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水/地源熱泵、燃?xì)狻⑷济?、空氣源熱泵綜合對(duì)比分析

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瀏覽:- 發(fā)布日期:2017-11-03 15:22:58【

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地源熱泵、中央空調(diào)、新風(fēng)、地暖即刻報(bào)價(jià)~
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一、什么是地源熱泵
   我們先來簡單的認(rèn)識(shí)一下什么的地源熱泵,地源熱泵是利用淺層地能進(jìn)行供熱制冷的新型能源利用技術(shù),是熱泵的一種,熱泵是利用卡諾循環(huán)和逆卡諾循環(huán)原理轉(zhuǎn)移冷量和熱量的設(shè)備。地源熱泵通常是指能轉(zhuǎn)移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方。通常熱泵都是用來做為空調(diào)制冷或者采暖用的。地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季地源把熱量從地下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi),夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi),一個(gè)年度形成一個(gè)冷熱循環(huán)。

二、一般比較:

地源熱泵中央空調(diào)和傳統(tǒng)中央空調(diào)相比,比較大的特點(diǎn)就在于它的節(jié)能性,這也是很多用戶不顧高額初投資選擇地源熱泵中央空調(diào)的原因,地源熱泵除了節(jié)能外,還有很多的優(yōu)點(diǎn),我們可以通過與傳統(tǒng)中央空調(diào)的對(duì)比來分析地源熱泵到底具有哪些優(yōu)勢(shì),為什么如此深受用戶青睞。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對(duì)比:環(huán)境保護(hù)

從土壤源熱泵的整個(gè)運(yùn)行原理來看,土壤源熱泵系統(tǒng)實(shí)際是真正意義的綠色環(huán)??照{(diào),不管是冬季還是夏季的運(yùn)行,都不會(huì)對(duì)建筑外大氣環(huán)境造成不良影響。而普通中央空調(diào)系統(tǒng),將廢熱氣或水蒸氣排向室外環(huán)境,無一例外的都對(duì)環(huán)境造成了極大的污染。以地球表

面淺層地?zé)豳Y源作為冷熱源,利用清潔的、近乎無限可再生的能源,符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對(duì)比:運(yùn)行效率

對(duì)于普通中央空調(diào)系統(tǒng),不管是采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組還是采用冷卻塔的冷水機(jī)組,無一例外的要受外界天氣條件的限制,即空調(diào)區(qū)越需要供冷或供熱時(shí),主機(jī)的供冷量或供熱量就越不足,即運(yùn)行效率下降,這在夏熱冬冷地區(qū)的使用就受到了影響。而土壤源熱泵機(jī)組與外界的換熱是通過大地,而大地的溫度很穩(wěn)定,不受外界空氣的變化而影響運(yùn)行效率,因此,土壤源熱泵的運(yùn)行效率是比較高的。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對(duì)比:經(jīng)濟(jì)方面

地源熱泵系統(tǒng)還可以集采暖、空調(diào)制冷和提供生活熱水于一體。一套熱泵系統(tǒng)可以替換原有的供熱鍋爐、制冷空調(diào)和生活熱水加熱的三套裝置或系統(tǒng),從而減少使用成本,十分經(jīng)濟(jì)。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對(duì)比:運(yùn)行費(fèi)用

地源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行中的節(jié)能特點(diǎn)也是顯而易見的:通常地源熱泵消耗1kW的能量,用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量,其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)4以上,與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比,要高出40%,其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50%~60%。達(dá)到相同的制冷制熱效率,土壤源熱泵主機(jī)的輸入功率較小,即為業(yè)主提供了較低運(yùn)行費(fèi)的空調(diào)系統(tǒng),在全年時(shí)間使用空調(diào)的場所,這種效果尤為明顯。鍋爐只能將70%~90%的燃料內(nèi)能為熱量,因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能,比燃料鍋爐節(jié)省約二分之一的能量。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對(duì)比:主機(jī)設(shè)置

對(duì)于普通中央空調(diào)系統(tǒng),若設(shè)置風(fēng)冷熱泵機(jī)組進(jìn)行冷熱空調(diào),則風(fēng)冷熱泵主機(jī)的設(shè)置必須要與外界通風(fēng)良好,要么設(shè)置于屋頂,要么設(shè)置于地面,這對(duì)別墅空調(diào)受限就更嚴(yán)重。而土壤源熱泵主機(jī)的設(shè)置就非常靈活,可以設(shè)置在建筑物的任何位置,而不受考慮位置設(shè)置的限制。若設(shè)置冷水機(jī)組+鍋爐進(jìn)行冷熱空調(diào),冷卻塔和鍋爐的位置就更受限制。因此,就主機(jī)的設(shè)置而言,地源熱泵系統(tǒng)的主機(jī)設(shè)置是非常靈活的。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對(duì)比:系統(tǒng)簡單

一機(jī)多用,節(jié)約設(shè)備用房,應(yīng)用范圍廣。地源熱泵可供暖、空調(diào),還可用于生活熱水供應(yīng)系統(tǒng),一套系統(tǒng)可替代鍋爐加空調(diào)的兩套系統(tǒng),因此一機(jī)多用,節(jié)省了建筑空間及設(shè)備的初投資,機(jī)組緊湊,節(jié)省設(shè)備用房空間,由此而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對(duì)比:無需除霜

大地土壤溫度一年四季相對(duì)保持恒定,冬季也能保持在15℃ 以上,埋地?fù)Q熱器不會(huì)結(jié)霜,可節(jié)省因結(jié)霜、除霜而消耗的能量。

通過詳細(xì)對(duì)比,我們很容易發(fā)現(xiàn)地源熱泵中央空調(diào)優(yōu)勢(shì)非常明顯,從這里我們也可以看出,為什么政府會(huì)大力推廣地源熱泵系統(tǒng),地源熱泵的普及不僅關(guān)系到家庭用戶的切身利益,也很大程度上降低建筑能耗,緩解環(huán)境能源壓力,優(yōu)化生態(tài)環(huán)境。舒適360積極響應(yīng)政府號(hào)召,一直倡導(dǎo)舒適健康、節(jié)能環(huán)保的室內(nèi)舒適家居生活,已經(jīng)成功安裝多套家用地源熱泵系統(tǒng)。

 

 

三、其他數(shù)據(jù)比較分析:

比較項(xiàng)目

地源熱泵中央空調(diào)

溴化鋰吸收式
直燃機(jī)組

水冷機(jī)組+燃油(氣)熱水鍋爐

水冷機(jī)組+電熱鍋爐

占地面積

機(jī)房占地面積小,也可不設(shè)專用機(jī)房,采用小機(jī)組靈活安裝在各個(gè)房間

機(jī)房占地面積較大

需要冷凍機(jī)房和鍋爐房,占地面積大

需要冷凍機(jī)房和鍋爐房,占 地面積大

設(shè)備壽命

主機(jī)25年,地埋系統(tǒng)50年以上

10-15年

冷水機(jī)組15-20年燃油鍋爐10年

冷水機(jī)組15-20年燃油鍋爐15年

水資源

消耗

利用土壤和地下水的熱量,不消耗水資源

夏季冷卻水消耗量為循環(huán)量的1%-2%,冬季供熱需排污補(bǔ)水

夏季冷卻水消耗量為循環(huán)量的1%-2%,冬季供熱需排污補(bǔ)水

夏季冷卻水消耗量為循環(huán)量的1%-2%,冬季供熱需排污補(bǔ)水

能源消耗

電能,能效比4~6以上

燃油或燃?xì)猓茉蠢寐?0%

夏季利用電能,能效比3.5~4.5,冬季燃油或燃?xì)?,能源利用?0%

電能,能效比3.5~4.5

環(huán)境保護(hù)

無燃燒排放,無熱島效應(yīng)

有燃燒污染,冷卻塔有一定的噪音和水霉菌污染

有燃燒污染,冷卻塔有一定的噪音和水霉菌污染

無燃燒污染,冷卻塔有一定的噪音和水霉菌污染

運(yùn)行維護(hù)

系統(tǒng)組成簡單,維護(hù)量小,維護(hù)方便,節(jié)能效果明顯,節(jié)能率40%~70%

水泵、冷卻塔能耗大,機(jī)組冷量衰減快,維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用高

需要制冷供熱兩套機(jī)組和維護(hù)人員,運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜,鍋爐房需要設(shè)置安全措施

需要制冷供熱兩套機(jī)組和維護(hù)人員,運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜,冬季運(yùn)行費(fèi)用高

控制靈

活性

可分區(qū)域控制,各區(qū)域可單獨(dú)制冷或制熱,互不影響

集中控制,不能單獨(dú)選擇制冷或供熱

集中控制,不能單獨(dú)選擇制冷或供熱

集中控制,不能單獨(dú)選擇制冷或供熱

投 資

可分期投資,根據(jù)實(shí)際需要逐臺(tái)安裝

一次性投資

一次性投資

一次性投資

 

 

 

序號(hào)

\ 投資及費(fèi)用

采用型式  \

使用條件對(duì)比

一次能源利用

環(huán)境污染程度

1

傳統(tǒng)中央空調(diào)+熱力外網(wǎng)配套

初投資高,受熱力外網(wǎng)距離制約

不可再生

有污染

2

蒸汽溴化鋰機(jī)組+熱力外網(wǎng)

初投資高,運(yùn)行費(fèi)高,受熱力外網(wǎng)距離制約

不可再生

有污染

3

模塊風(fēng)冷熱泵+采暖(油、氣、電)鍋爐

初投資高,運(yùn)行費(fèi)比較高

不可再生

有污染

4

直燃溴化鋰機(jī)組+(燃油、燃?xì)?

初投資高,運(yùn)行費(fèi)高

不可再生

有污染

5

傳統(tǒng)中央空調(diào)+燃煤鍋爐房

受政策限制,環(huán)保條件差,占地面積大

不可再生

污染極大

6

傳統(tǒng)中央空調(diào)+燃油鍋爐房

受消防要求限制,運(yùn)行費(fèi)極高

不可再生

有污染

7

傳統(tǒng)中央空調(diào)+燃?xì)忮仩t房

運(yùn)行費(fèi)較高

不可再生

有污染

8

地源熱泵

初投資低,運(yùn)行費(fèi)低

可再生

健康環(huán)保

 

 

類型

項(xiàng)目

地源熱泵

冷水主機(jī)+冷卻塔+鍋爐

家用中央空調(diào)

普通家用空調(diào)

節(jié)能

運(yùn)行費(fèi)用低、節(jié)能

夏季較節(jié)能,但冬季用燃油鍋爐產(chǎn)生熱水,其能效比低,運(yùn)行費(fèi)用高

能效比低,運(yùn)行費(fèi)用高

運(yùn)行費(fèi)用高,耗能

環(huán)保性

有專用空調(diào)機(jī)房,無噪聲

夏季冷卻塔設(shè)置在室外,有水飛濺,冷卻塔積水容易產(chǎn)生軍團(tuán)病菌。冬季熱水鍋爐有燃油尾氣污染大氣

室外機(jī)有噪聲

有熱污染

室外機(jī)有噪聲

有熱污染

運(yùn)行效果

穩(wěn)定,不受大氣溫度影響

夏季高溫高濕,冷卻塔制冷量下降,影響制冷效果。冬季熱水供暖,不受大氣溫度影響。

夏季高溫高濕,制冷效果下降;冬季室外溫度低,需停機(jī)除霜,制熱效果差。

夏季高溫高濕,制冷效果下降;冬季室外溫度低,需停機(jī)除霜,制熱效果差。

安全性

穩(wěn)定可靠

燃油鍋爐設(shè)有儲(chǔ)油罐,有一定危險(xiǎn)

穩(wěn)定可靠

穩(wěn)定可靠

舒適性

全中央空調(diào),夏天可提供免費(fèi)衛(wèi)生熱水

全中央中央空調(diào),夏天可提供衛(wèi)生熱水

全中央空調(diào)

 

調(diào)節(jié)

房間溫度可自行調(diào)節(jié),空調(diào)主機(jī)可在10%~100%無級(jí)調(diào)節(jié)

房間溫度可自行調(diào)節(jié),空調(diào)主機(jī)可在10%~100%有級(jí)調(diào)節(jié)

房間溫度可自行調(diào)節(jié),空調(diào)主機(jī)可在10%~100%有級(jí)調(diào)節(jié)

房間溫度可自行調(diào)節(jié),但調(diào)節(jié)性差

對(duì)房間裝修及外觀影響

風(fēng)機(jī)盤管可結(jié)合房間裝修整體布置

無室外掛機(jī)對(duì)小區(qū)環(huán)境無影響

風(fēng)機(jī)盤管可結(jié)合房間裝修整體布置

室外有冷卻塔對(duì)小區(qū)環(huán)境有一定影響

風(fēng)機(jī)盤管可結(jié)合房間裝修整體布置

室外有風(fēng)冷熱泵對(duì)小區(qū)環(huán)境有一定影響

室內(nèi)壁掛機(jī)和柜機(jī)占地并影響裝修整體效果

家用空調(diào)室外機(jī)放置在外墻對(duì)小區(qū)環(huán)境有影響

維修、操作

操作簡單,基本無維修

操作較簡單,冷卻塔需要更換填料,熱水管道容易結(jié)垢,需清洗

操作簡單,基本無維修。冬季熱泵用輔助電加熱易損壞,需每年更換

操作簡單,基本無維修

使用壽命

20年以上

15年以內(nèi)

10年以內(nèi)

10年以內(nèi)

1.1地源熱泵技術(shù)分析

1)地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源(通常小于400 m深)作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以稱之為地能(Earth Energy),是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。地表淺層是一個(gè)巨大的太陽能集熱器,收集f 47%的太陽能量,是人類每年利用能量的500多倍。它不受地域、資源等限制,真正是量大面廣、無處不在。這種儲(chǔ)存于地表淺層近乎無限的可再生能源,使得地能也成為清潔的可再生能源的一種形式。地源熱泵能夠充分利用可再生能源,是一項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展技術(shù)。

2)傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)不論是水冷還是風(fēng)冷,由子它的換熱器必須置于暴露的空氣中,因此會(huì)對(duì)建筑造型造成不好的影響,破壞建筑的外觀;而地源熱泵把換熱器埋于地下,且遠(yuǎn)離主建筑物,故不會(huì)對(duì)其造型產(chǎn)生影響。

3) 風(fēng)冷換熱器與水冷換熱器的換熱環(huán)境均為大氣,故不可避免地受到環(huán)境條件變化的影響,會(huì)明顯降低換熱效率;而地源熱泵換熱器是和大地?fù)Q熱,大地初始溫度大約等于年平均溫度,基本不受外界環(huán)境的影響。

2.2 地源熱泵環(huán)境分析

普通空調(diào)對(duì)環(huán)境的影響是很嚴(yán)重的,由十夏季將廢熱排入大氣,冬季吸收大氣中的熱量而使大氣、住宅周圍的環(huán)境更加惡劣;而地源熱泵可以利用大地的蓄熱能力,把夏季多余的排人大地的熱能在冬季取用,把冬季多余的冷能在夏季取用,以達(dá)到冬夏兩季室內(nèi)的供暖供冷。雖然也使用制冷劑,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,制冷劑泄漏幾率大為減少。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)的冷卻塔或室外機(jī)有噪聲擾民,而地源熱泵沒有此噪聲。該裝置的運(yùn)行幾乎沒有任何污染,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。

2.3 地源熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)某地區(qū)的情況和現(xiàn)行的價(jià)格體系對(duì)地源熱泵空調(diào)與傳統(tǒng)空調(diào)方式的初投資及運(yùn)行費(fèi)用抬標(biāo)作一比較

1) 初投資與運(yùn)行費(fèi)用比較

a.在初投資方面。地源熱泵系統(tǒng)可以代替原來的鍋爐加制冷機(jī)兩套裝置或系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的供熱和制冷,省去了鍋爐房和冷卻塔減少初投資,地源熱泵的鉆井費(fèi)昂貴。但從總休初投資來看,地源熱泵系統(tǒng)的初投資比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)高。

b 在運(yùn)行費(fèi)用方面。地源熱泵使用電能大大提高了一次能源的利用率。通常通過直接燃燒礦物燃料〔煤、石油、夭然氣)產(chǎn)生熱量,并通過若干個(gè)傳熱環(huán)節(jié)最終為建筑供熱,鍋爐及供熱管線的熱損失比較大,一次能源利用率比較低如果先利用燃燒燃料產(chǎn)生的高溫?zé)崮馨l(fā)電,然后利用電能驅(qū)動(dòng)熱泵從周圍環(huán)境中吸收低品位的熱能,適當(dāng)?shù)奶岣邷囟仍傧蚪ㄖ?,就可以充分利用燃料中的高品位能量,大大降低供熱的一次能源消耗〕供熱用熱泵的性能系?shù),即供熱量與消耗的電能之比可達(dá)3-4。天然氣、輕柴油價(jià)格比電貴,再加上利用率低,致使傳統(tǒng)空調(diào)的燃料費(fèi)用比地源熱泵系統(tǒng)高。地源熱泵系統(tǒng)不需要冷卻塔,故冷卻塔的運(yùn)行費(fèi)用可省去。地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)要比傳統(tǒng)空調(diào)低。綜合計(jì)算每年初投資與運(yùn)行費(fèi)之和,由表中數(shù)據(jù)可以看出地源熱泵系統(tǒng)較其他常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)。

2)普通空調(diào)壽命一般在15年左右,而地源熱泵的地下?lián)Q熱器由于采用高強(qiáng)度惰性材料,埋地壽命至少20年。因此,從使用壽命和運(yùn)行費(fèi)來考慮,地源熱泵的經(jīng)濟(jì)性是高于傳統(tǒng)空調(diào)的。3) 地 源 熱泵空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性取決于多種因素。不同地區(qū),不同地質(zhì)條件,不同能源結(jié)構(gòu)及價(jià)格等將直接影響到其經(jīng)濟(jì)性,根據(jù)國外的經(jīng)驗(yàn),山于地源熱泵運(yùn)行費(fèi)用低,增加的初投資可在3年一7年內(nèi)收回地源熱泵系統(tǒng)在整個(gè)服務(wù)周期內(nèi)的平均費(fèi)用將低于傳統(tǒng)的空調(diào)。

3 結(jié)語

地源熱泵在北美和歐洲的許多國家已得到廣泛的應(yīng)用,是一種成熟的技術(shù);但我國在地源熱泵的應(yīng)用方面還剛剛起步。推廣地源熱泵技術(shù)需要政府的政策引導(dǎo)、對(duì)設(shè)計(jì)和施工人員的培訓(xùn)、所需設(shè)備和材料的瓦套以及提高公眾對(duì)地源熱泵技術(shù)的了解程度、在供熱空調(diào)中應(yīng)用熱泵技術(shù)的主要制約因素是電力供應(yīng)不足和人民群眾消費(fèi)水平較低,對(duì)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的市場需求尚未形成;隨著改革開放以來我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,以上兩個(gè)制約因素已不復(fù)存在,空調(diào)和供熱已成為普通百姓的需求,并逐漸向農(nóng)村和南方擴(kuò)展,市場前景很好。因此應(yīng)增加技術(shù)資金的投人和相關(guān)技術(shù)人才的培養(yǎng)。同時(shí)向世界上熱泵技術(shù)比較發(fā)達(dá)的國家學(xué)習(xí),但在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)注意:由于我國氣候條件與那些國家的氣候條件不同,因此不能照搬外國的技術(shù)成果,而應(yīng)注意吸收國外正反經(jīng)驗(yàn),合理布局,穩(wěn)步發(fā)展,在條件相對(duì)成熟的地區(qū)多進(jìn)行試驗(yàn)和總結(jié)。

 

地源熱泵相關(guān)介紹

一、地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的組成和形式
      地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)由室外換熱系統(tǒng)和室內(nèi)換熱系統(tǒng)兩大部分組成,每一部分都有多種不同的系統(tǒng)形式。室外換熱系統(tǒng)有閉式GSHP(土壤源)與開式WSHP(水源熱泵)兩種系統(tǒng)方式。
   1.閉式換熱方式的組成
      閉式換熱方式由埋設(shè)在地下或拋放在水中的PE管和循環(huán)水泵及相關(guān)附屬部件組成。由循環(huán)水泵驅(qū)動(dòng)PE管路中的循環(huán)水,循環(huán)水作為熱量的載體將熱量在室內(nèi)房間與室外土壤或地表水中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
  2.開式換熱方式的組成及各部分的功能
      開式(水源熱泵)換熱方式由抽水井、回灌井、調(diào)節(jié)水池、板式換熱器、潛水泵、回灌泵、循環(huán)水泵及相關(guān)附屬部件組成。由潛水泵將地下水抽取到調(diào)節(jié)水池中。由循環(huán)水泵驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)水池中的水流經(jīng)板式換熱器后在送回調(diào)節(jié)水池。板式換熱器將地下水與室內(nèi)循環(huán)水進(jìn)行隔離性的熱量交換。當(dāng)調(diào)節(jié)水池中的地下水失去利用價(jià)值后由回灌泵送回回灌井內(nèi)。調(diào)節(jié)水池將抽取上來的地下水進(jìn)行暫時(shí)存放,當(dāng)水溫降低至不可利用的溫度(冬季)或當(dāng)水溫升高至不可利用的溫度(夏季)后再進(jìn)行回灌,這樣對(duì)地下水的抽取及回灌都是間歇性的,充分利用了抽上來的地下水的低位能源,減少了潛水泵的開機(jī)時(shí)間節(jié)約了電能同時(shí)還降低了回灌的壓力。
二、地源熱泵特點(diǎn)
1、屬可再生能源利用技術(shù)
      地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源(通常小于400米深)作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以稱之為地能(Earth Energy),是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。地表淺層是一個(gè)巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽能量,比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制,真正是量大面廣、無處不在。這種儲(chǔ)存于地表淺層近乎無限的可再生能源,使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。
2、屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)
      地能或地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對(duì)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比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%,因此要節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右。另外,地能溫度較恒定的特性,使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。據(jù)美國環(huán)保署EPA估計(jì),設(shè)計(jì)安裝良好的地源熱泵,平均來說可以節(jié)約用戶30~40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。
3、環(huán)境效益顯著
      地源熱泵的污染物排放,與空氣源熱泵相比,相當(dāng)于減少40%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(huì)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。
4、一機(jī)多用,應(yīng)用范圍廣
      地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào),還可供生活熱水,一機(jī)多用,一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng);可應(yīng)用于賓館、商場、辦公樓、學(xué)校等建筑,更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。此外,機(jī)組使用壽命長,均在15年以上;機(jī)組緊湊、節(jié)省空間;維護(hù)費(fèi)用低;自動(dòng)控制程度高,可無人值守。

三、對(duì)幾種地源熱泵系統(tǒng)在工程應(yīng)用中的評(píng)述 
1)直接利用地下井水的地源熱泵系統(tǒng):其比較大優(yōu)點(diǎn)是非常經(jīng)濟(jì),占地面積小,但要注意必須符合下列條件:水質(zhì)良好;水量豐富;符合標(biāo)準(zhǔn)。 
2)地下埋管的地源熱泵系統(tǒng):對(duì)于①垂直式埋管系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)有:較小的土地占用,管路及水泵用電少,其缺點(diǎn)是鉆井費(fèi)用較高;對(duì)于②水平式埋管系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)有:安裝費(fèi)用比垂直式埋管系統(tǒng)低,應(yīng)用廣泛,使用者易于掌握,其缺點(diǎn)有:占地面積大,受地面溫度影響大,水泵耗電量大。 
3)地表水式熱泵:其優(yōu)點(diǎn)有:在10米或更深的湖中,可提供10℃的直接制冷,比地下埋管系統(tǒng)投資要小,水泵能耗較低,高可靠性,低維修要求、低運(yùn)行費(fèi)用,在溫暖地區(qū),湖水可做熱源,其缺點(diǎn)有:在淺水湖中,盤管容易被破壞,由于水溫變化較大,會(huì)降低機(jī)組的效率。 
4)鍋爐/冷卻塔與地下埋管相結(jié)合的混合型地源熱泵系統(tǒng):適用于空間小,不能單獨(dú)采用地下埋管換熱系統(tǒng)的建筑,冷卻塔和閉環(huán)式系統(tǒng)相結(jié)合制冷,節(jié)省成本;事實(shí)證明該系統(tǒng)是穩(wěn)定率、低費(fèi)用的。

四、其他形式中央空調(diào)的制冷和取暖方式
  (1)冷水機(jī)組(制冷)+燃煤鍋爐(采暖)
   (2)冷水機(jī)組(制冷)+燃油鍋爐(采暖)
   (3)冷水機(jī)組(制冷)+燃?xì)忮仩t(采暖)
   (4)直燃式(燃油、燃?xì)猓╀寤嚕ɡ渑?

五、冷、熱量獲取方式
   (1)地源熱泵中央空調(diào):電能+地下淺層太陽能
   (2)冷水機(jī)組+燃煤鍋爐:電能+煤碳
   (3)冷水機(jī)組+燃油鍋爐:電能+輕柴油
   (4)冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t:電能+天然氣
   (5)直燃式(燃油、燃?xì)猓╀寤嚕弘娔?油(氣)
六、主機(jī)能耗比較(以1萬平米辦公樓為例)
(1)地源熱泵中央空調(diào): 夏天耗電138KW/h 
                        冬天耗電204KW/h
(2)冷水機(jī)組+燃煤鍋爐:夏天耗電156KW/h 
                        冬天燃煤314Kg/h+耗電15KW/h
(3)冷水機(jī)組+燃油鍋爐:夏天耗電156KW/h 
                        冬天燃油67Kg/h+耗電15KW/h
(4)冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t:夏天耗電156KW/h
                        冬天燃?xì)?0立方/h+耗電15KW/h
(5)直燃式溴化鋰:     燃油70Kg/h+耗電33KW/h
                        燃?xì)?92立方/h+耗電33KW/h
七、主機(jī)房系統(tǒng)投資比較
(以1萬平米辦公樓為例,未比較機(jī)房面積和建設(shè)費(fèi))
   (1)地源熱泵中央空調(diào):WSHP地源熱泵主機(jī)、附屬設(shè)備135萬元
                                 GSHP地源熱泵主機(jī)、 附屬設(shè)備145萬元
(2)冷水機(jī)組+燃煤鍋爐:冷水機(jī)組、冷卻塔、附屬設(shè)備84萬元
                                   燃煤鍋爐25萬元
(3)冷水機(jī)組+燃油鍋爐:冷水機(jī)組、冷卻塔、附屬設(shè)備84萬元
                        燃油鍋爐31萬元
(4)冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t:冷水機(jī)組、冷卻塔、附屬設(shè)備84萬元
                                   燃?xì)忮仩t40萬元(不含市政接網(wǎng)費(fèi))
(5)直燃式溴化鋰:     130萬元
其中地源熱泵機(jī)房面積為70㎡
八、主機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比較(以1萬平米辦公樓為例)
(主機(jī)運(yùn)行時(shí)間10h/天,夏天制冷90天,冬天120天,電費(fèi)0.5元/KW)
(1)地源熱泵中央空調(diào): 夏天6.21元/㎡ 冬天12.24元/㎡ 
(2)冷水機(jī)組+燃煤鍋爐:夏天7.02元/㎡ 冬天11元/㎡
(3)冷水機(jī)組+燃油鍋爐:夏天7.02元/㎡ 冬天27元/㎡
(4)冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t:夏天7.02元/㎡ 冬天21元/㎡
(5)直燃式溴化鋰:     夏天16元/㎡   冬天35元/㎡
注:1、地源熱泵主機(jī)用的冷熱源來自地下恒定的能源,不存在衰減問題,所以運(yùn)行費(fèi)用穩(wěn)定,其他形式機(jī)組均存在衰減問題,會(huì)引起運(yùn)行費(fèi)用逐年增加。
    2、地源熱泵主機(jī)為全自動(dòng)電腦控制,無須專人看守和勞動(dòng);其他形式機(jī)組要有幾個(gè)人去管理和勞動(dòng)。

序號(hào)

性能

風(fēng)冷熱泵

變頻多聯(lián)

地源熱泵

1

能量獲得方式

從空氣中獲取低品位能量,大量應(yīng)用將引起城市熱島效應(yīng)

從空氣中獲取低品位能量,大量應(yīng)用將引起城市熱島效應(yīng)

通過水于土壤或其他自然資源中取能,能有效減小城市熱島效應(yīng)

2

系統(tǒng)形式

風(fēng)冷形式,熱傳遞效率較低

風(fēng)冷形式,熱傳遞效率較低

水冷形式,可更穩(wěn)定穩(wěn)定的進(jìn)行熱傳遞,令系統(tǒng)工作更穩(wěn)定。

3

效率衰減

高溫和低溫時(shí),熱泵效率衰減量大,即比較需要空調(diào)時(shí)反而是空調(diào)效率比較低時(shí)

高溫和低溫時(shí),熱泵效率衰減量大,即比較需要空調(diào)時(shí)反而是空調(diào)效率比較低時(shí)

地下溫度全年波動(dòng)幅度小,熱泵效率基本沒衰減,在室外環(huán)境溫度過低和過高時(shí)能很好保持舒適性

4

外機(jī)

有外機(jī),且外機(jī)噪音大,如建筑有景觀要求時(shí)難處理

有外機(jī),且外機(jī)噪音大,如建筑有景觀要求時(shí)難處理

無外機(jī),不需專用機(jī)房,提高建筑使用率;沒有外機(jī)噪音,能很好滿足建筑景觀需求

5

容量限制

無容量限制,更大自由度的提供室內(nèi)負(fù)荷及提供某些日常很少用空間的空調(diào)予留

連接率不超過130%,超過100%時(shí)效率降低,超過130時(shí)系統(tǒng)不工作。

無容量限制,更大自由度的提供室內(nèi)負(fù)荷及提供某些日常很少用空間的空調(diào)予留

6

新風(fēng)

新風(fēng)自由連接到系統(tǒng)中

新風(fēng)應(yīng)另配系統(tǒng),VRF系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)機(jī)不可直接處理新風(fēng)

新風(fēng)自由連接到系統(tǒng)中

7

室外換熱器

風(fēng)冷換熱器易于積嵌污垢,清洗不善嚴(yán)重影響效果

風(fēng)冷換熱器易于積嵌污垢,清洗不善嚴(yán)重影響效果

水冷不易臟堵,無風(fēng)冷換熱器缺點(diǎn)

8

維修

單機(jī)維修將不影響整個(gè)系統(tǒng),主機(jī)故障將影響整個(gè)系統(tǒng)

單機(jī)與主機(jī)任何故障都將影響整個(gè)系統(tǒng)

維護(hù)時(shí)只需對(duì)單體進(jìn)行檢修,維護(hù)管理方便,不影響系統(tǒng)

9

節(jié)能性

COP值在3.0左右,效率不高

COP值在3.0左右,效率不高

COP值在4.0左右,效率較風(fēng)冷系統(tǒng)高出30%

10

管路衰減

管路衰減小,在10%內(nèi)

既有管長的衰減,同時(shí)還有內(nèi)外機(jī)高差衰減,一般要考慮25%以上的總衰減量,相對(duì)來說整個(gè)系統(tǒng)效率差

管路衰減小,在10%內(nèi)

11

除霜

冬季有間歇除霜,影響制熱性能和舒適性

冬季有間歇除霜,影響制熱性能和舒適性

沒有除霜,制熱性能穩(wěn)定可靠

熱水方案比較分析

受國際制造業(yè)市場影響和國家出臺(tái)石化產(chǎn)品燃油附加稅政策的出臺(tái),有效控制企業(yè)的生產(chǎn)成本上成為企業(yè)決策層的議題,節(jié)能降耗減排也是中國政府提倡的一項(xiàng)政策,純節(jié)能項(xiàng)目的成功引進(jìn)和利用是企業(yè)增加利潤、降低生產(chǎn)成本和提高市場競爭能力的重要舉措。

1.空壓機(jī)熱泵應(yīng)該優(yōu)勢(shì):

A、綠色環(huán)保,再生能源,節(jié)能降耗,沒有排放。

B、降低了空壓機(jī)的運(yùn)行溫度,提高了空壓機(jī)的產(chǎn)氣量。

C、延長空壓機(jī)耗材使用周期,減少空壓機(jī)的運(yùn)行故障。

D、節(jié)約生活熱水的柴油經(jīng)費(fèi),壓縮了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的經(jīng)營成本。

E、沒有燃油煙氣排放,順利通過ISO14001認(rèn)證。

G、不用油、氣、電就能獲得60℃以上的生活熱水。

G、同時(shí)利用空調(diào)的余熱補(bǔ)充,做到全年完全的無成本使用熱水。

2.經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

根據(jù)生活熱水用量為120噸來計(jì)算。按各種生產(chǎn)熱水的方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估如下:        

不同供熱方式使用成本對(duì)比(日產(chǎn)120噸溫水55℃)

供熱方式

燃煤鍋爐

燃油鍋爐

鍋爐

電鍋爐

空氣源熱泵

空壓機(jī)熱回收

燃料種類

天然氣

環(huán)境污染

非常嚴(yán)重

不太嚴(yán)重

嚴(yán)重破壞臭氧

危險(xiǎn)性

比較危險(xiǎn)

比較危險(xiǎn)

燃值

4300kCal/kg

10200kCal/kg

9000kCal/kg

860kCal/KWH

860kCal/KWH

600kCal/KWH

平均熱效率

64%

85%

85%

95%

350%

燃料單價(jià)

0.92元/kg

7.46元/kg

9.25元/kg

0.8元/kg

0.8元/kg

噸熱水耗料

16.35kg

5.19kg

5.89kg

55.085KWH

14.95KWH

無需燃料

噸燃料費(fèi)用

15.1元

38.71元

54.48元

44.00元

11.96元

只需循環(huán)水泵1元/噸

日運(yùn)行費(fèi)用

1812

4645

6537

5280

1435

120

年運(yùn)行340天費(fèi)用

61萬元

157萬元

222萬元

179萬元

49萬元

4萬元

設(shè)備壽命

5-8年

5-8年

5-8年

12-15年

12-15年

12-15

附數(shù)據(jù)來源:

1、0#柴油燃燒值。42915kj/kg=10250kcal/kg《暖通與空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊(cè)》。

2、燃油鍋爐總效率:65.1%=77.5%*84%

3、0#柴油燃燒率:77.5%《暖通與空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊(cè)》鍋爐效率:84%《暖通與空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊(cè)》




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