浅论环保节能地源热泵技术应用研究(3)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03

    将大量废热排人大气,产生了热岛效应,同时还产生令人难以忍受的噪音,使得外界空间环境条件更加恶化。而地源热泵则利用大地的蓄热能力,把夏季多余的热能排人大地留作冬季取用,把冬季多余的冷能留作夏季取用,源头上根除了空调系统对城市热岛的效应。地源热泵的污染物排放很低,系统所使用的制冷剂在工厂里注人并被完全密封,使用过程中绝无泄漏,用户任何时候均不必添补制冷剂,因而减少了对臭氧层的破坏。热泵系统可以建造在居民区内,在冬季供暖时省去了锅炉和锅炉房,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,不用远距离输送热量,极大限度地改善其他空调方式的及颗粒物等污染物的排放量;供冷时省去了冷却塔,避免了冷却塔噪音及霉菌污染。地源热泵所使用的地下水可全部回灌,不会对水质产生污染;地源热泵系统不直接消耗煤或燃油、天然气等矿物燃料,从而达到了绿色环保的要求。

  4.3运行稳定可靠且使用寿命长

    传统的空调系统不论是水冷还是风冷,换热环境均为大气,由于它的换热器必须置于暴露的空气中,故不可避免地受到环境条件变化的影响,降低换热效率和使用寿命,并且影响了建筑物的外观;而地源热泵以土壤作为热源的主要优点在于土壤温度的相对稳定,基本不受外界环境的影响;埋管热交换器不需要除霜,减少了结霜和除霜的能耗;热泵系统设计简单,运动部件比常规系统少,且安装在室内,自动控制程度高,可无人值守;系统安全无燃烧设备,不存在爆炸、燃烧的隐患;由于系统不暴露在风雨中,因而维护简便,机组使用寿命均在20 a以上,地埋管换热器寿命可达40~50a;地源热泵系统的供冷、供热平稳,降低了停、开机的频率和空气过热和过冷的峰值;把地源热泵换热器埋于地下,也不会破坏建筑物的外观。

  4.4经济效益分析

    地源热泵系统的经济性是由多方面来确定的。不同地区、不同地质条件、不同能源结构及价格等都将直接影响到其经济性。以地源热泵系统与其他能源方式的投资进行比较(以北方综合功能大厦为例),结果见表1。

浅论环保节能地源热泵技术应用研究

    以北京100的家庭为例,冬季采暖125d总耗热量为:100x 125dx24 hx3 600x0.05 kW= 5 400万kJ,为获得这么多热量,选用不同的采暖方式,耗用的燃料、燃烧效率、能源成本均有不同。

    统计可知,燃煤供暖最经济,但是由于北京地区已经限制燃煤使用,综合比较,地源热泵系统为最佳选择。

    仅以燃油锅炉与地源热泵提供同样供热量为例,对地源热泵的环保特性分析比较,假设地源热泵的电力来源于燃油电厂。供热量为5 400 GJ的情况下,燃油电厂锅炉所需的燃油热量为4 050 GJ;而如果直接使用燃油锅炉,其热效率为80%,则需燃油热量为6 750 GJ。这两种供热情况排放对比见表2。

    从表2看出,利用地源热泵,:的排放量分别减少了69% , 93%和73%,因此其环保优势十分明显。

    1套系统可以替换原来的锅炉加空调加生活用热水的3套系统;虽然初投资比常规燃煤锅炉房供暖系统高出1~3倍,比热电联产集中供热系统高出34%~50%。但根据国内外的经验,由于地源热泵运行费用低,增加的初投资可在3~7 a内收回,地源热泵系统在整个服务周期内的平均费用将低于传统的空调系统。初装费用确实比传统系统要高一些,主要是铺设地埋管换热器,费用贵在设计和安装上,而每年省下的能源费用支出,会很快抵消高出的系统安装费用,信捷职称论文写作发表网,随着时间的推移,从能源消费的节省上可以很快收回投资。同时,系统近于免维护和维修,可节省大量开支。作为清洁能源之一,地源热泵也一直受到国家的政策支持。北京市的政策规定,北京市内建设的各类项目,供热制冷系统选用热泵系统的,将得到北京市固定资产投资中安排一次性补助,补助标准为50元/。

    沈阳地区地下含水层透水性强,地面以下20 m之后基本为恒温12℃。自然地理及水文地质条件适合地源热泵技术的推广应用。由于地下含水层多为砂砾结构,透水性强,可保证在不影响和破坏地下含水层的前提下常压完全回灌。据统计,沈阳每年冬天有1.8亿的供热面积,所以发展热泵的空间广阔。到目前为止,沈阳已有地源热泵面积超过3 000万。根据辽宁省政府办公厅要求:凡具备应用地源热泵等可再生能源技术条件的新建、改建、扩建的建设项目,今后都必须采用“地热”供热制冷。机关办公场所、宾馆、商场、写字楼等耗能大户,应优先选用地源热泵。预计到2010年,沈阳市可实现地源热泵技术应用面积6 500万,占全市总供暖面积的30%左右。届时,每个采暖期节约标准煤将达126.55万t,减少排放2.5万t、烟尘1.9万t。

  5结语

    在我国全面建设资源节约型、环境友好型社会的进程中,地源热泵这一集节能、环保为一体的新技术,将越来越受到人们的重视与青睐。相信在不远的将来,经过国内工程技术人员的不懈努力并借鉴国外的成功经验,我国的地源热泵应用将得到进一步的推广和发展,它将为我国的可持续发展带来新的契机。

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