两种快速发展的地源热泵的技术经济性对比分析及节能技术

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地源热泵的工作原理及技术经济性分析

地源热泵的工作原理及技术经济性分析

地源热泵的工作原理及技术经济性分析摘要: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转移。

本文主要介绍了地源热泵国内外发展近况、特点、工作原理与分类、应用方式、技术经济性等。

关键词:地源热泵可再生能源冷凝器蒸发器一、什么是地源热泵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转移。

地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,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;夏季,把室内的热量取出来,释放到地能中去。

热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量(如电能)将吸取的全部热能(即电能+吸收的热能)一起排输至高温热源。

而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态,从而达到吸收低温热源中热能的作用通常地源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到5kW以上的热量或4kW以上冷量,所以我们将其称为节能型空调系统。

与锅炉(电、燃料)供热系统相比,锅炉供热只能将90%以上的电能或70~90%的燃料内能为热量,供用户使用,因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;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、加拿大及法国、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。

二、地源热泵国内外发展近况地源热泵的历史可以追朔到1912年瑞士的一个专利,欧洲第一台热泵机组是在1938年间制造的。

地源热泵系统与传统中央空调系统的经济性比较分析

地源热泵系统与传统中央空调系统的经济性比较分析

地源热泵系统与传统中央空调系统的经济性比较分析摘要:近些年来,能源短缺问题不断出现,已经成为制约经济社会发展的一个瓶颈,建筑作为耗能大户,能耗占全社会能耗的25%左右,其中供热采暖能耗约占一半。

如果采用节能环保的暖通空调新技术是行业发展的必然趋势,本文就地源热泵与传统中央空调的能耗和经济性进行了相关对比分析。

关键词:地源热泵;中央空调;能耗;经济性;对比;分析引言随着全世界范围内的能源短缺和环境污染,人类的生存和发展已经开始被严重威胁。

在20世纪,发生了两次世界范围内的石油危机,同时,长期使用化石煤炭等一次能源给人类的生存环境带来了严重威胁,越来越多的环境污染问题暴露在眼前,这使得人们开始将大量的注意力和研究转移到可以替代化石能源的各种可再生能源方面。

本文主要就地源热泵系统与传统中央空调系统的经济性进行了相关对比,力求证明地源热泵系统的优越性。

1 地源热泵的技术原理及其特点介绍地源热泵在国内学术界有被称之为地热泵。

地热泵空调核心结构为“热泵”可制冷也可供热。

在进行供暖工作时,通过对地热吸收排放给向用户;再进行制冷工作时,对用户室内进行热量吸取再排放给向地下。

1. 1技术原理主要介绍埋管式地源热泵空调系统技术,其应用原理为凭借较少的电力,促使压缩机驱动随后进行制冷循环,根据土壤温度具有相对稳定的特性,将闭环管线系统深埋进土壤并通过其实现热交换,天气热时将热量释放至向地下,天气寒冷时吸取地下热量,通过对供热特殊的地下低位热量完成制冷或供热。

埋管式地源热泵空调系统技术正是将单、双U型竖直埋管深埋地下、并和水平连管或盘管等各式换热器相连组成闭合式的水环路运转体系,直接取热于常问土或向直接排热于常问土内。

在施工过程时,从地面开始钻孔,以预定深度为标准进行下钻孔,在孔中放入已完成预制的换热管,接下来将不同材料回填至孔中,对于换热管已成型的换热器进行深埋,此时回填料作为导热介质连接换热管与大地,明显提升了换热管导热性。

简论地源热泵节能经济性前景

简论地源热泵节能经济性前景

简论地源热泵节能经济性前景简论地源热泵节能经济性前景导读:叙述了地源热泵系统工作原理和分类,通过对地源热泵空调系统实际运转费用和普通空调系统实际运转费用的比较,指出地源热泵的技术优点和使用经济性。

地源热泵;原理;分类;节能;经济一、地源热泵工作的冷源和热源普通空调的冷媒都是在直接从空气中排放或吸收热量,地源热泵是将热量间接从地表以下吸收或排放。

距地表30m以下的地层是一个恒温带,其温度源于地球表面太阳热辐射和地核热传导的综合作用,被人们称为综合平衡层又称地下浅层。

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。

地源热泵系统就是利用这一恒温带中的土壤、卵石、岩石中的地下含水层以及深层地表水作热泵的源与汇,向建筑物冬季供热、夏季供冷。

二、地源热泵工作原理地源热泵系统在制冷状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽液转化的循环。

通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中,在循环的同时,通过冷媒/水热交换器内的冷凝,由循环水路将冷媒中所携带的热量吸收,最终通过室外地能换热系统转移至地下水或土壤里。

室内热量通过室内采暖空调末端系统、水源热泵机组系统和室外地能换热系统不断转移至地下,通过冷媒-空气热交换器(风机盘管),以冷风的形式为房间供冷。

制热状态下循环刚好相反,原先的地源热泵节能经济性前景相关论文由收集整理提供,如需论文可联系我们.蒸发器转换成的功能是冷凝器,原先冷凝器转换成的功能蒸发器,以热风的形式为房间供热。

三、地源热泵分类1、土壤源热泵:土壤源热泵是利用地下岩土层中热量进行闭路循环的热泵系统。

热泵的换热器埋于地下,与大地进行冷热交换。

它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在密闭地下埋管中的流动,实现系统与大地之间的传热。

地下热交换器的布置形式主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管3类。

垂直埋管换热器通常采用的是U型方式,按其埋管深度可分为浅层(小于30m),中层(30~100m)和深层(大于100m)3种。

地源热泵技术及其节能效益分析

地源热泵技术及其节能效益分析

408
技术性能分析 改造后的地源热泵系统在环境条件较差、 维温性能不佳的
40508
改造前运行费用 原 七 米 检 查 桥 冬 季 取 暖 采 用 电 热 板 85 片 , 额 定 功 率
检查桥中,经过一个取暖期的运行,保持室内温度在 89B 左 右。 另外, 它便于维护和管理, 且效率高, 夏季 ,-. (能效比) @5C 冬季 ,-.@5C/01。 因此, 耗电量小, 运行费用低, 能达到节能 304, 降耗要求。根据对现有系统的运行费用分析, 8 年以后就能收 回全部投资。 改造后的地源热泵系统地下部分可保持 49 年稳定运行, 地上机组部分可保持 51 年左右正常使用,系统控制自动化程 度高, 可实现室内温度的调节。
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小资料
气体燃 循环流式床锅炉, 低 D-K 燃 烧 器 、 烧 再 燃 、 超 细 煤 粉 再 燃 等 低 D-K 燃 烧 技 术, /99)7 热电联产机组。
(部分) 当前我国能源产业化的重点
( 大容量超临界 $ 超超临界火电 机组和水电机组 &
新能源和可再生能源
生物质气化发电和供气技术,生物质液体 燃 料 技 术 , 百万千瓦级超超临界火 ;99)7 超临界火力发电机组, 电机组, ;99)7 空 冷 火 力 发 电 机 组 , >99)7 级 水 电 可以替换原来的锅炉和空调 两套装置, 这种系统可应用于各种建筑物中。

经济效益及环保效益
地源热泵机组可一机多用,虽然其投资略高于锅炉系统,
但兼顾夏季空调制冷和冬季采暖。既提高了设备的利用率, 节 约能源, 节省运行费用, 又降低了空调系统设备投资, 这是地源 热泵技术所带来的直接经济效益。 另外, 地源热泵与锅炉供暖相比, 所产生间接效益是不容 忽视的。由于锅炉及配套设备所占用土地、 燃料运输、 存渣、 排 放烟气及灰尘处理等, 在计算成本时受多种主、 客观因素所限, 很难以统一尺度进行衡量, 被视为间接效益。 与热泵供热相比, 燃煤锅炉要留有储煤、 存渣场地及运输通道, 占地面积相当于 除了要占用一部分 3 座地热站。燃油锅炉要有配套的储油罐, 空间以外, 还增加了安全管理上的难度。 虽然燃气锅炉清洁, 占 地面积小, 但由于天津港特点, 其输气管道不宜地埋和高架, 难 以进入港区各供热点, 另外, 由于管道建网费用高, 燃气价格较 高且呈上升趋势, 燃 (天然) 气锅炉供热系统的投资成本及运行 成本都是很高的。 最为重要的还是其环保效益突出。 地源热泵系统是通过从 地热资源中提取热量, 所以采用地源热泵供暖可有效地免除常 规燃料的灰、 渣、 二氧化硫及氮氧化物等的排放量, 并相应减少 燃料运输过程中的撒 (泄) 漏污染。

地源热泵中央空调系统设计及经济性分析

地源热泵中央空调系统设计及经济性分析

地源热泵中央空调系统设计及经济性分析随着全球能源短缺的日益加剧,环保节能的理念逐渐深入人心。

地源热泵中央空调系统作为新型节能、环保的空调系统,受到了越来越多人的关注。

本文将介绍地源热泵中央空调系统的设计及经济性分析。

地源热泵中央空调系统主要由地源热泵系统和中央空调系统两部分组成。

其中地源热泵系统主要包含换热器、管路、水泵、水箱等组件,用于将地底下的稳定温度传递到室内,并将室内的热量传递到地下。

中央空调系统主要包含空气处理机组、冷凝机组、风管、空调末端等组件,用于实现冷热空气的循环、处理和输送。

1.地源热泵系统设计地源热泵系统的设计需要根据使用需求、环境因素等进行考虑。

一般来说,地源热泵系统有水源、地埋和垂直地埋三种形式。

在设计地源热泵系统时,需要根据使用场所的不同,选择不同的换热器类型和规格。

同时,水泵、水箱等附件的选购也需要根据实际需求进行。

2.中央空调系统设计中央空调系统的设计需要考虑空间布局、风量、静压等要素。

在选择空气处理机组、冷凝机组等设备时,需要根据使用场所的大小、人员密度等因素进行选购。

同时,风管的布局、制作也需要根据实际需求进行设计。

二、经济性分析地源热泵中央空调系统的建设和运行成本比传统空调系统略高,但长期来看,其经济性和环保性更优。

1.建设成本地源热泵中央空调系统的建设成本比传统空调系统略高,主要是因为需要购置地源热泵设备和地下管路等附件。

但随着技术的发展,相关设备的价格正在逐渐下降,建设成本也在逐步降低。

2.运行成本地源热泵中央空调系统的运行成本要比传统空调系统低,主要体现在以下几个方面:(1)地源热泵系统的能耗低,因为它可以利用地下的稳定温度来实现空调,不需要额外的能源供应。

(3)地源热泵中央空调系统的维护成本低,因为地源热泵系统和中央空调系统的耐用性比传统空调系统更高,维修和更换的频率也相应降低。

3.综合经济性虽然地源热泵中央空调系统的建设成本比传统空调系统略高,但随着设备价格的下降,这一差距正在逐渐缩小。

地源热泵系统与传统供热对比分析

地源热泵系统与传统供热对比分析

一、什么是地源热泵我们先来简单的认识一下什么的地源热泵,地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术,是热泵的一种,热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。

地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方。

通常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的。

地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力,冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内,夏季再把地下的冷量转移到建筑物内,一个年度形成一个冷热循环。

二、一般比较:地源热泵中央空调和传统中央空调相比,最大的特点就在于它的节能性,这也是很多用户不顾高额初投资选择地源热泵中央空调的原因,地源热泵除了节能外,还有很多的优点,我们可以通过与传统中央空调的对比来分析地源热泵到底具有哪些优势,为什么如此深受用户青睐。

地源热泵中央空调与传统中央空调对比:环境保护从土壤源热泵的整个运行原理来看,土壤源热泵系统实际是真正意义的绿色环保空调,不管是冬季还是夏季的运行,都不会对建筑外大气环境造成不良影响。

而普通中央空调系统,将废热气或水蒸气排向室外环境,无一例外的都对环境造成了极大的污染。

以地球表面浅层地热资源作为冷热源,利用清洁的、近乎无限可再生的能源,符合可持续发展的战略要求。

地源热泵中央空调与传统中央空调对比:运行效率对于普通中央空调系统,不管是采用风冷热泵机组还是采用冷却塔的冷水机组,无一例外的要受外界天气条件的限制,即空调区越需要供冷或供热时,主机的供冷量或供热量就越不足,即运行效率下降,这在夏热冬冷地区的使用就受到了影响。

而土壤源热泵机组与外界的换热是通过大地,而大地的温度很稳定,不受外界空气的变化而影响运行效率,因此,土壤源热泵的运行效率是最高的。

地源热泵中央空调与传统中央空调对比:经济方面地源热泵系统还可以集采暖、空调制冷和提供生活热水于一体。

一套热泵系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统,从而减少使用成本,十分经济。

(工作分析)地源热泵的工作原理及技术经济性分析

(工作分析)地源热泵的工作原理及技术经济性分析

(工作分析)地源热泵的工作原理及技术经济性分析地源热泵的工作原理及技术经济性分析壹、什么是地源热泵地源热泵是壹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转移。

地能分别于冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即于冬季,把地能中的热量“取”出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到地能中去。

热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量(如电能)将吸取的全部热能(即电能+吸收的热能)壹起排输至高温热源。

而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态,从而达到吸收低温热源中热能的作用。

请参见能流图所示。

通常地源热泵消耗1kW的能量,用户能够得到5kW之上的热量或4kW之上冷量,所以我们将其称为节能型空调系统。

和锅炉(电、燃料)供热系统相比,锅炉供热只能将90%之上的电能或70~90%的燃料内能为热量,供用户使用,因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二之上的电能,比燃料锅炉节省二分之壹之上的能量;由于地源热泵的热源温度全年较为稳定,壹般为10~25℃,其制冷、制热系数可达3.5~4.4,和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,地源热泵空调系统于北美如美国、加拿大及法国、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,能够预计,该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。

二、地源热泵国内外发展近况地源热泵的历史能够追朔到1912年瑞士的壹个专利,欧洲第壹台热泵机组是于1938年间制造的。

它以河水低温热源,向市政厅供热,输出的热水温度可达60o C。

于冬季采用热泵作为采暖需要,于夏季也能用来制冷。

1973年能源危机的推动,使热泵的发展形成了壹个高潮。

目前,欧洲的热泵理论和技术均已高度发达,这种“壹举俩得”且且环保的设备于法、德、日、美等发达国家业已广泛使用。

地源热泵空调的节能优势比较及施工技术探讨

地源热泵空调的节能优势比较及施工技术探讨

地源热泵空调的节能优势比较及施工技术探讨地源热泵空调系统使用的技术是地源热泵技术,此技术是将热交换器放入地下,运用传热介质在封闭的环路中进行流动,此环路主要是由强度比较高的塑料管组成,以完成热量的转换。

冬季时地源热泵空调系统通过使用有关机组把热量导入屋内,可以起到供暖的效果。

标签:地源热泵空调;节能优势比较;施工技术1 引言地源热泵技术在夏季制冷的时候可以将大地土壤作为排热场所,利用埋地管系统将压缩机耗和室内热量以热交换的方式向地下土壤进行传输,随后在利用土壤中水分的迁移和土壤的导热扩散热量;该系统在冬季热泵制热的时候同样将土壤作为热泵机组的低温热源,其可以利用埋地盘管系统获得土壤中的热量,从而实现对室内的供热。

作为一种可再生资源,地热具有环保和节能的双重作用,目前很多发达国家在本世纪最有发展前景的新技术中全面的纳入了地下高效热泵和蓄热技术,并且得到了广泛的应用。

2 地源热泵空调的优势所在2.1 高效以及节能地源热泵空调系统的转换率最大可以达到4.7,跟燃料锅炉不同,这一系统可以大幅度降低对于能源的使用,并且大大节省热量,与其他中央空调进行对比可以看出,地源热泵系统可以大幅度降低运行成本。

2.2 节省建筑空间,有利于保护环境地源热泵不会使用到冷却塔和别的室外设备,这些设施都需要配置煤场以及渣场等相关设施,占用较多的建筑空间。

另外,地源热泵系统可以增加较多的经济效益,也可以改善周边环境。

冬季使用地源热泵空调系统进行供暖时,不需要使用锅炉,可以很大程度上降低排放量,有利于保护环境,并且也符合国际公约要求。

2.3 与中央空调进行对比传统的中央空调比较容易受到室外气温因素的影响,有关的制冷量也会受到温度的影响,特别是高温以及湿度比较高的地区,制冷系统很难确保正常运行,并且也很难实现较高的效率。

当进行制热的时候,空气源热泵温度到达零下之后就需要配置电加热设施,否则就会影响到机组的正常运行,在这个时候空气源热泵会消耗比较多的热量,并且制热效率也比较差。

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两种快速发展的地源热泵的技术经济性对比分析及节能技术•简介:空调用热泵是当前进展最快的一门技术,也是用于中央空调较理想的冷热源设备。

本文介绍了热泵在空调中的应用、进展、种类和两种快速进展的地源热泵的供冷供热原理,依照新国标《地源热泵系统工程技术规范》对比分析了这两种地源热泵的技术经济性、造价、共同优点,以及地下水热泵的弊端,提出了客服其弊端的措施。

并论述了地理管热泵的节能技术及其节能潜力。

•关键字:地源热泵,地下水热泵,地埋管热泵,节能技术1 热泵在空调中的应用与进展1.1 热泵在空调中的应用热泵的应用范畴专门广泛,既可用于木材、烟叶等的干燥,也可用于印染、啤酒等的工艺生产。

因此,热泵用于空调工程则更为有利。

因为热泵是能将低品位热源提高为高品位热源的设备,因而近年来进展专门快。

空调用热泵事实上是一种制冷机,是夏季能供冷、冬季能供热的专门制冷机。

空调用热泵能给从事中央空调的技术人员制造施展才能的领域,同时也能为热泵制造企业和施工单位提供无限的商机。

正因为空调用热泵是中央空调新兴的一种专门好的冷、热源方式——既能夏供冷、又能冬供热,因此近年来在中央空调工程中的应用越来越多,受到人们格外的重视。

1.2 常用空调热泵的种类空调用热泵的分类方法专门多,诸如按循环原理分类,按吸热放热介质分类,以及按吸热源类型进行分类等。

采纳按吸热源类型分类法可将常用空调热泵分为如下几类:(1)空气源热泵①冷暖空调机、一拖多;②VRV、多联机;③风冷式冷(热)水热泵。

(2)水源热泵①地下水源热泵(地下水地源热泵,井水源热泵),见图1;②地表水源热泵(江、河、湖泊水源热泵),湖水源热泵见图2;③中水、污水水源热泵;④海水水源热泵。

(3)地源热泵(地埋管地源热泵,土壤源热泵、大地耦合式热泵)①竖直埋管式地源热泵,见图3;②水平埋管式地源热泵;③竖直埋管+水平埋管式地源热泵。

(4)水环热泵①夏季制冷机与冷却塔运行正常供冷;②冬季设一水箱,将水加热至13℃~15℃,再用热泵升温后供热。

图1 地下水地源热泵图2 湖水源热泵图3 地埋管地源热泵1.3 各种空调用热泵的进展前景上述四种热泵在中央空调中均有应用与进展,其中空气源热泵(一样称做风冷式热泵)最早应用于空调中,目前应用范畴和数量在不断地增长,专门当技术进展到在冬季室外气温降至-15℃~-20℃时仍能开机,这就为风冷式热泵制造了无限宽敞的应用前景。

水环热泵最适宜用于有内、外分区的大型建筑物的外区需供热时,内区因散热量(包括设备与人体、照明等的散热量)无法排除而须同时供冷的环境,因而进展也较快。

但其进展速度远赶不上地下水地源热泵(下称地下水热泵)和地埋管地源热泵(下称地埋管热泵)的进展速度。

地下水热泵和地埋管热泵是当前进展最快的二种热泵。

近年来有如雨后春笋般的突飞猛进的进展,其应用数量与进展速度是其他型式热泵无法比拟的。

2 两种地源热泵的供冷、供热原理地下水热泵和地埋管热泵的供冷、供热原理差不多相近,但也有所不同,现做如下分析。

2.1 地下水热泵的供冷、供热工作原理地下水热泵须打出深度为80~600m的深井(井深依各地地层结构而异),开采出温度大约为13℃~30℃的井水,井水夏季做为热泵机组冷凝器的冷却水,而冬季则做为热泵机组蒸发器的热源水。

为防止地面沉降还须有回灌井。

一样在抽水井抽水的同时,还须将用过的井水回灌到另外1~2口与抽水井同含水层的回灌井的地层中去。

夏季供冷时,蒸发器产生7℃左右的冷水,供给空调末端设备。

在末端设备中吸取热量,水温升至12℃左右再进入蒸发器。

而水温为13℃~30℃的地下井水作为冷却水,在冷凝器中吸取热量使水温升高约5℃左右以后回灌到地下,水在渗流过程中又降至13℃~30℃,然后再被抽取上来循环使用。

如图4所示。

图4 地下水热泵夏供冷原理图5 地下水热泵冬供热原理冬季供热时,热泵机组中的冷凝器管口与空调末端设备相接,而蒸发器的管口与井水水源系统相接。

冬季运行时,用户端的空调循环水,由于吸取了冷凝器的排热而升温,其温度可达45℃~60℃。

另外,在水源水系统中水温为13℃~30℃的地下井水由于在蒸发器中失去热量,使水温降低约5℃左右再回灌到地下,水在渗流过程中吸取地下岩土热量,温度又升至13℃~30℃,然后再被抽取上来循环使用。

2.2 地埋管热泵的供冷、供热工作原理地埋管热泵与地下水热泵不同的是,须在许多间距为5~8m,深度约为100m~300m左右的井孔中埋入∮32mm的PE管(竖直埋管式)。

PE管与机房中的设备相连接,而将水注水PE管系统。

运行时水系统为闭路循环,只依靠PE管换热器及管中的循环水与地层岩土的热交换实行夏供冷、冬供热。

其运行模式与地下水热泵相近。

即夏季供冷时,地源水做为热泵机组的冷却水进出冷凝器,把冷凝热带回地下的PE管换热器中的循环水,使之与岩土进行热交换。

与此同时要使热泵机组的蒸发器产出约7℃的冷水达到夏季供冷的成效。

而冬季供热时,地源水则做为热泵机组的热源水进出蒸发器,由于放出热量而降低了温度的地源水又回到地下PE管换热器中,并使之与岩土进行热交换。

与此同时热泵机组的冷凝器会产出4 5℃~60℃的热水进行供热。

3 两种地源热泵的环保性与节能性近年来,地下水热泵和地埋管热泵的进展势头迅猛。

这是基于它们所具有的一系列共同优点。

而最要紧的优点是其环保性和节能性。

现举天津采纳地埋管热泵实施冬季供热、夏季供冷的一项目为例予以讲明(建筑面积3700㎡)。

3.1环保性(1)地埋管热泵的环保性地埋管热泵冬季供热与燃煤锅炉供热进行比较,可看出地埋管热泵系统冬季运行时能大量减少污染物排放量,使冬季的都市空气更清新。

其全年排放量减少值见表1。

表1 地埋管地源热泵减少污染物排放量(2)地下水热泵的环保性就环保性而言,地下水热泵与地埋管热泵都具有相同的成效。

3.2节能性(1)地埋管热泵的节能性地埋管热泵按夏季供冷期100天,冬季供热期120天进行实测与汇总的数据讲明,低运行费的优势专门明显,其值见表2。

低运行费用讲明节约了大量电能。

表2 地埋管热泵与常规空调、采暖运行费比较(元/㎡)注:表中采暖费为天津市2005年收费标准(2)地下水热泵的节能性据2003~2004年夏、冬二季,对天津市运行的6个地下水热泵系统的运行费用调查结果:地下水热泵的夏冬季运行费用合计为28.01元/㎡。

可见这两种快速进展的地源热泵的运行费用均专门接近,讲明节能性均专门好。

总之,这两种地源热泵都具有共同的优点。

4 两种地源热泵的技术成熟性与造价4.1技术成熟性(1)地埋管热泵的技术成熟性天津已有60余个项目投入运行或施工,小到数百m2,大到数千m2~数万㎡,北京等地区已有数十万㎡建筑物的地埋管热泵工程。

讲明地埋管热泵工程的设计与施工技术均已成熟。

(2)地下水热泵的技术成熟性天津及全国各地的地下水热泵项目比较普遍,施工技术已成熟。

但其治理措施和治理水平与新国标《地源热泵系统工程技术规范》的规定相差甚远。

下面将进行详细分析。

4.2造价两种地源热泵的初投资均比较接近,见表3。

并与常规中央空调工程的初投资也相差无几。

而地下水热泵的运行与修理费用高于地埋管热泵及常规中央空调工程。

表3 地埋管热泵、地下水热泵工程与常规中央空调系统初投资比较(元/m2)注:1、地下水热泵工程打井数量少,但井深,成井工艺复杂,打井费高——每延米约800~1000元。

地埋管热泵工程打孔数量多,但孔浅,打孔费低——每延米约50~80元。

2、表3数据是依照地埋管热泵与抽灌井数1:1的地下水热泵的实际工程的初投资费折算出的。

地下水热泵如将抽灌井数变为1:2,并计入抽水设备费,则初投资还将增加。

必须讲明,目前市场显现无序竞争,有些施工单位将初投资一降再降,这种超低价拼搏,必定会造成工程质量下降,这是不可取的。

5 地下水热泵的弊端地下水热泵虽与地埋管热泵具有共同的诸多优点,而且技术成熟性与造价也差不多相近,但对比新国标的强制性条文,看出地下水热泵工程专门难落实强制性条文。

5.1 新国标的强制性条文2006年1月1日生效的新国标GB50366-2005《地源热泵系统工程技术规范》第5.1.1条为强制性条文。

强制性条文规定,地下水热泵的“地下水换热系统应依照水文地质勘查资料进行设计。

必须采取可靠回灌措施,确保置换冷量或热量后的地下水全部回灌到同一含水层,并不得对地下水资源造成白费及污染。

系统投入运行后,应对抽水量、回灌量及其水质进行定期监测”。

5.2 地下水热泵的5大弊端对比新国标,其中许多内容目前专门难贯彻执行。

因而使地下水热泵工程成为实际难以执行强制性条文的“不规范工程”。

地下水热泵的要紧弊端有五方面:(1)回灌措施难落实尽管要求要回灌,但实际上只有号召,却无治理单位监管执行,更无可靠措施和处罚制度,回灌与否和用户经济效益无直截了当关系,因而专门多用户并不重视回灌工作,实际上回灌流于形式。

(2)抽水量大于回灌量政府部门大多按抽灌井数1:1审批地下水热泵工程的打井。

新国标规定在抽水井开泵抽水的同时必须要将全部抽出的水向回灌井进行回灌,而实际的回灌量专门难达到抽水量。

在抽灌井数1:1的情形下,大多回灌量仅为抽水量的20%~50%,有的甚至不回灌,而最大也只只是60%~80%。

(3)地面沉降抽水多,回灌少,必定造成地面沉降,而地面沉降将阻碍都市建筑物的变形与稳固,并将破坏地下水管网,这也是对大自然和地球的严峻破坏。

以天津为例,天津海拔仅3.3m,如不加操纵,地面连续沉降,加之全球温室效应使海水面不断上升,这一升一降,若干年后天津是否有沉入渤海湾的可能?(4)水资源白费回灌井一方面不可能把开采的水全部灌入地层而排入下水道,而且回灌措施中必须要进行回扬,回扬水也排入下水道,从而形成了水资源的白费。

(5)地下水污染回灌水在地面受到污染(管网的铁锈、垢层,设备的油污,空气的污染等),再灌入地层,也就污染了地下水。

6 克服井水源热泵诸多弊端的措施6.1 措施之1——设计、施工与运行方面必须解决十大参数值为克服地下水热泵诸多弊端,有人提出了地下水热泵在设计、施工与运行方面必须解决的十大参数值,以确保井水源热泵达到新国标规定,且高效运行。

(1)井水温度15℃~30℃。

(2)井距、井深井距40~50m,井深应确保水温参数。

(3)深井出水量井水量不应取该地区同类井抽水量的最大值,而应比平均水量小5%~10%。

以确保热泵系统必须的水量。

(4)回灌井数抽水井与回灌井配比应为1:2(但目前大多为1:1),否则不可能达到所要求的回灌量,因此,如此初投资会大幅度增加,用户难以同意。

(5)灌抽水量比新国标规定回灌量要达到100%,即使抽灌井数1:2也难达到100%(因回扬水要排放掉),但最小也应不小于抽水量的98%以上。

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