地源熱泵技術論文(2)
地源熱泵技術論文
中途分類號：TE44 文獻標識碼：A文章編號：
1、地源熱泵系統及特點
地源熱泵是通過提取巖土體、地下水或地表水的能量，利用溫差進行冷熱交換來實現供暖或制冷的技術。這一技術誕生于1912年的瑞士，50年代在歐洲發展成熟，70年代第一次能源危機以后，受到世界能源、環保組織和歐美發達國家的推崇，進而被市場廣泛接受。我國1997年與美國政府簽訂熱泵技術系統引進協議，鼓勵國內發展該技術。
我國淺層地能資源潛力巨大，僅百米內的土壤每年可采集的低溫能量約為1.5×1012kW，而百米內地下水的每年可采集的低溫能量約為2.2×108kW，分別相當于目前我國發電裝機容量4億kW的3750倍和一半。
運用地源熱泵供暖的突出優點在于：
①節能減排。地源熱泵的能源利用率為傳統采暖方式的3-4倍，沒有燃燒，從而避免了煙塵及有害物質的排放。據測算，應用地源熱泵采暖每1000萬平方米，一個采暖期可少燃燒35萬噸標準煤，減排煙氣47億立方米，減排顆粒物1.5萬噸、氮氧化物0.9萬噸、二氧化硫0.84萬噸、二氧化碳91萬噸。
②用途廣泛。“一機三用”，冬季供暖，夏季設備反向換熱運轉，還可制冷，同時提供生活用水。機組安裝空間小，自動化程度高，操作維護簡單。適用于民居、辦公樓、醫院、商場、工礦企業等多類場所。
地源熱泵業已是一種非常成熟的技術，系統運行穩定可靠、經濟高效。而且對于居民來說，地源熱供熱價格相對較低。當然，地源熱泵的初期投資大，對土壤環境可能造成影響，但總的來說還是利大于弊。
2、地源熱泵系統樣式及應用
根據地熱能交換系統形式的不同，地源熱泵系統分為地下水源型熱泵系統、土壤源型熱泵系統和地表水(江河水、湖水，海水、再生水)源熱泵系統。
①地下水源型熱泵系統。抽取地下水，經過換熱，再把水回灌到原來的水層中。這種系統的熱效率最高，但關鍵是需要足量的地下水，并嚴格保證用水的回灌和不受污染，否則可能帶來生態災害。
②土壤源型熱泵系統。以巖土體為冷熱源，換熱器是埋于地下密閉的U型管，與大地進行冷熱交換。這種系統適應性廣，生態安全無虞，但工程投入較前者要高。
③污水源型熱泵系統。以地表污水、中水等水體為熱源進行冷熱交換。由于城市污水與其他地表水相比，具有冬季高，夏季低的特點，又處于地表，熱效率和設備安裝均優于前兩類。有污水源的地方就可以使用，一些排水量較大的浴池用這種技術做主要熱源，輔以電加熱，或可以徹底解決小鍋爐污染的問題。
由此可以看出，地源熱泵系統形式的多樣性，使之在我國不同地區的應用有著廣泛的適應性。
在地源熱泵的應用上，沈陽市走在了全國前列。該市自1997年起，經過先期試驗示范，取得了良好效果。2009年供暖期開始時，沈陽市已有4549.39萬平方米建筑面積的取暖能夠應用上節能環保的地源熱泵技術，這其中包括居民住房，也有公共設施以及辦公用房。燃煤已不再是沈陽供暖的唯一能源，全市采用地源熱泵供暖的面積，已經占該市供暖總建筑面積的1/4以上。地源熱泵技術在沈陽推廣非常迅速，僅2009年1～10月，沈陽市已經實現新增地源熱泵技術應用項目121項、1090.90萬平方米，其中獨立式水源熱泵應用面積771.89萬平方米。據沈陽市2006年9月出臺《全面推廣熱泵系統建設和應用工作的實施意見》，該市計劃到2010年地源熱泵采暖面積達到6500萬平方米，占全市當期供熱面積的1/3。
與使用燃煤鍋爐等常規供暖方式相比，地源熱泵供暖具有清潔、高效、節能等諸多優勢。以一個采暖期每平方米燃煤供暖面積需要消耗煤35公斤計算，目前沈陽全市4500多萬平方米的地源熱泵供暖面積可節約煤150多萬噸，減排二氧化碳390多萬噸，減排二氧化硫3.6萬噸。
根據現有實際工程測算，地下水式地源熱泵，系統初投資為300～400元/平方米;土壤地源熱泵系統，初投資約為350～450元/平方米。總體地說，初投資比之目前常規燃煤鍋爐房供暖系統，高出1～3倍。但這種比較均未計算傳統供熱輸送基礎設施投資，也未量化計算地源熱泵系統除供暖，還能制冷，提供新風、熱水帶來的成本節約。據初步計算，使用地源熱泵技術，投資增量回收期約為4～10年。
3、地源熱泵系統室內末端供暖形式
我國冬季室內供暖形式主要有以下幾類(以熱水為主)：
①傳統散熱器采暖。采暖系統供、回水溫度通常為95/70℃。目前大多數公共建筑的采暖系統仍在沿用。
②分戶熱計量、散熱器采暖。采暖系統供、回水溫度一般為80/60℃。目前大多數居住建筑使用這種采暖系統。
③低溫熱水地板輻射供暖。供暖系統供、回水溫度一般為50/40℃。一些高檔住宅、游泳池周邊使用這種供暖系統。
④風機盤管熱風供暖。供暖系統供、回水溫度為45/40℃或60/50℃。通常是結合夏季供冷使用，夏季效果尚可，冬季熱舒適性則較差一些。大多數公共建筑、賓館及一些別墅經常使用這種供暖系統。
目前我國大多數空調設備廠家生產的熱泵機組，冬季提供的出、回水溫度為45/40℃，個別設備廠家生產的高溫型熱泵機組，出水溫度能達到70℃。熱泵機組出水溫度較低這一特點，使之與以散熱器為主的采暖系統相結合較為困難，而與低溫熱水地板輻射供暖、風機盤管熱風供暖結合則相得益彰。據筆者了解，目前我國大多數熱泵供暖都是與后二者相結合的。
以下結合設計實例談一下洛陽的熱泵供暖應用。
由恒大地產開發的洛陽恒大綠洲首期工程，建筑面積50萬平米。由于該項目緊鄰污水處理廠，且附近沒有市政熱力管網。因此，小區供暖設計采用了污水源熱泵系統。冬季熱泵機組提供的出、回水溫度為45/40℃，并配備熱回收機組24h提供生活熱水。結合熱泵機組的特點，該小區多層別墅、會所、運動中心采用風機盤管熱風供暖系統，小高層住宅、運動中心游泳池周邊則采用了低溫熱水地板輻射供暖系統。后由于某些原因，市熱力公司在洛陽東區設了供熱中心，開發商改變了供暖方案。該熱泵項目最終未能實施，不能不說有一些遺憾。雖然如此，洛陽近年來也陸續增加了洛陽正骨醫院、電業局家屬樓、財經局住宅樓、湯泉國際公館、中俄心血管醫院等諸多地源熱泵項目。經實際調查，洛陽地下水資源豐富，且地下水水溫穩定，具有推廣地源熱泵的先天條件，大力推廣地源熱泵，將使洛陽在建設資源節約型和環境友好型社會工作中取得突破。洛陽市政府業已將發展地源熱泵等清潔能源項目列為今后的重點扶持對象。
看了“地源熱泵技術論文”的人還看：
2.建筑節能技術論文
4.節能技術論文