小型水地源熱泵隨著(zhù)發(fā)展,定位別墅地源熱泵,近兩年用定位戶(hù)式地源熱泵,一個(gè)是作為高端別墅用戶(hù),一個(gè)是作為普通百姓人家,真正的區別就是主機的配置做了一些改變,但無(wú)論怎么定位,這種小型的水地源熱泵未來(lái)的發(fā)展空間可以說(shuō)越來(lái)越大。
目前煤改電政策下,空氣源熱泵可以說(shuō)一統天下之勢,但水地源熱泵也因其獨特的優(yōu)點(diǎn)未來(lái)也將占據半壁江山。地源熱泵技術(shù)為空調的節能與環(huán)保提供了一個(gè)新的發(fā)展方向;在具備施工條件的地方重點(diǎn)推薦――戶(hù)式地源熱泵,如果應用地源熱泵作為其冷熱源,有著(zhù)很好的應用前景。
地源熱泵的應用原理及發(fā)展狀況
地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源(也稱(chēng)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能空調系統。
“熱泵”二字說(shuō)明它是熱泵的一種,具有熱泵的共同特點(diǎn),其工作過(guò)程具體如下,夏季制冷時(shí),大地作為排熱場(chǎng)所,把室內熱量以及壓縮機耗能通過(guò)埋地盤(pán)管排入大地中,再通過(guò)土壤的導熱和土壤中水分的遷移把熱量擴散出去。冬季供熱時(shí),大地作為熱泵機組的低溫熱源,通過(guò)埋地盤(pán)管獲取土壤中熱量為室內供熱。兩個(gè)換熱器都即可作冷凝器又可作蒸發(fā)器,只因季節不同而功能不同。在地源熱泵系統中,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正在全世界廣泛使用,特別是在美國、瑞士和北歐。裝機數量約為:美國300000臺,瑞士20000臺,北歐30000臺。在瑞士和北歐,地源熱泵系統大部分用于單個(gè)家庭住房;而在美國許多熱泵系統應用于大型建筑。國內許多科研院所也已經(jīng)開(kāi)展了不同程度的研究,地源熱泵的技術(shù)已經(jīng)距離實(shí)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)在應用。
地源熱泵作為一種非常重要的可再生能源,具有節能和環(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(shí)列入21世紀最有發(fā)展前途的新技術(shù)。
地源熱泵應用于戶(hù)式中央空調的技術(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(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器,收集了47%的太陽(yáng)能量,比人類(lèi)每年利用能量的500倍還多。
2.屬經(jīng)濟有效的節能技術(shù)
地熱資源的溫度一年四季相對穩定,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空調系統運行效率要高40%,節能和節省運行費用40%左右。
3.環(huán)境效益顯著(zhù)。地源熱泵的污染物排放,與空氣源熱泵相比,相當于減少40%以上,與電供暖相比,相當于減少70%以上,如果結合其它節能措施,節能減排會(huì )更明顯。
4.一機多用,應用范圍廣
地源熱泵系統可供暖、空調,還可供生活熱水,一機多用,一套系統可以替換原來(lái)的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。
5.節省空間
可以埋在地下,不必大面積開(kāi)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,花園式小區樓宇及花園式建筑有非常好的實(shí)用性,并且由于其地面機房所需面積很小,故其對建筑面積節省的特點(diǎn)對當前建筑寶貴的面積來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一大福音。
地源熱泵應用于戶(hù)式中央空調的經(jīng)濟性分析
1.與鍋爐(電、燃料)供熱系統相比,鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70~90%的燃料內能為熱量,供用戶(hù)使用,地源熱泵要比電鍋爐加熱節省三分之二以上的電能,比燃料鍋爐節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定,一般為10~25℃,其制冷、制熱系數可達3.5~4.4,與傳統的空氣源熱泵相比,要高出40%左右,其運行費用為普通中央空調的50~60%。
運行費用分析:
以北京市的物價(jià)水平-天然氣價(jià)1.90元/m3、電0.44元/kWh來(lái)比較。如果利用天然氣來(lái)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。
如果使用地熱熱泵,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,用地熱熱泵供暖(熱)可減少運行費用:
y=(1.9-1.056)/1.9=44.4%
地源熱泵應用于戶(hù)式中央空調中,有以下一些特點(diǎn):
(1) 從經(jīng)濟性方面考慮,設備的初投資較大,但是,地源熱泵在夏季可以做空調冷源,冬季可以做供熱的熱源,因此兼用制冷的熱泵系統與純采暖相比的年運行費要明顯降低。而且,地源熱泵系統能耗少,機組性能系數高,節能效果明顯。
(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(diǎn),并且埋地換熱器可布置在別墅區的花園、草坪或是建筑物周?chē)牡叵?,而不占地上建筑面積,對環(huán)境保護有利,是一種“綠色空調”,符合可持續發(fā)展的要求。
(3) 從工程技術(shù)方面考慮,對于別墅區,建筑物周?chē)臻g較大,鋪設埋管較容易,所以較適合使用地源熱泵系統。
(4) 從操作運行角度來(lái)考慮,地源熱泵系統操作要比普通制冷機組簡(jiǎn)單方便。
盡管地源熱泵的應用還存在諸如其區域性較強;初投資較高;缺少針對土壤熱特物性參數的研究成果;缺少最佳匹配參數;缺少動(dòng)態(tài)特性研究等方面的不足,但是隨著(zhù)科技的進(jìn)步和工程技術(shù)人員的不懈努力這些問(wèn)題都將得到很好的解決。