熱泵節(jié)能技術(shù)論文(2)
熱泵節(jié)能技術(shù)論文篇二
環(huán)保節(jié)能地源熱泵技術(shù)應(yīng)用研究
摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，高效環(huán)保節(jié)能的供熱和制冷空調(diào)已成為城鎮(zhèn)居民的基本生活需求，市場前景很好。另外，由于形式多樣，安裝靈活，地源熱泵將為我國中小城市，甚至廣大農(nóng)村人民生活質(zhì)量的提高做出貢獻(xiàn)。在地源熱泵技術(shù)中，盡管還有許多技術(shù)問題需要解決，但由于其技術(shù)上的優(yōu)勢和節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)點(diǎn)，是建筑物供暖和制冷的合理可行選擇方案之一。在能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中，地源熱泵將倍受人們的重視與青睞。本文分析了地源熱泵發(fā)展的問題，闡述了地源熱泵技術(shù)分析，介紹了地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：地源熱泵 節(jié)能環(huán)保 技術(shù)應(yīng)用
中圖分類號：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源消耗量迅猛增加，但一直以來沒有引起人們的重視，近幾年，能源的短缺極具加重，大量的煤炭消耗引起地球環(huán)境危機(jī)。人們才更注重對新能源、新技術(shù)的開發(fā)利用。地源熱泵技術(shù)作為一種利用新型能源技術(shù)，也越來越受人們的關(guān)注，地源熱泵技術(shù)是一種利用豐富的地能，為人們創(chuàng)造冬暖夏涼的環(huán)境，因此做好此項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用具有廣闊的前景，也必將成為未來能源利用技術(shù)的重要組成。
一、關(guān)于目前地源熱泵發(fā)展的問題
1.觀念轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)空氣源熱泵和燃?xì)?、燃煤供熱技術(shù)相對成熟，地源熱泵作為一種型新空調(diào)系統(tǒng)，典型工程實(shí)例不多，認(rèn)識還不充分，而使得人們選擇地源熱泵系統(tǒng)時(shí)會面臨阻力。
2.暖通空調(diào)技術(shù)與其它技術(shù)的配合，地源熱泵技術(shù)是暖通空調(diào)技術(shù)與水利、地質(zhì)、鉆井等技術(shù)相結(jié)合的綜合技術(shù)，缺一不可，這要求設(shè)計(jì)與施工人員具有較為豐富的知識與經(jīng)驗(yàn)積累，能夠合理協(xié)調(diào)、做好充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。
3.地源熱泵對環(huán)境的影響，目前地下水的回灌技術(shù)不完善，同時(shí)國家對地下水開采利用有嚴(yán)格限制，在一定程度上會影響以水為熱源的地源熱泵進(jìn)一步推廣;此外土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)鉆井對土壤熱、濕及鹽分遷移的影響研究有待進(jìn)一步深入，如何使不利因素減少到最小是必須考慮的問題。
4.地源熱泵系統(tǒng)投資，地源熱泵系統(tǒng)在不同地區(qū)、不同工程中初投資相差較大，有的工程鉆井費(fèi)用可能占整個(gè)系統(tǒng)初投資的50%以上，就是說在現(xiàn)有條件下并不是所有的地源熱泵系統(tǒng)都是經(jīng)濟(jì)合理的，因此有些投資者可能會回到傳統(tǒng)的空調(diào)形式。
5.地源熱泵安裝維護(hù)，目前地源熱泵系統(tǒng)的安裝費(fèi)用較高，與電能制冷、天然氣加熱系統(tǒng)相比，地源熱泵安裝費(fèi)用高出20～25%，它的回收期是5～8年;而且地源熱泵系統(tǒng)的維護(hù)較為困難，這在一定程度上會影響它的使用。
二、關(guān)于地源熱泵技術(shù)分析
1.節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低，深層土地資源的溫度一年四季相對穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高。夏季比環(huán)境空氣溫度低， 是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源。這種溫度特性使得地源熱泵系統(tǒng)比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高約40%。按上述設(shè)計(jì)的地源熱泵系統(tǒng)，其COP夏季為3.9，冬季為3.5，遠(yuǎn)高于空氣源熱泵，體現(xiàn)了其節(jié)能的特性，加上其具有環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)點(diǎn)，是別墅空調(diào)系統(tǒng)的理想選擇 傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的換熱器運(yùn)行效率受環(huán)境變化的影響很大。在高溫或嚴(yán)寒氣候條件下，換熱效率會大幅降低。如夏季室外溫度達(dá)到40℃時(shí)，冷量將下降20%～4O%：冬季，室外溫溫降到一l0℃時(shí)，供熱量將下降l5%～30%，且需反復(fù)沖霜來保證機(jī)組的正常運(yùn)行，具體分析見下表。
氣候條件 室外溫度 換熱效率
夏季 40℃ 冷量將下降20%～4O%
冬季 一l0℃ 供熱量將下降l5%～30%
2.保護(hù)環(huán)境，開發(fā)推廣地源熱泵空調(diào)技術(shù)可徹底廢除中小型燃煤鍋爐房，該裝置沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，沒有任何污染，不會影響城鎮(zhèn)的環(huán)境質(zhì)量。地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少4O% 以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上，如果結(jié)合其它節(jié)能措施節(jié)能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規(guī)空調(diào)裝置減少25% 的充灌量：屬自含式系統(tǒng)， 即該裝置能在工廠車間內(nèi)事先整裝密封好，因此，制冷劑泄漏機(jī)率大為減少。該裝置的運(yùn)行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。
3.利用再生能源，可持續(xù)發(fā)展，地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源作為冷熱源，進(jìn)行能量交換的采暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源量大面廣，無處不在，它是一種清潔的可再生能源。因此，利用地?zé)岬牡卦礋岜?，是一種可持續(xù)發(fā)展的“綠色裝置”。
三、關(guān)于地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用
1.地源熱泵系統(tǒng)的適用條件，地源熱泵系統(tǒng)通常需要具有處于地下30m到300m深度、而且溫度不低也不高的恒溫帶成為其熱泵系統(tǒng)的“源”以及“匯”的地下工作環(huán)境，以及一年四季空調(diào)熱泵本身需夏季排熱以及冬季取熱的優(yōu)勢特點(diǎn)。為保證熱泵的高效性、穩(wěn)定性、以及可持續(xù)性地工作，建設(shè)地源熱泵系統(tǒng)需要遵循下面適用條件：一是一年四季需要室外空氣平均氣溫達(dá)到溫度10至20攝氏度，(或者地下恒溫帶溫處于10―20℃)的地域;二是打井的地質(zhì)條件要具有經(jīng)濟(jì)可能性的地域，并具有一定量的淺層地下水資源條件的的地域;三是一年四季向地下總排熱量同總?cè)崃勘３窒嗟然蛑S持接近狀態(tài)的供熱供冷工程，否則需要一定量的工程的補(bǔ)救輔助手段和措施;四是夏季供冷溫度可達(dá)到不低于五攝氏度，冬季供熱溫度可達(dá)到不高于六十?dāng)z氏度的工程。
2.地源熱泵技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢
(1)充分采用自然資源中的太陽能來實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能，太陽能是取之不盡、用之不絕的，具有可再生勝的綠色能源，對于地表淺層可以吸收百分之四十七的太陽能，它等同于巨大的太陽能集熱器作用，甚至超過于人類五百倍年使用能量。在冬季，地源熱泵運(yùn)用儲存于地表淺層的巨大的能源來作為其熱能的來源;而在夏季就以地表淺層內(nèi)的恒溫地能溫度來作為其冷源，僅僅需要小小功率的壓縮機(jī)就能對其實(shí)施能量轉(zhuǎn)換的。因此它是具有實(shí)質(zhì)意義上的高效節(jié)能設(shè)施。
(2)具有極大的環(huán)境效益，地源熱泵通過利用大地自身的蓄熱功能，把夏季多余太陽能熱排人大地內(nèi)因而可以留作冬季備用，又可以把冬季多余冷能留給夏季備用，從根本上鏟除了空調(diào)系統(tǒng)帶來的熱島的效應(yīng)。地源熱泵是污染物排放超低的系統(tǒng)，其用的制冷劑呈完全密封狀態(tài)，且無泄漏問題，因此不必添加制冷劑，極大地減少了對臭氧層的破壞。熱泵系統(tǒng)被建造用于居民區(qū)內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)冬季取暖夏季取涼的功能，取代了燃煤鍋爐，極大地改善了CO：及顆粒物造成的污染。同時(shí)也可避免冷卻塔的噪音影響。由于地源熱泵系統(tǒng)不直接消耗煤及天然氣等礦物資源，因此達(dá)到了純綠色環(huán)保的要求。
地源熱泵技術(shù)是一種建筑節(jié)能新技術(shù)，對于降低建筑能耗，減少碳排放，減輕對環(huán)境的污染具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，值得大力推廣。但地源熱泵技術(shù)復(fù)雜，需要項(xiàng)目各方及規(guī)劃、管線、監(jiān)督部門協(xié)調(diào)配合。且由于其應(yīng)用時(shí)間較短，存在一些不足，需要進(jìn)一步積累工程經(jīng)驗(yàn).
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