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戶式地源熱泵的發(fā)展情況與分析

來源: 時間:2024-08-09 11:12:22 瀏覽次數(shù):

小型水地源熱泵隨著發(fā)展,定位別墅地源熱泵,近兩年用定位戶式地源熱泵,一個是作為高端別墅用戶,一個是作為普通百姓人家,真正的區(qū)別就是主機的配置做了一些改變,但無論怎么定位,這種小型的水地源熱泵未來的發(fā)展空間可以說越來越大。 目前煤改電政策下,空氣源熱泵可以說一統(tǒng)天下之勢,但水地源熱泵也因其獨特的優(yōu)點未來也將占據(jù)半壁江山。地源熱泵技術(shù)為空調(diào)的節(jié)能與環(huán)保提供了一個新的發(fā)展方向;在具備施工條件的地方重點推薦――戶式地源熱泵,如果應(yīng)用地源熱泵作為其冷熱源,有著很好的應(yīng)用前景。

小型水地源熱泵隨著發(fā)展,定位別墅地源熱泵,近兩年用定位戶式地源熱泵,一個是作為高端別墅用戶,一個是作為普通百姓人家,真正的區(qū)別就是主機的配置做了一些改變,但無論怎么定位,這種小型的水地源熱泵未來的發(fā)展空間可以說越來越大。

目前煤改電政策下,空氣源熱泵可以說一統(tǒng)天下之勢,但水地源熱泵也因其獨特的優(yōu)點未來也將占據(jù)半壁江山。地源熱泵技術(shù)為空調(diào)的節(jié)能與環(huán)保提供了一個新的發(fā)展方向;在具備施工條件的地方重點推薦――戶式地源熱泵,如果應(yīng)用地源熱泵作為其冷熱源,有著很好的應(yīng)用前景。


地源熱泵的應(yīng)用原理及發(fā)展?fàn)顩r

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)。

“熱泵”二字說明它是熱泵的一種,具有熱泵的共同特點,其工作過程具體如下,夏季制冷時,大地作為排熱場所,把室內(nèi)熱量以及壓縮機耗能通過埋地盤管排入大地中,再通過土壤的導(dǎo)熱和土壤中水分的遷移把熱量擴散出去。冬季供熱時,大地作為熱泵機組的低溫?zé)嵩?,通過埋地盤管獲取土壤中熱量為室內(nèi)供熱。兩個換熱器都即可作冷凝器又可作蒸發(fā)器,只因季節(jié)不同而功能不同。在地源熱泵系統(tǒng)中,由于冬季從大地中取出的熱量可在夏季得到補償,因而可使大地的熱量基本維持平衡。

有許多地源熱泵系統(tǒng)正在全世界廣泛使用,特別是在美國、瑞士和北歐。裝機數(shù)量約為:美國300000臺,瑞士20000臺,北歐30000臺。在瑞士和北歐,地源熱泵系統(tǒng)大部分用于單個家庭住房;而在美國許多熱泵系統(tǒng)應(yīng)用于大型建筑。國內(nèi)許多科研院所也已經(jīng)開展了不同程度的研究,地源熱泵的技術(shù)已經(jīng)距離實用化非常近,并且采用深井水為熱源的地源熱泵技術(shù)已經(jīng)在應(yīng)用。

地源熱泵作為一種非常重要的可再生能源,具有節(jié)能和環(huán)保的雙重效益,國際上已經(jīng)將地下蓄熱技術(shù)和高效熱泵同時列入21世紀最有發(fā)展前途的新技術(shù)。


地源熱泵應(yīng)用于戶式中央空調(diào)的技術(shù)性分析

與其他能源利用技術(shù)相比地源熱泵具有一下優(yōu)勢:

1.屬再生能源利用技術(shù)

地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽能量,比人類每年利用能量的500倍還多。

2.屬經(jīng)濟有效的節(jié)能技術(shù)

地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對穩(wěn)定,冬季比環(huán)境空氣高,夏季比環(huán)境空氣低,這種溫度特性使之比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運行效率要高40%,節(jié)能和節(jié)省運行費用40%左右。

3.環(huán)境效益顯著。地源熱泵的污染物排放,與空氣源熱泵相比,相當(dāng)于減少40%以上,與電供暖相比,相當(dāng)于減少70%以上,如果結(jié)合其它節(jié)能措施,節(jié)能減排會更明顯。

4.一機多用,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,一機多用,一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。

5.節(jié)省空間

可以埋在地下,不必大面積開挖,不占用地面的空間,上面可以種上花草。對于目前新興的花園式別墅,花園式小區(qū)樓宇及花園式建筑有非常好的實用性,并且由于其地面機房所需面積很小,故其對建筑面積節(jié)省的特點對當(dāng)前建筑寶貴的面積來說無疑是一大福音。


地源熱泵應(yīng)用于戶式中央空調(diào)的經(jīng)濟性分析


1.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,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)省二分之一以上的能量。


2.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3.5~4.4,與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比,要高出40%左右,其運行費用為普通中央空調(diào)的50~60%。

運行費用分析:

以北京市的物價水平-天然氣價1.90元/m3、電0.44元/kWh來比較。如果利用天然氣來采暖,天然氣熱值為33500kJ/m3,利用熱效率90%計,則燃燒1m3可以獲得熱量為:Q=33500×0.9=30150kJ。


如果使用地?zé)釤岜?,取COP=3.5,則獲得同樣的熱量需要耗電量為:


W=Q/COP=30150/35=8614.3(kJ)=2.4(kWh)


費用比較可知:


熱泵供暖電費=0.44(元/Kwh)×W=0.44×2.4=1.056(元)


而1m3的天然氣費用=1.90(元)


因此,用地?zé)釤岜霉┡幔┛蓽p少運行費用:

y=(1.9-1.056)/1.9=44.4%


地源熱泵應(yīng)用于戶式中央空調(diào)中,有以下一些特點:

(1) 從經(jīng)濟性方面考慮,設(shè)備的初投資較大,但是,地源熱泵在夏季可以做空調(diào)冷源,冬季可以做供熱的熱源,因此兼用制冷的熱泵系統(tǒng)與純采暖相比的年運行費要明顯降低。而且,地源熱泵系統(tǒng)能耗少,機組性能系數(shù)高,節(jié)能效果明顯。

(2) 從環(huán)保的角度考慮,地源熱泵有不對使用地產(chǎn)生大氣污染、噪聲污染、熱污染等優(yōu)點,并且埋地換熱器可布置在別墅區(qū)的花園、草坪或是建筑物周圍的地下,而不占地上建筑面積,對環(huán)境保護有利,是一種“綠色空調(diào)”,符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

(3) 從工程技術(shù)方面考慮,對于別墅區(qū),建筑物周圍空間較大,鋪設(shè)埋管較容易,所以較適合使用地源熱泵系統(tǒng)。

(4) 從操作運行角度來考慮,地源熱泵系統(tǒng)操作要比普通制冷機組簡單方便。

盡管地源熱泵的應(yīng)用還存在諸如其區(qū)域性較強;初投資較高;缺少針對土壤熱特物性參數(shù)的研究成果;缺少最佳匹配參數(shù);缺少動態(tài)特性研究等方面的不足,但是隨著科技的進步和工程技術(shù)人員的不懈努力這些問題都將得到很好的解決。

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