「科普」节能减排:地源热泵技术

现在随着社会经济的发展和生活水平的提高,人们对公共建筑和住宅的四季冷暖需求有了更新更高的要求。作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低,而且还会给大气造成严重的污染,中国由于节能减排的需要,燃煤锅炉已经逐步被淘汰,一些地区引入了燃油、燃气锅炉,但运行费用很高。一些城市使用火电剩余热量来供暖,如银川市,但综合费用仍然很高,且无法制冷。为了解决这些问题,目前一些地区使用了地源热泵系统,该系统性能优异、环保节能,可以满足夏季制冷冬季制热、一年四季提供温热水等功能,是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决方案。

「科普」节能减排:地源热泵技术

地源热泵

1、什么是地源热泵技术?

地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型热交换系统。定义稍有点复杂,其实说简单点,就是一种可以利用地下浅层地热资源的制热制冷系统。

地下浅层地热资源是指蕴藏在地表以下一定深度范围内岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的热能。该资源四季温度恒定、温度适中,在当前技术经济条件下具备开发利用价值。以北京地区为例,地表30m以下温度基本不受到四季温度变化影响,并且地下30—200m范围内,温度基本保持13-16℃之间,接近于建筑物室内舒适温度(室内温度冬天18-20℃,夏天26-28℃)。因此,利用地源热泵技术将浅层地温适当提高或降低即可实现建筑物三联供系统(供暖、制冷和日常提供生活热水)的能源供给,这就是浅层地温能资源开发利用的常规方式。地源热泵在此过程中充当了热交换媒介。

地源热泵技术工作原理是以岩土体、地下水或地表水为低温热源,由热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统

,其工作原理与普通的空调机组类似(普通空调机组以空气为冷、热源),都是靠工作介质(氟里昂R22等)在蒸发器中蒸发吸热,在冷凝器中冷凝放热,来实现把一部分循环介质(主要是水或乙二醇))中的热量转移到另一部分循环介质中,从而实现夏季供冷和冬季供暖,因此,它的主要部件跟空调机组一样,包括:压缩机、冷凝器、膨胀阀(节流阀)、蒸发器。如图所示:

「科普」节能减排:地源热泵技术

地源热泵技术工作原理图

2、根据利用的地热资源的不同,地源热泵系统主要有三类:

(1)地埋管换热系统

(2)地下水抽灌水井换热系统

(3)地表水换热系统


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使用地源热泵的建筑物


3、地源热泵系统的突出优点:

(1)利用可再生能源

(2)节能经济,运行费用低

(3)运行稳定可靠、安全

(4)环境效益显著

(5)一机多用,应用范围广

(6)占地面积小,节省空间(无室外机)

当然地源热泵系统也存在一些缺点:主要是初期投资较高,对地温能开采强度有限制等。但瑕不掩瑜,地源热泵系统任然是当前较好的建筑取暖制冷技术,有较好的应用前景。


本文由Beck综合编写。


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