室外換熱系統(tǒng)的施工費(fèi)用。
----地源熱泵的系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
1.高效節(jié)能
地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高約30-50%;全年的運(yùn)行費(fèi)用要比熱網(wǎng)集中供熱或燃油燃?xì)夤嵯到y(tǒng)降低20-60%。
2.綠色環(huán)保
地源熱泵系統(tǒng)省去鍋爐和鍋爐房,全年僅采用電力這種清潔能源,徹底解決了鍋爐造成的大氣污染的問(wèn)題。由于提高了能源的利用效率,大大減少了由于建筑供熱空調(diào)產(chǎn)生的CO2的排放量。同時(shí)避免了地下水源熱泵系統(tǒng)可能造成的對(duì)地下水的浪費(fèi)和污染。它是一種清潔的可再生能源,具有極大的環(huán)境效益。
3.一機(jī)多用
地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào),還可供生活熱水,一機(jī)多用,一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。機(jī)組緊湊、節(jié)省建筑空間。
4.美化建筑
系統(tǒng)不需鍋爐和冷卻塔,也不需家用空調(diào)的窗機(jī),令建筑與環(huán)境更加賞心悅目。
5.分戶計(jì)量
便于分戶計(jì)量核算,計(jì)費(fèi)合理方便。
6.安全可靠
地下?lián)Q熱器采用高密度聚乙烯塑管,壽命長(zhǎng)達(dá)50年;熱泵機(jī)組壽命20年以上。運(yùn)行可靠,維護(hù)費(fèi)用低廉。
----地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)常見(jiàn)技術(shù)問(wèn)題解釋
1.問(wèn):什么是地源熱泵系統(tǒng)呢?
答:地源熱泵是一種利用地球淺層資源(包括土壤、地下水、地表水或城市中水)的既可供暖又可制冷的高效節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。它利用鋪設(shè)在土壤、地表水等中的換熱管道,實(shí)現(xiàn)空調(diào)房間和土壤、地表水等的換熱,以達(dá)到建筑空調(diào)的效果。
2.問(wèn):地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果如何?
答:地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是目前國(guó)際上最先進(jìn)的中央空調(diào)系統(tǒng),它的制熱量/制冷量和所消耗的電功率之間的比值全年平均高于4.0以上,既輸入1千瓦的電能,就能夠得到4千瓦以上的熱量。制熱能耗量較其他采暖方式減少50-70%;制冷能耗量較其他制冷方式減少40-60%。地源熱泵系統(tǒng)會(huì)為您節(jié)省大量的運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。
3.問(wèn):地源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能原理是什么?
答:作為地源熱泵系統(tǒng)熱量的來(lái)源(冬季)和熱量的排放源(夏季)的土壤,深度在數(shù)米之下,全年溫度基本恒定;冬季遠(yuǎn)高于室外空氣溫度,夏季又低于空氣溫度。因此,地源熱泵的熱量轉(zhuǎn)移的條件遠(yuǎn)優(yōu)于空氣源熱泵,僅需要較少的外界能源即可實(shí)現(xiàn)熱量的順利轉(zhuǎn)移。
4.問(wèn):地源熱泵系統(tǒng)可以同時(shí)提供制熱和制冷嗎?
答:可以。你可以非常方便的從采暖工況轉(zhuǎn)換到制冷工況,甚至你不用到機(jī)房切換,只需要按一下安裝在您的房間內(nèi)的控制器。尤其是在大型建筑里面,你不用管別人是在采暖還是制冷,你所做的就是按您自己的感覺(jué)做,只要您喜歡。
5.問(wèn):地源熱泵系統(tǒng)只用于民居建筑嗎?
答:不是的。工商企業(yè)、商店、辦公樓和學(xué)校、醫(yī)院等建筑都可以使用該系統(tǒng)。事實(shí)上,僅在美國(guó)就安裝了50萬(wàn)套左右的住宅和商住樓的地源熱泵系統(tǒng)。根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)的總結(jié)報(bào)告,學(xué)校是使用這種技術(shù)最普遍和最有效的最終用戶。僅2000年一年,美國(guó)全國(guó)使用地源熱泵系統(tǒng)的學(xué)校節(jié)省的能源總量相當(dāng)于2500萬(wàn)美元,減少了大約5億磅的廢氣排放。據(jù)EPT測(cè)算,如果美國(guó)全國(guó)的學(xué)校都用上地源熱泵系統(tǒng),估算美國(guó)每年將減少進(jìn)口石油6100萬(wàn)桶,創(chuàng)造的環(huán)保效能相當(dāng)于新種植800萬(wàn)英畝樹(shù)林,或?qū)?00萬(wàn)輛汽車改裝成不排放廢氣的車。
6.問(wèn):地源熱泵系統(tǒng)需要多么大的機(jī)房空間?
答:地源熱泵系統(tǒng)的熱泵機(jī)組有三種:一種是小型機(jī)組,單機(jī)制冷量不大于25 kW時(shí)可裝于吊頂內(nèi),不占用任何室內(nèi)空間;一種是大型螺桿機(jī)組,單機(jī)制冷量一般都在幾百千瓦以上,需安裝在專門(mén)的機(jī)房?jī)?nèi);還有一種是介于兩者之間的,機(jī)組一般分散安裝于建筑內(nèi)部,不占用專門(mén)的機(jī)房空間,但需要占用一定的室內(nèi)空間。總體來(lái)說(shuō),地源熱泵中央空調(diào)機(jī)組占地面積約為傳統(tǒng)空調(diào)的三分之一。
7.問(wèn):地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的壽命是多少年?
答:地埋管換熱部分壽命50年,熱泵機(jī)組壽命25年。整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有室外機(jī)組,沒(méi)有風(fēng)吹、日曬、雨淋、不用頻繁的清洗,壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于空氣源熱泵的室外機(jī)組或者是水冷機(jī)組的冷卻系統(tǒng)。
8.問(wèn):系統(tǒng)噪聲多大?
答:地源熱泵系統(tǒng)工作起來(lái)非常安靜,它將為您提供一個(gè)宜人的室內(nèi)、外環(huán)境。
9.問(wèn):地源熱泵系統(tǒng)安全嗎?
答:地源熱泵機(jī)組采用全自動(dòng)“傻瓜操作模式”,整個(gè)系統(tǒng)采取五位的超低、超高壓力保護(hù),超低、超高溫度保護(hù)和壓縮機(jī)卸載保護(hù)。全部機(jī)組沒(méi)有直接對(duì)外散熱的風(fēng)扇等設(shè)備,不會(huì)對(duì)兒童造成任何傷害。
10.問(wèn):舒適性如何?
答:地源熱泵采取小溫差工作模式,房間內(nèi)您不會(huì)感覺(jué)到任何吹風(fēng)感,加上自帶的新風(fēng)模式,整個(gè)系統(tǒng)為您提供回歸大自然般的宜人環(huán)境。
11.問(wèn):地源熱泵系統(tǒng)能為我家提供熱水嗎?
答:當(dāng)然。地源熱泵系統(tǒng)為您提供采暖、制冷和提供生活熱水。提供生活熱水所消耗的電能比電熱水器可少多了。
12.問(wèn):我的室內(nèi)已經(jīng)有現(xiàn)成的風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)、全空氣系統(tǒng)或地板輻射采暖系統(tǒng),可以把它改成與地源熱泵系統(tǒng)連接嗎?
答:完全可以。技術(shù)人員可能會(huì)對(duì)原有的空調(diào)末端系統(tǒng)提出微小的改動(dòng)的建議,使供熱空調(diào)效能達(dá)到最佳。但是,因?yàn)樵O(shè)計(jì)工作溫度有較大的不同,地源熱泵與傳統(tǒng)的暖氣散熱器相連不是推薦的做法。
13.問(wèn):地埋管換熱系統(tǒng)的工作效率如何呢?
答:地埋管換熱系統(tǒng)采用最新的高科技產(chǎn)品,高效的換熱效率,平滑的管內(nèi)壁,一切都做的完美無(wú)缺。
14.問(wèn):地下埋設(shè)的閉合回路管道真的有效嗎?
答:通過(guò)地下管道采集能源是熱泵技術(shù)發(fā)展的最新技術(shù)成果。這一技術(shù)的理論構(gòu)想產(chǎn)生于40年代,但是,直到最近幾年熱泵技術(shù)設(shè)計(jì)上的革新和地下管道材料技術(shù)的發(fā)展,才使得以地?zé)釣槟茉吹臒岜眉夹g(shù),達(dá)到了商業(yè)化應(yīng)用的最佳要求。到目前為止,地源熱泵技術(shù)在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面已經(jīng)成為與傳統(tǒng)的供暖、制冷技術(shù)同時(shí)存在并在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用的成熟技術(shù)。
15.問(wèn):地源熱泵系統(tǒng)是怎樣實(shí)現(xiàn)環(huán)保的?
答:首先,地源熱泵系統(tǒng)不直接消耗煤或燃油、天然氣等礦物燃料,沒(méi)有任何直接排放的污染物;其次,地源熱泵將室內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下土壤中存放,從源頭上根除了空調(diào)系統(tǒng)對(duì)城市熱島的影響;再次,高效的地源熱泵系統(tǒng)采用非常嚴(yán)格的控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了能量輸出和建筑物能量需求的直接對(duì)應(yīng),減少了剩余能量的損耗;第四,高效的地源熱泵系統(tǒng),輸出同等量的有用能量,僅僅消耗30-60%的電功率,高效的一次能源利用率,是地源熱泵系統(tǒng)環(huán)保效果的最直接原因。
16.問(wèn):凍土層會(huì)影響地源熱泵系統(tǒng)嗎?
答:不會(huì)。我們的室外埋管部分僅有一小部分通過(guò)凍土層,通過(guò)我們合理的設(shè)計(jì)和安裝,凍土層不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生任何消極影響。
17.問(wèn):在極端低溫的氣候條件下,是否需要備用熱源?
答:在通常的舒適性空調(diào)系統(tǒng)中,不需要備用熱源。地表5米以下的巖土層中全年的溫度基本保持不變,不受大氣溫度的影響,因此地源熱泵系統(tǒng)哪怕是在很冷的天氣條件下也能夠提供建筑所需要的熱量。
18.問(wèn):地源熱泵系統(tǒng)是怎樣實(shí)現(xiàn)省錢(qián)的?
答:一方面,高效的輸出功率和輸入功率比值。同樣的建筑,您將節(jié)省下一大筆額外的運(yùn)行費(fèi)用;另一方面,“傻瓜操作模式”的運(yùn)行管理。為您節(jié)省下一大筆管理費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。兩筆費(fèi)用的節(jié)省,使您在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)將您的初投資全部收回。
19.問(wèn):這項(xiàng)技術(shù)的成本很高嗎?
答:初裝費(fèi)用確實(shí)比傳統(tǒng)系統(tǒng)要高一些,主要是鋪設(shè)地埋管換熱器,費(fèi)用貴在設(shè)計(jì)和安裝上,而您每年省下的能源費(fèi)用支出,會(huì)很快抵消高出傳統(tǒng)系統(tǒng)的安裝費(fèi)用,隨著時(shí)間的推移,從能源消費(fèi)的節(jié)省上,您可以很快收回投資。同時(shí),系統(tǒng)近于免維護(hù)和維修,不僅節(jié)省開(kāi)支,還使您的房產(chǎn)增值。
20.問(wèn):地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的安裝難度大嗎?
答:大多數(shù)系統(tǒng)均可方便的實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計(jì)和安裝,在改造項(xiàng)目里面,更能體現(xiàn)真正的節(jié)能和環(huán)保效果。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的末端部分和傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)沒(méi)什么大的區(qū)別,我們同樣可以選擇風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)或者是全空氣系統(tǒng),也可以采用小型水環(huán)布置方式和地源熱泵系統(tǒng)相結(jié)合。
21.問(wèn):鋪設(shè)地下管道是否會(huì)破壞院內(nèi)的草坪或花園景致?
答:研究和實(shí)踐證明管道不會(huì)對(duì)自然環(huán)境有任何損害。平面鋪設(shè)管道所挖的地溝寬度只有20厘米,當(dāng)然這會(huì)暫時(shí)在草坪上留下一條裸露的地面,很容易用草籽或草皮修補(bǔ)。在中國(guó)主要采用豎直埋管的形式,單個(gè)鉆孔直徑約10厘米,占地面積更小,且埋在地下,對(duì)草坪沒(méi)有任何影響。設(shè)置地埋管換熱器的區(qū)域除了可用來(lái)綠化以外,也可用作停車場(chǎng)或運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地等。
22.問(wèn):管道低于零下溫度時(shí),系統(tǒng)會(huì)受到影響嗎?
答:不會(huì)。管道中的防凍液體可在-20℃時(shí)仍正常工作。
----地源熱泵戶式中央空調(diào)經(jīng)濟(jì)性分析
戶式中央空調(diào)是介于中央空調(diào)系統(tǒng)和家用空調(diào)設(shè)備(如窗式空調(diào)器、分體式空調(diào)器等)之間的一種供暖空調(diào)方式。對(duì)于高級(jí)住宅、別墅、小型高檔辦公場(chǎng)所,安裝中央空調(diào)系統(tǒng)顯得笨拙,不易調(diào)節(jié),還需要專業(yè)人員維護(hù),必然造成人力物力的浪費(fèi),并且中央空調(diào)系統(tǒng)即使只有一家使用,空調(diào)主機(jī)也要開(kāi)機(jī)運(yùn)行,費(fèi)用又需共同承擔(dān),極不合理;使用家用空調(diào)器又會(huì)影響建筑整體美感,并且使用舒適性也不很滿意。戶式中央空調(diào)施工簡(jiǎn)單,無(wú)需專業(yè)人員維護(hù),占用空間較小,所以成為該類場(chǎng)所供暖空調(diào)的最佳選擇。
市場(chǎng)上現(xiàn)有的戶式中央空調(diào)的形式可歸納為以下幾類:
1、制冷劑直接蒸發(fā)式一拖多系統(tǒng)。亦即使用一個(gè)室外機(jī)多個(gè)室內(nèi)機(jī)組,分布在不同的房間內(nèi)供暖空調(diào)。該系統(tǒng)安裝方便,各居室溫度可自由調(diào)節(jié),管線占用空間小,但制冷劑管路長(zhǎng)且復(fù)雜,氟利昂用量大,泄漏的危險(xiǎn)也加大了;該系統(tǒng)受氣候條件的制約,在-5℃以下使用時(shí)必須安裝輔助加熱器;該系統(tǒng)難以解決新風(fēng)供應(yīng)與冬季加濕問(wèn)題;該系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)較高。
2、室外機(jī)為空氣-水熱泵機(jī),制備冷(熱)水供應(yīng)分布在不同房間內(nèi)的多臺(tái)風(fēng)機(jī)盤(pán)管。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便,與全空氣系統(tǒng)比較占用建筑空間較少,也易與建筑裝修融為一體;風(fēng)機(jī)盤(pán)管容易控制,各房間可獨(dú)立控制、方便使用,較易實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行,便于節(jié)電。但是該系統(tǒng)無(wú)新風(fēng)供應(yīng),風(fēng)機(jī)盤(pán)管集水盤(pán)內(nèi)容易滋生細(xì)菌,水管入戶,存在漏水危險(xiǎn),對(duì)施工要求嚴(yán)格;該系統(tǒng)也受氣候條件制約,低于-5℃時(shí)無(wú)法正常工作,需安裝輔助加熱裝置。
3、室外機(jī)為空氣-空氣熱泵,制備冷(熱)風(fēng),通過(guò)風(fēng)管送到每個(gè)房間。其優(yōu)點(diǎn)是采用全空氣系統(tǒng),沒(méi)有漏水危險(xiǎn);可引入新風(fēng),可對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行過(guò)濾、加濕、除臭等處理,空氣品質(zhì)好,是最為接近中央空調(diào)的系統(tǒng)形式。其缺點(diǎn)是風(fēng)管管徑較大,占用空間較多;各個(gè)房間溫度不好單獨(dú)進(jìn)行大幅度調(diào)節(jié);戶外溫度小于-5℃時(shí),室外機(jī)能效低,產(chǎn)熱量低,技術(shù)安全性差。
其中,2、3種方式都使用了熱泵技術(shù),具有節(jié)能效果,但是我們不提倡使用空氣源熱泵,因?yàn)檫€存在如下一系列問(wèn)題:
1、存在熱島效應(yīng),使得外界局部空間環(huán)境條件惡化。
2、當(dāng)空氣溫度低于零度時(shí),機(jī)組效率下降,并且當(dāng)溫度低于-5℃時(shí),機(jī)組效率極低,甚至無(wú)法開(kāi)機(jī),需要附加輔助熱源。
3、冬季室外機(jī)組需要除霜,浪費(fèi)能源。
近年興起了地源熱泵技術(shù),使得戶式中央空調(diào)系統(tǒng)有了更大的發(fā)展空間,地源熱泵戶式中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際上就是利用地源熱泵作為戶式空調(diào)的熱(冷)源,室外是地源熱泵機(jī)組,冬季制備熱水供室內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管和地板輻射供暖管路供暖,夏季制備冷水供室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤(pán)管制冷。地源熱泵技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)有:
1、高效:地溫一年四季基本恒定,略高于該地區(qū)的年空氣平均溫度,使得熱泵無(wú)論在制冷或制熱工況中均處于高效率點(diǎn)。
2、節(jié)能:冬季運(yùn)行時(shí),COP約為4,即投入1KW電能,可得到4KW左右的熱能,夏季運(yùn)行時(shí),COP可達(dá)到投入1KW電能,可得到4KW以上的冷量,能源利用效率為電采暖方式的3-4倍;并且理管熱交換器不需要除霜,減少了結(jié)霜和除霜的能耗。
3、環(huán)保:供熱時(shí)省去了鍋爐房系統(tǒng),沒(méi)有燃燒過(guò)程,避免了排煙污染,供冷時(shí)省去了冷卻塔,避免了冷卻塔噪音及霉菌污染。
4、節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用:系統(tǒng)的高效率,壓縮機(jī)的低功耗,使運(yùn)行費(fèi)用大幅減少,只有傳統(tǒng)方式的2/3。
5、節(jié)省占地空間:省去了冷卻塔、鍋爐及與之配套的煤場(chǎng)和渣場(chǎng),節(jié)約了土地資源,產(chǎn)生附加經(jīng)濟(jì)效益,并改善了建筑物的外部形象。
6、安全:無(wú)燃燒設(shè)備,從而不存在爆炸,燃燒的隱患。
7、可再生:土壤有較好的蓄熱性能,冬季通過(guò)熱泵將大地中的低位熱能提高對(duì)建筑供暖,同時(shí)蓄存冷量,以備夏用;夏季通過(guò)熱泵將建筑物內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下對(duì)建筑進(jìn)行降溫,同時(shí)蓄存熱量,以備冬用,保證了大地?zé)崃康钠胶狻?
----地源熱泵戶式中央空調(diào)與常規(guī)家用空調(diào)比較的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
與傳統(tǒng)中央空調(diào)和常規(guī)空用空調(diào)相比,地源熱泵戶式中央空調(diào)有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),具體表現(xiàn)在:
1、地源熱泵戶式中央空調(diào)的設(shè)備性能穩(wěn)定,系統(tǒng)壽命可達(dá)20年,地埋管換熱器壽命更可達(dá)40-50年,比普通分體空調(diào)器優(yōu)越的多;其未端既可以使用風(fēng)機(jī)盤(pán)管,也可以與地板采暖聯(lián)合使用,不僅可以單獨(dú)控制和隨意調(diào)節(jié)各個(gè)房間溫度,并且地板采暖舒適性更好。
2、地源熱泵戶式中央空調(diào)繼承了中央空調(diào)系統(tǒng)的舒適性及家用空調(diào)布置的靈活性兩者的優(yōu)勢(shì),可以根據(jù)用戶不同需要靈活設(shè)計(jì),可以充分體現(xiàn)現(xiàn)代建筑以人為本的思想。
3、地源熱泵機(jī)組不需要占用專門(mén)的機(jī)房,并且無(wú)需安裝冷卻塔及泵房,維修簡(jiǎn)單,運(yùn)行方便,無(wú)需專業(yè)人員維護(hù)。
4、戶式中央空調(diào)實(shí)現(xiàn)了分戶計(jì)算,計(jì)費(fèi)方式合理,沒(méi)有了中央空調(diào)的不合理收費(fèi),還擁有中央空調(diào)的舒適性,既節(jié)省能源,又合乎公平性原則。
----經(jīng)濟(jì)性分析
北京100m2的家庭125天總耗熱量為:100m2×125d×24h×3600×0.05kw=5400萬(wàn)kJ,為獲得這么多熱量,選用不同的采暖方式,耗用的燃料不同,燃燒效率不同,能源成本不同?,F(xiàn)將100m2的家庭采用不同方式供暖成本計(jì)算如下:
能源 |
煤炭 |
天然氣 |
石油氣 |
柴油 |
電加熱 |
風(fēng)冷熱泵 |
地源熱泵 |
單位 |
kg |
m3 |
m3 |
Kg |
kwh |
kwh |
kwh |
熱值(KJ) |
20900 |
36000 |
48566 |
43124 |
3600 |
3600 |
3600 |
效率 |
0.6 |
0.9 |
0.9 |
0.9 |
0.95 |
2 |
4 |
單價(jià)(元) |
0.3 |
1.6 |
3 |
3 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
成本(元) |
1 |
2.06 |
2.87 |
3.24 |
6.2 |
2.9 |
1.45 |
100m2總費(fèi)用 |
1291 |
2622 |
3706 |
4174 |
6315 |
3000 |
1500 |
由上表可見(jiàn),燃煤供暖最經(jīng)濟(jì),但是由于北京地區(qū)已經(jīng)限制燃煤使用,綜合比較,地源熱泵系統(tǒng)為最佳選擇。
地源熱泵是陸地淺層能源通過(guò)輸入少量的高品位能源(如電能)實(shí)現(xiàn)由低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移。通常地源熱泵消耗1kWh的能量,用戶可以得到4.4kWh以上的熱量或冷量。
“地源熱泵”的概念,最早在1912年由瑞士的專家提出,而這項(xiàng)技術(shù)的提出始于英、美兩國(guó)。北歐國(guó)家主要偏重于冬季采暖,而美國(guó)則注重冬夏聯(lián)供。由于美國(guó)的氣候條件與中國(guó)很相似,因此研究美國(guó)的地源熱泵應(yīng)用情況,對(duì)我國(guó)地源熱泵的發(fā)展有著借鑒意義