地源热泵

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地源热泵你知道多少?

地源热泵你知道多少?

发布日期:2020-02-29 作者: 点击:

地源热泵你知道多少?
地源热泵是陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源(如电能)实现由低品位热能向高品位热能转移。一般在空调系统中,地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源,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。
地源热泵是一种利用浅层地热能源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等的能量)的既可供热又可制冷的高效节能系统。
地源热泵
地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现由低品位热能向高品位热能转移。一般在空调系统中,地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源,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。通常地源热泵消耗1kWh的能量,用户可以得到4kWh以上的热量或冷量。
由来
"地源热泵"的概念,最早在1912 年由瑞士的专家提出,而这项技术的提出始于英、美两国。北欧国家主要偏重于冬季采暖,而美国则注重冬夏联供。由于美国的气候条件与中国很相似,因此研究美国的地源热泵应用情况,对我国地源热泵的发展有着借鉴意义。
发展沿革
美国(The United States) 1946年,美国第一台地源热泵系统在俄勒冈州的波兰特市中心区安装成功。
1973年,美国阿克拉荷马大厦安装了地源热泵空调系统,并且进行全面的系统研究。
1978年,美国能源部(DOE)开始对地源热泵投入了大量的科技研发基金。
1979年,美国阿克拉荷马州能源部成立了地源热泵系统科技研发基金会。
1987年,国际地源热泵协会(IGSHPA)在阿克拉荷马州大学成立。
1988年,美国俄克拉荷马商务部开始对地源热泵进行商务推广。
1993年,美国环保署(EPA)大力宣传地源热泵系统,加深美国民众对地源热泵的认识。
1994年,美国政府第一套地源热泵空调系统在俄勒冈州国会大学安装,地源热泵从此在美国政府,军队,电力公司等得到了大量应用。
1998年,美国环保署(EPA)颁布法规,要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用地源热泵系统。美国总统布什在他的得克薪斯州宅邸中也安装了地源热泵空调系统。全球75%的地源热泵系统安装在北美地区。
美国:是世界上地源热泵生产、使用和发展的头号大国。
1985年:美国安装的地源热泵为14,000台;
1997年:45,000台;
2000年:400,000台;
2004年:670,000台;
2005年:1,000,000台。
加拿大:2005年地源热泵系统新增比例增加了50%。
瑞士、挪威:是世界上地源热泵应用人均比例最高的国家,应用比例高达96%。
奥地利:应用比例为45%。
丹麦:应用比例为35%。
日本:是亚洲地源热泵技术最先进,使用比例最高的国家。

地源热泵

中国(China) 1997年,美国能源部(DOE)和中国科技部签署了《中美能效与可再生能源合作议定书》,其中主要内容之一是“地源热泵”项目的合作。
1998年,国内重庆建筑大学、青岛建工学院、湖南大学、同济大学等数家大学开始建立了地源热泵实验台,对地源热泵技术进行研究。
2006年,1月,国家建设部颁布《地源热泵系统工程技术规范国家标准》。
2006年,9月,沈阳被国家建设部确定为地源热泵技术推广试点城市,到2010年底,实现全市地源热泵技术应用面积约占供暖总面积的1/3。
2006年,12月,建设部发布文件《“十一五”重点推广技术领域》。作为新型高效,可再生能源新技术的水源热泵技术被列入目录。
热源地源
地源热泵已成功利用地下水、江河湖水、水库水、海水、城市中水、工业尾水、坑道水等各类水资源以及土壤源作为地源热泵的冷、热源。
组成部分
地源热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中地源热泵机主要有两种形式:水—水式或水—空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递,地源热泵与地能之间换热介质为水,与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。
主要特点
(1)地源热泵技术属可再生能源利用技术。由于地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源,
地源热泵
进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
(2)地源热泵属经济有效的节能技术。其地源热泵的COP值达到了4以上,也就是说消耗1KWh的能量,用户可得到4KWh以上的热量或冷量。
(3)地源热泵环境效益显著。其装置的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,且不用远距离输送热量。
(4)地源热泵一机多用,应用范围广。地源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的采暖、空调。然而实现地源热泵主机系统的这一机多用,则需要一整套系统解决方案,其有动力输配系统----- 节能空调机房,室内末端输送设备采用地暖分集水器, 水力平衡分配器,生活热水采用 多功能水箱。由此可体现出地源热泵主机的一机多用也代表着暖通系统的整个运行体系。
(5)地源热泵空调系统维护费用低。地源热泵的机械运动部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安装在室内,从而避免了室外的恶劣气候,机组紧凑、节省空间;自动控制程度高,可无人值守。
由以上的特点可以看出,地源热泵的技术以后可得到广泛的应用。
然而,地源热泵要实现制冷制热,则需要给它提供动力来输送制冷制热管道中的循环水,传统机房可提供动力,但施工起来比较复杂,难度高,周期长,采购的材料种类多,需库存,漏水隐患大等等问题,针对此,市场上开发了一款新型的动力输配系统设备----- 节能空调机房。此机房系统是将传统机房中的所有部件进行集成模块化,实行一体化安装的模式。不仅在施工难度上大大降低了,而且无需库存,漏水隐患大大降低了,还能与主机进行无限联动等等,由此可以看出,节能空调机房实为一款为暖通行业提供一整套的解决方案。

地源热泵主机可将空调、地暖、生活热水三合为一。也就是地源热泵的一机多用,为暖通系统提供整套方案,由此可采用市场上出现的 节能空调机房,水力平衡分配器 ,储能热水水箱,这几款设备能有效的解决以上问题,首先节能空调机房与地源热泵主机配套,为其提供输送循环水的动力,而其室内末端使用水力平衡分配器,它能将末端的水力系统达到平衡,使其室内的每个房间同时达到平衡,而且它无中间环节点,大大减少漏水隐患。生活热水可以采用储能热水水箱实现全年全天候使用,而且带热回收的地源热泵主机或者通过节能空调机房给它提供热源。可以得出,节能空调机房,水力平衡分配器,储能热水水箱这一套设备为暖通空调和供热采暖提供了完美的解决方案,与此同时它也实现了将地源热泵主机系统,地暖、空调、生活热水能实现一体化安装。
地源热泵主机与节能空调机房的完美配合给整个暖通系统的供热采暖提供整套的解决方案!节能空调机房和地源热泵配套使用,其节能空调机房可为整个空调系统提供动力,它的内部主要构造有两个泵,一个为水源侧的泵,一个用户侧的泵。其水源侧的泵是给地源热泵的地埋侧输送循环水,而用户侧的泵就是为室内末端设备输送循环水,从而达到制冷制热的目的。在室内末端输送时,采用水力平衡分配器大大减少漏水隐患,末端冷热效果均衡。在地源热泵使用的同时,还可以回收制冷工作过程放出的热量,用来制取生活用水。在这一整套系统中,地源热泵主机与节能空调机房、水力平衡分配器,多功能水箱有机地结合在一起,为暖通空调和供热采暖提供一整套解决方案。
总而言之,节能空调机房、水力平衡分配器、多功能水箱与地源热泵的结合为整个暖通系统增加亮点,同时在安装上便捷了很多,施工时间、采购周期都大大缩短了,人工成本也将低了等等。由此可见节能空调机房与地源热泵的配合是未来暖通行业必然的发展趋势。
形式分类
水源/地源热泵有开式和闭式两种。
开式系统:
是直接利用水源进行热量传递的热泵系统。该系统需配备防砂堵,防结垢、水质净化等装置。
闭式系统:
是在深埋于地下的封闭塑料管内,注入防冻液,通过换热器与水或土壤交换能量的封闭系统。闭式系统不受地下水位、水质等因素影响。
1、垂直埋管--深层土壤
垂直埋管可获取地下深层土壤的热量。垂直埋管通常安装在地下50-150米深处,一组或多组管与热泵机组相连,封闭的塑料管内的防冻液将热能传送给热泵,然后由热泵转化为建筑物所需的暖气和热水。垂直埋管是地源热泵系统的主要方式,得到各个国家的政府部门大力支持。
2、水平埋管--大地表层 在地下2米深处水平放置塑料管,塑料管内注满防冻的液体,并与热泵相连。水平埋管占地面积大,土方开挖量大,而且地下换热器受地表气候变化的影响。
3、地表水
江、河、湖、海的水以及深井水统称地表水。地源热泵可以从地表水中提取热量或冷量,达到制热或制冷的目的。利用地表水的热泵系统造价低,运行效率高,但受地理位置(如江河湖海)和国家政策(如取深井水)的限制。
可再生性
地源热泵是一种利用土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖制冷空调系统,地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。地表土壤和水体是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量);它又是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的平衡,地源热泵技术的成功使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为现实。
8
高效节能
地源热泵机组利用土壤或水体温度冬季为12-22℃,温度比环境空气温度高,热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高;土壤或水体温度夏季为18-32℃,温度比环境空气温度低,制冷系统冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率大大提高,可以节约30--40%的供热制冷空调的运行费用,1KW的电能可以得到4KW以上的热量或5KW以上冷量。
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,比燃料锅炉节省约二分之一的能量;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,地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、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。

本文网址:http://www.zhongrui.cc/news/605.html

关键词:地源热泵,地源热泵公司

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