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地源熱泵系統(tǒng)用于中央空調(diào)的優(yōu)勢(shì)及節(jié)能環(huán)保性分析

發(fā)布時(shí)間：

2017-06-02 12:00

來(lái)源：

隨著空調(diào)工業(yè)的發(fā)展，先進(jìn)的中央空調(diào)系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，地源熱泵中央空調(diào)在現(xiàn)代建筑中扮演起越來(lái)越重要的角色。人們對(duì)地源熱泵空調(diào)的要求也不斷提高，節(jié)能、環(huán)保、靈活成為今后共同追求的目標(biāo)。本文介紹了地源熱泵系統(tǒng)構(gòu)成與原理，并在投資回報(bào)、運(yùn)行性能、設(shè)備管理、使用期限等方面與其他中央空調(diào)形式進(jìn)行對(duì)比分析，充分論述了地源熱泵工程應(yīng)用在節(jié)能、環(huán)保上的綜合優(yōu)勢(shì)。

近年來(lái)，隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作的不斷深入，地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)已進(jìn)入我國(guó)，通過(guò)在工程中的成功運(yùn)用得到了空調(diào)界人士的認(rèn)可和推崇，成為我國(guó)中央空調(diào)冷熱源發(fā)展的新趨勢(shì)，充分體現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、靈活、舒適的新概念。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局已經(jīng)宣布，地源熱泵系統(tǒng)是目前可使用的對(duì)環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。我國(guó)將加快建設(shè)以低碳為特征的建筑體系，因而地源熱泵工程將會(huì)發(fā)揮更大的作用。

1、地源熱泵系統(tǒng)組成及運(yùn)行原理

1.1、地源熱泵系統(tǒng)組成

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)由以后部分組成：地下?lián)Q熱器、地源熱泵機(jī)組、循環(huán)水泵、水管環(huán)路、水系統(tǒng)控制箱、空調(diào)末端設(shè)備和室內(nèi)溫控器等。熱泵機(jī)房?jī)?nèi)裝有地源熱泵機(jī)組、水泵、定壓補(bǔ)水裝置及加藥設(shè)備等?？照{(diào)末端則由新風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管、送回風(fēng)口及安全控制器等所組成。

1.2、地源熱泵運(yùn)行原理

在冬季，地埋管地源熱泵系統(tǒng)通過(guò)埋在地下的由封閉管道構(gòu)成的地下?lián)Q熱器，從大地收集自然界的低溫?zé)崃?，而后由環(huán)路中的循環(huán)水把熱量帶入地源熱泵機(jī)組提升水溫，通過(guò)末端設(shè)備將熱量送入室內(nèi)。在夏季，地源熱泵系統(tǒng)將室內(nèi)熱量排入環(huán)路并為大地所吸收，房屋得到冷量。

2、地源熱泵特點(diǎn)

（1）地源熱泵系統(tǒng)能充分利用蘊(yùn)藏于土壤和江河湖泊及海水、污水中的低位熱能，循環(huán)再生，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的供暖和供冷。

（2）地源熱泵比風(fēng)冷熱泵節(jié)能40%，比電采暖節(jié)能70%。比燃?xì)忮仩t效率提高48%。系統(tǒng)配置較好的熱泵機(jī)組的制冷系數(shù)（COP）可達(dá)到5.0以上，即輸入1千瓦電能，有5千瓦冷量輸出，運(yùn)行費(fèi)用較低。

（3）地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件要比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)少，因而減少了維護(hù)量。機(jī)組一般均采用標(biāo)準(zhǔn)部件，便于維修。需要經(jīng)常清理末端設(shè)備的空氣過(guò)濾網(wǎng)和凝結(jié)水盤。

（4）地源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行中無(wú)需燃燒燃料，因此不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體和污染物，也不會(huì)發(fā)生爆炸。地源熱泵系統(tǒng)在冬季供暖時(shí)，不需要鍋爐，無(wú)燃燒產(chǎn)物排放，可大幅度降低溫室氣體的排放。據(jù)美國(guó)地?zé)釁f(xié)會(huì)提供的報(bào)告，僅美國(guó)肯塔基州路易斯維爾市總建筑面積15.8萬(wàn)平方米的高特.豪斯飯店地源熱泵系統(tǒng)，每年可減排CO2849噸；SO219.97噸；NOX14.98噸；微塵2.49噸。2010年世界“達(dá)沃斯論壇主會(huì)場(chǎng)————新建9.8萬(wàn)m2的天津梅江會(huì)展中心”地源熱泵工程的污染物排放，比常規(guī)空調(diào)供熱減少了70%。

（5）該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于辦公樓、賓館、學(xué)校、公寓、醫(yī)院、飯店、商場(chǎng)、別墅等場(chǎng)所。在處理好冬夏熱量平衡問(wèn)題的基礎(chǔ)上，即使是嚴(yán)寒地區(qū)或熱帶地區(qū)也可應(yīng)用。

3、地源熱泵用于中央空調(diào)的綜合優(yōu)勢(shì)

3.1、一機(jī)多用

地源熱泵可完全代替冷水機(jī)組+鍋爐兩種設(shè)備，解決了供暖、制冷設(shè)備分設(shè)給用戶帶來(lái)的不便，同時(shí)其熱回收功能可高效提供大量高品質(zhì)的生活熱水。

3.2、節(jié)省空間，穩(wěn)定運(yùn)行工況

地源熱泵系統(tǒng)因?yàn)闆](méi)有常規(guī)冷水機(jī)組配套的冷卻塔，沒(méi)有鍋爐房和其他室外地面設(shè)備，因而無(wú)需寶貴的地面面積，可產(chǎn)生附加經(jīng)濟(jì)效益，并改善環(huán)境外部形象。地埋管置于室外地下，既美觀，又不占用室內(nèi)空間。室內(nèi)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相同。此外，機(jī)組的運(yùn)行工況穩(wěn)定，幾乎不受環(huán)境溫度變化的影響，即使在寒冷的冬季制熱量也不會(huì)衰減，更無(wú)風(fēng)冷熱泵冬季運(yùn)行的結(jié)霜除霜之慮。也無(wú)燃煤、燃油鍋爐儲(chǔ)煤、儲(chǔ)油等既不衛(wèi)生又不安全的問(wèn)題。

3.3、使用壽命長(zhǎng)

一般來(lái)說(shuō)，常規(guī)空調(diào)設(shè)計(jì)壽命10-15年，燃?xì)忮仩t為8-10年；而設(shè)計(jì)、施工合理的地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行工況穩(wěn)定，其地下?lián)Q熱器壽命可達(dá)50年以上。

3.4、控制簡(jiǎn)單

根據(jù)用戶要求，可降低控制成本。有利于可采用全系統(tǒng)可編程智能化遠(yuǎn)程中央計(jì)算機(jī)控制，具有隨人流變化而自動(dòng)調(diào)整地源熱泵供冷或供暖處理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能最大化，運(yùn)行費(fèi)用最小化。還可設(shè)置顯示和打印設(shè)備，可存儲(chǔ)、分析各種采暖、制冷、維修等經(jīng)濟(jì)及技術(shù)數(shù)據(jù)，促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行最優(yōu)化。

3.5、低維護(hù)費(fèi)

地源熱泵系統(tǒng)，操控人員專業(yè)門檻低。地源熱泵系統(tǒng)不設(shè)冷卻塔、屋頂風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)工作穩(wěn)定，較少出現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)備中制冷劑壓力過(guò)高或過(guò)低的現(xiàn)象，維護(hù)費(fèi)用大大低于傳統(tǒng)空調(diào)；一套設(shè)備可實(shí)現(xiàn)供冷、制熱和生活熱水三種功能，因而減少了對(duì)多種供冷、供暖設(shè)備的維護(hù)量。

4、地源熱泵與其他空調(diào)方案性能比較

現(xiàn)將地埋管地源熱泵與VRF空調(diào)系統(tǒng)、冷水機(jī)組+燃油鍋爐以及溴化鋰?yán)錈崴畽C(jī)組中央空調(diào)形式進(jìn)行分析比較如下：

4.1、初投資與運(yùn)行費(fèi)用比較

（1）初投資

地源熱泵：初投資略高；

VRF空調(diào)系統(tǒng)（變制冷劑流量多聯(lián)分體式空調(diào)系統(tǒng)）：初投資高；

冷水機(jī)組+燃油鍋爐：初投資相對(duì)較少；

溴化鋰?yán)錈崴畽C(jī)組：初投資頗高。

（2）運(yùn)行費(fèi)用

地源熱泵：可比一般暖通空調(diào)節(jié)約40%-60%。

以天津?yàn)槔菏姓峋W(wǎng)冬季采暖費(fèi)為市民25元/m2，工商用戶36元/m2（2011年價(jià)格）。夏季空調(diào)費(fèi)約為50元/m2。全年費(fèi)用為市民75元/m2(工商戶為86元/m2)。而地源熱泵冬季供暖費(fèi)13元/m2，夏季空調(diào)費(fèi)12元/m2,全年費(fèi)用為25元