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地源热泵空调

地源热泵系统用于中央空调的优势及节能环保性

文字:[大][中][小] 发布时间:2016-06-09  浏览次数:

  随着空调工业的发展,先进的中央空调系统不断出现,地源热泵中央空调在现代建筑中扮演起越来越重要的角色。人们对地源热泵空调的要求也不断提高,节能、环保、灵活成为今后共同追求的目标。本文介绍了地源热泵系统构成与原理,并在投资回报、运行性能、设备管理、使用期限等方面与其他中央空调形式进行对比分析,充分论述了地源热泵工程应用在节能、环保上的综合优势。

  近年来,随着国际经济技术合作的不断深入,地源热泵中央空调系统已进入我国,通过在工程中的成功运用得到了空调界人士的认可和推崇,成为我国中央空调冷热源发展的新趋势,充分体现节能、环保、灵活、舒适的新概念。美国局已经宣布,地源热泵系统是目前可使用的对最友好和最有效的供热、供冷系统。我国将加快建设以低碳为特征的建筑体系,因而地源热泵工程将会发挥更大的作用。

  地源热泵空调系统由以后部分组成:地下换热器、地源热泵机组、循环水泵、水管环、水系统控制箱、空调末端设备和室内温控器等。热泵机房内装有地源热泵机组、水泵、定压补水装置及加药设备等。空调末端则由新风机组、风机盘管、送回风口及安全控制器等所组成。

  在冬季,地埋管地源热泵系统通过埋在地下的由封闭管道构成的地下换热器,从大地收集自然界的低温热量,而后由环中的循环水把热量带入地源热泵机组提升水温,通过末端设备将热量送入室内。在夏季,地源热泵系统将室内热量排入环并为大地所吸收,房屋得到冷量。

  (1)地源热泵系统能充分利用蕴藏于土壤和江河湖泊及海水、污水中的低位热能,循环再生,实现对建筑物的供暖和供冷。

  (2)地源热泵比风冷热泵节能40%,比电采暖节能70%。比燃气锅炉效率提高48%。系统配置较好的热泵机组的制冷系数(COP)可达到5.0以上,即输入1千瓦电能,有5千瓦冷量输出,运行费用较低。

  (3)地源热泵系统运动部件要比常规空调系统少,因而减少了量。机组一般均采用标准部件,便于维修。需要经常清理末端设备的空气过滤网和凝结水盘。

  (4)地源热泵系统在运行中无需燃烧燃料,因此不会产生有毒气体和污染物,也不会发生爆炸。地源热泵系统在冬季供暖时,不需要锅炉,无燃烧产物排放,可大幅度降低温室气体的排放。据美国地热协会提供的报告,仅美国肯塔基州易斯维尔市总建筑面积15.8万平方米的高特.豪斯饭店地源热泵系统,每年可减排CO2849吨;SO219.97吨;NOX14.98吨;微尘2.49吨。2010年世界“达沃斯论坛主会场新建9.8万m2的天津梅江会展中心”地源热泵工程的污染物排放,比常规空调供热减少了70%。

  (5)该系统可广泛应用于办公楼、宾馆、学校、公寓、医院、饭店、商场、别墅等场所。在处理好冬夏热量平衡问题的基础上,即使是严寒地区或热带地区也可应用。

  地源热泵可完全代替冷水机组+锅炉两种设备,解决了供暖、制冷设备分设给用户带来的不便,同时其热回收功能可高效提供大量高品质的生活热水。

  地源热泵系统因为没有常规冷水机组配套的冷却塔,没有锅炉房和其他室外地面设备,因而无需宝贵的地面面积,可产生附加经济效益,并改善外部形象。地埋管置于室外地下,既美观,又不占用室内空间。室内系统与其他系统相同。此外,机组的运行工况稳定,几乎不受温度变化的影响,即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减,更无风冷热泵冬季运行的结霜除霜之虑。也无燃煤、燃油锅炉储煤、储油等既不卫生又不安全的问题。

  一般来说,常规空调设计寿命10-15年,燃气锅炉为8-10年;而设计、施工合理的地源热泵系统运行工况稳定,其地下换热器寿命可达50年以上。

  根据用户要求,可降低控制成本。有利于可采用全系统可编程智能化远程中央计算机控制,具有随人流变化而自动调整地源热泵供冷或供暖处理,实现节能最大化,运行费用最小化。还可设置显示和打印设备,可存储、分析各种采暖、制冷、维修等经济及技术数据,促进系统运行最优化。

  地源热泵系统,操控人员专业门槛低。地源热泵系统不设冷却塔、屋顶风机,压缩机工作稳定,较少出现传统设备中制冷剂压力过高或过低的现象,费用大大低于传统空调;一套设备可实现供冷、制热和生活热水三种功能,因而减少了对多种供冷、供暖设备的量。

  现将地埋管地源热泵与VRF空调系统、冷水机组+燃油锅炉以及溴化锂冷热水机组中央空调形式进行分析比较如下:

  以天津为例:市政热网冬季采暖费为市民25元/m2,工商用户36元/ m2(2011年价格)。夏季空调费约为50元/ m2。全年费用为市民75元/ m2(工商户为86元/ m2)。而地源热泵冬季供暖费13元/ m2,夏季空调费12元/ m2,全年费用为25元/ m2。以电价0.6元/kwh计算,一般采暖空调用电45kwh/ m2,而地源热泵用电仅为15kwh/ m2。

  溴化锂冷热水机组:用电量小,使用热能驱动,耗能比常规空调大3040%,节电不节能。

  VRF空调系统:随着管道的加长,对管材材质、制造工艺、现场焊接等的要求也提高,渗漏的可能性增大;

  冷水机组+燃油锅炉:锅炉房需设置安全装置,需请压力容器检测站每年进行检测,否则不准使用;冷却塔需定期清洗,费用高;

  地源热泵:当使用水水机组时,所需机房面积较小;使用水空气分散式系统仅需要循环泵房;

  地源热泵:寿命最长,设计施工良好的地埋管部分可达38000小时及以上,地面以上设备寿命约21000小时;

  地源热泵:没有室外机,不影响建筑物美观,无污染,需要建筑物周围有一定的空地或可以利用的湖泊、池塘、河流等水源;

  VRF空调系统:主机安装高度有。机组不宜设置过密,否则通风不畅;室外机影响建筑物外部美观;

  冷水机组+燃油锅炉:适应性强,但污染,运行复杂,锅炉房需要设置自动安全报警装置,启动时对电网的冲击大;

  总而言之,地源热泵空调作为一种新型的中央空调形式,可节省建筑空间,提高投资效用,操作及相对便捷,使用期限相对延长,废弃排放量相对较低,在节能、环保上享有相当大的优势。在经济效益与社会效益并举的今天,地源热泵空调系统必将进一步获得重视,得到越来越广泛的开发和应用。