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浅层地能建筑应用技术方案

时间:2022-10-03 百科知识 版权反馈
【摘要】:地源热泵技术是一种利用地球表面浅层的地热能资源进行供热、制冷的高效、节能、环保系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源——电能,实现低温热能向高温热能的转移。地热能在冬季作为热泵供热的热源,在夏季作为热泵制冷的冷源。

地源热泵技术是一种利用地球表面浅层的地热能资源进行供热、制冷的高效、节能、环保系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源——电能,实现低温热能向高温热能的转移。地热能在冬季作为热泵供热的热源,在夏季作为热泵制冷的冷源。在冬季,把地热能中的热量“取”出来,提高温度后,“供给”室内热量;在夏季,把室内的热量“取”出来,‘排放”到地热能中去。通常热泵消耗1千瓦的热量,用户可以得到4~6千瓦左右的热量或冷量。

传统的空调系统通常需分别设置冷源(制冷机)和热源(锅炉)。燃煤锅炉是最主要的大气污染源,中小型燃煤锅炉在城市中已被逐步淘汰;燃油和天然气锅炉虽然减轻了对大气的污染,但排放的温室效应气体(CO2)仍造成环境问题,而且运行费用很高。随着不可再生能源的逐渐开采,能源危机及可持续发展战略已成为全球性的重要问题。而地源热泵技术采用的是洁净的可再生的地热能,是一项以节能和环保为特征的技术,在设计合理的情况下,其系统运行稳定、可靠,对地下环境无任何污染。目前,地源热泵建筑应用技术得到了我国政府的大力推广。

4.2.1 地源热泵系统的特点

(1)节能、运行费用低。

全年土壤的温度波动小,土壤温度冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是很好的热泵热源和冷源。地源热泵系统所具有的这种温度特性使其比传统空调系统运行效率要高约40%。另外,土壤温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,整个系统的维护费用也较锅炉—制冷机系统大大减少,保证了系统的高效性和经济性。

(2)环保、洁净。

地源热泵系统的运行没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,使城镇的大气污染得到了根本的治理。地源热泵的污染物排放量比空气源热泵的排放量减少40%以上,比电供暖减少70%以上;地源热泵系统供冷时省去了冷却塔,避免了冷却塔噪音及霉菌污染,使环境更加洁净、优美。

(3)节水省地。

地源热泵系统以地下浅层地热能资源为冷、热源,向其吸收或排出热量,从而达到供暖或制冷的目的,既不消耗水资源,也不会对其造成污染;地源热泵系统的地埋管可以直接布置在建筑物的地下空间中,不占使用面积。

(4)一机多用。

地源热泵系统可供暖、供冷及生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统;机组紧凑,节省建筑空间,可以灵活安装在任何地方,末端亦可做多种选择。

(5)运行可靠。

机组的运行情况稳定,几乎不受天气及环境、温度变化的影响,即使在寒冷的冬季,制热量也不会衰减,更无结霜、除霜之虑;自动化程度高,系统由电脑控制,能够根据室外气温和室内气温自动调节运行,运行管理可靠性高;无储煤、储油罐等卫生及火灾安全隐患;机组使用寿命长,主要零部件少,维护费用低,主机运行寿命可达1.5年以上;机组的自动控制程度高,不需要人值守。

(6)应用范围广。

地源热泵系统利用地球表面浅层的地热能资源作为冷、热源,进行供暖。地表浅层的地热能资源量大面广,无处不在,是一种清洁的可再生能源。随着人们对能源危机和环保问题严峻性认识的提高,地源热泵技术在我国建筑空调系统中发挥着越来越重要的作用。

4.2.2 地源热泵技术系统应用设计

地源热泵系统的形式通常分为地下水水源热泵系统、地表水水源热泵系统、土壤源热泵系统。常见的地热泵类型以及适用条件见表4-4。

表4-4 地源热泵技术系统

凉山州属于温和B区,从空调与采暖的需求来看,全年的用热量远大于用冷量,尤其是住宅建筑,不需要供冷,因此地热利用多采取地下水水源或地表水水源热泵的形式,避免取热量与取冷量不均衡导致的系统问题。根据示范项目的地理位置,地表水水源热泵的潜力有限,因此均采用了地下水水源热泵的技术形式。“太阳能+土壤源热泵”是天地完美结合,主要表现为优先使用太阳能空调系统,土壤源热泵系统本身高效、绿色、环保、可靠,土壤源作为太阳能系统的备份和补充。

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