您当前的位置 :八通关农业网 > 国内 > 地源热泵节能经济前景分析

地源热泵节能经济前景分析



地源热泵节能经济前景分析

作者:未知

[摘要]介绍了地源热泵系统的工作原理和分类。通过比较地源热泵空调系统的实际运行成本与普通空调系统的实际运行成本,指出了地源热泵的技术优势和经济性。

关键词:地源热泵;原理;分类;节能;经济

1.地源热泵运行的冷源和热源

普通空调的制冷剂直接从空气中排出或吸收热量。地源热泵从表面下方间接吸收或排出热量。距离地球表面30米以下的地层是一个恒温区,其温度来自太阳热辐射和地球表面地热传导的综合影响。它被称为综合平衡层,也称为浅层地下层。全年温度相对稳定,冬季高于环境空气温度,夏季低于环境空气温度。地源热泵系统利用岩石中的土壤,鹅卵石,地下含水层和深层地表水作为热泵的源和汇,在冬季为建筑供热,夏季供给冷。

二,地源热泵工作

地源热泵系统在冷却状态下,地源热泵单元中的压缩机对制冷剂进行工作,使其进行汽 - 液转换循环。室内空气循环所携带的热量通过制冷剂/空气热交换器中的制冷剂的蒸发被吸收到制冷剂中,并且制冷剂中携带的热量通过循环水通道通过制冷剂/水热中的冷凝循环循环时的换热器。吸收,最后通过室外传热系统转移到地下水或土壤中。室内热量通过室内供暖和空调末端系统,水源热泵机组系统和室外地面能量热交换系统连续传递到地下,冷空气用于通过制冷剂 - 空气冷却室内换热器(风机盘管)。在加热状态下,循环正好相反。原始蒸发器转换成冷凝器,原始冷凝器转换成功能蒸发器,以热空气的形式向房间供热。

三,地源热泵分类

1.土壤源热泵:土壤源热泵是一种热泵系统,利用地下岩层中的热量进行闭环循环。热泵热交换器埋在地下并与地面进行热交换。它通过循环流体(水或防冻剂,水为主要成分)在封闭的地下管道中传递系统和地球之间的热量。地下换热器的布局主要分为三种:垂直埋管,水平埋管和蛇形埋管。垂直埋管换热器通常为U形,根据其埋深可分为浅(小于30m),中(30-100m)和深(大于100m)。垂直热管热泵系统占地面积小,管道少,泵能耗低。每单位管道的热交换高于水平管道的热交换,但成本相对较高。水平埋管换热器有单管和多管两种形式,一般埋深1.5-3.0米。水平埋管换热器成本相对较低,目前被广泛使用。然而,它需要大的场地,不稳定的操作性能,高的泵能量消耗和低的系统效率。蛇管换热器更适用于场地有限的情况。虽然挖掘量仅为单管卧式管换热器的20%至30%,但管的使用量将显着增加。该方法类似于水平埋管换热器。

2.地下水源热泵:地下水源热泵系统的热源是从井或废弃矿井中提取的地下水。最常见的系统形式是将一侧的地下水与一侧的热泵机组(板式换热器)连接起来。早期的地下水系统使用单井系统,即在通过板式换热器进行热交换后直接排出地下水。缺点是它浪费地下水??资源,容易导致地层崩塌甚至造成地质灾害。后来,生产了一个双井系统,一个井抽水,一个井充电。最广泛使用的地下水热泵是50米范围内的浅井。其优点是成本低于土壤源热泵,水井和井体紧凑,占地面积小,技术相对成熟。缺点是地下水供应有限,水处理要求严格,所有地下水取水都没有充电。现在更多的是采用1抽2或2抽3~4背技术,这项技术目前在沉阳等城市使用。

3.地表水源热泵:地表水源热泵系统的热源是池塘,湖泊或河流的地表水。地面水源热泵主要分为闭路系统和开路系统。在寒冷地区,开路系统不适用,只能用于闭路系统。地面水源热泵具有成本相对低,泵能耗低,维护方便,运行成本低的优点。然而,该地表水源热泵系统也受自然条件的限制。公共河流,管道或水中的其他设备易受损坏。如果河流和湖泊太小或太浅,水的温度将随气候变化很大,这可能导致效率降低,冷却或加热能力降低。这项技术被用于更多的沿海城市。四,地源热泵节能分析

1,埋地管道热泵的节能性能:埋管式热泵按夏季降温100天,冬季采暖期120天测量。低运营成本优势显而易见。这些值如表1所示。低运行成本表明节省了大量电能。

表1地下管道热泵与常规空调及采暖作业费比较(元/?)

注:表中的取暖费是天津2005年的收费标准。

2,地下水热泵的节能性能:根据2003 - 2004年夏季和冬季在天津运行的6个地下水热泵系统的运行成本,夏季和冬季地下水热泵的总运行成本为28.01元/?.可以看出,这两个快速发展的地源热泵的运行成本非常接近,表明节能非常好。

五,地源热泵与传统中央空调成本的对比分析

两台地源热泵的初期投资相对接近,见表2.而传统中央空调项目的初期投资几乎相同。

表2埋地管道热泵,地下水热泵工程和传统中央空调系统初投资比较(元/平方米)

注:1,地下水热泵工程钻井数量少,井深,成井过程复杂,钻井成本高 - 每长约800-1000元。埋地管道热泵工程有大量的孔,但孔很浅,冲孔成本低 - 每米约50-80元。 2.表2中的数据是根据地下热泵实际项目的初始投资成本计算得出的,地下热泵和抽水井的数量为1:1。如果地下水热泵将抽水井的数量改为1:2并计入抽水设备费用,则初始投资将增加。

6.充分利用自然资源,实现能源效率和经济效益

地球的浅表面相当于一个巨大的太阳能吸收器,它储存了大约47%的太阳能,是世界上每年使用能量的500倍。在冬季,地源热泵利用储存在地球浅表面的无限能量作为热源;在夏季,地面具有恒定的低地温能量作为冷源,只有小功率压缩机才能实现能量。转换空调系统。研究结果表明,地源热泵技术的使用效率比风冷热泵高40%,比电加热节能70%,比燃气炉效率高45%,制冷剂比普通制冷剂低50%。空调。一个系统可以取代传统空调加上生活热水的原有的两个系统;虽然设备和安装投资是传统燃煤锅炉房供暖系统的2倍,但比热电联产系统高出40%。然而,根据国内和国际经验,由于地源热泵投入运行后成本低,初期投资可在4至8年内恢复。整个服务期间地源热泵系统的平均成本将低于传统空调系统的平均成本。 。同时,该系统几乎免维护,免维护,可以节省大量资金。作为一个循环经济,节能和节能能源之一,地源热泵也得到了国家政策的支持。

7.埋地管热泵的节能技术和需要研究的问题

1,根据冬季热负荷设计埋地热泵埋地换热器,夏季增加一些冷却塔散热,减少夏季排入地层的热量,达到散热除热的平衡,减少初始投资和运营能耗。 。

2.在夏季,冷凝器的热量不会排放到地层中,而是使用部分冷凝器的热量来加热日常使用的卫生热水。不需要将加热能量用于卫生热水。

【参考资料】

[1]何耀东,何青。两种快速发展的地源热泵技术经济比较分析与节能技术[J]。建筑节能,2007(03)。