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地源热泵空调系统介绍

时间:2023-10-19 百科知识 版权反馈
【摘要】:即在冬季,把地能中的热量“取”出来,提高温度后,供给室内采暖;在夏季,把室内的热量取出来,释放到地下去。因此,近十几年来,尤其是近五年来,地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展,中国的地源热泵市场也日趋活跃。地源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅。

5.3.3 地源热泵空调系统介绍

该项目供热方案采用地源热泵加燃气锅炉。

地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位的转移。地能在冬季作为热泵供暖的热源和在夏季作为空调供冷的冷源。即在冬季,把地能中的热量“取”出来,提高温度后,供给室内采暖;在夏季,把室内的热量取出来,释放到地下去。通常地源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到4kW以上的热量或冷量。由于锅炉供热只能将90%以上的电能或70%~90%的燃料内能作为热量,供用户使用,因此地源热泵要比电锅炉加热节省2/3以上的电能,比燃料锅炉节省约1/2的能量。由于地源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为10~25℃,其制冷、制热系数可达3.5~4.4,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调的50%~60%。因此,近十几年来,尤其是近五年来,地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展,中国的地源热泵市场也日趋活跃。可以预计,该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。

1)地源热泵特点

(1)属可再生能源利用技术

地源热泵是利用地球表面浅层的地热资源(通常小于400 m深)作为冷热源进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源又称为地能(earth energy),是指地表土壤、地下水或河流、湖泊吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源的一种形式。

(2)属经济有效的节能技术

地能的温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是很好的热泵热源和空调冷源,这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%,因此要节能和节省运行费用40%左右。另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。据美国环保署EPA估计,设计安装良好的地源热泵,平均来说可以节约用户30%~40%的供热/制冷空调的运行费用。

(3)环境效益显著

地源热泵的污染物排放,与空气源热泵相比,减少40%以上;与电供暖相比,减少70%以上,如果结合其他节能措施,节能减排效果会更明显。虽然也采用制冷剂,但比常规空调装置减少25%的充灌量;且属自含式系统,即该装置能在工厂车间内事先整装密封好,因此,制冷剂泄漏几率大为减少。该装置的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,且不用远距离输送热量。

(4)一机多用,应用范围广

地源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅。此外,机组使用寿命长,均在15年以上;机组紧凑,节省空间;维护费用低;自动控制程度高,可无人值守。当然,像任何事物一样,地源热泵也不是十全十美的,其应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响;一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同;采用地下水的利用方式,会受到当地地下水资源的制约。

2)供热空调系统负荷分配表

(1)100%负荷分配,如表5.11所示。

表5.11 100%负荷分配

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续表5.11

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(2)75%负荷分配,如表5.12所示。

表5.12 75%负荷分配

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续表5.12

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(3)50%负荷分配,如表5.13所示。

表5.13 50%负荷分配

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续表5.13

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