地源热泵系统与空调热网系统的方案对比

科技基地地源热泵系统与空调热网系统的方案对比1、地源热泵系统简介1.1热泵技术发展历程热泵系统，十九世纪六十年代开始在美国提出之后，经过40年的不断改进和发展，技术日趋成熟，其产品已逐渐商品化，迄今已经在北美建筑中应用了40多年。进入七十年代后，这项技术在日本的推广应用很快。东芝、三菱电机、PMAC公司均有水源热泵产品出售，日本的东京、名古屋、横滨等城市在七十年代初就有很多采用热泵系统的工程实例，例如，东京镰仓河岸大厦、平和东京大厦等。北欧在热泵方面的应用比较领先，现在整个北欧有180多台大型热泵在运行。我国最早在五十年代就曾经在上海、天津等地夏取冬灌的方式抽取地下水制冷。现在，随着节能减排，改善空气质量，城市中严格控制燃煤锅炉的应用，热泵机组开始逐步应用。在北京已有近800万平方米的居民小区建筑和公共建筑采用热泵系统供热，像北京武警学院、菊儿小区等。中国中央和地方政府支持热泵技术的力度也逐渐加大，相继出台了多项政策，引导行业的健康发展。1.2热泵技术推广应用的条件到目前为止，热泵技术已经相当成熟，设备本身不会影响热泵技术的大面积推广，热泵技术大面积推广的关键在热源方面和应用。具体要求有以下几点：1、热源稳定而且是可再生的，可循环利用；2、热源介质的低腐蚀性，对设备的损耗比较小；3、对热源的热量提取不会导致原有生态平衡的倾斜和影响周围的环境。4、加热温度一般只能满足100℃以下的用热需求。5、有充足的动力，根据热泵机组的不同可选用电力、蒸汽或天然气等。针对不同的环境，可采用的热源主要有以下几种：1、空气源热泵：主要应用在家用小型空调系统中，存在的主要缺陷是温度不太稳定，容易受外界环境的影响，流量也不易受控制，容易结霜，大面积推广使用收到限制。2、土壤源热泵：是以大地为热源对建筑进行空调的技术。3、水源热泵：主要有地表水源热、地下水源、工业循环水、油田回注水等几种。1）地表水源一般水量较大，换热时取水温差比较小，效果好于空气源和地源，主要缺陷是必需靠近江河湖海等水源丰富的地区。2）以地下水为热源是现在社会比较盛行的一种取热方式，即采取地下打井埋管的方式。但该技术受地下水资源量和政府对地下水取用限制的影响。3）工业循环水、工业废水主要集中在热电厂、化工企业、石油生产加工企业等有大量冷却循环水、外排污水和石油开采企业具有大量的回注水，温度在30℃以上其流量稳定，不结霜，也不会对外界环境造成坏的影响。利用这些水源进行热泵提取可以达到多重效果。1.3地源热泵系统的工作原理地源热泵遵循逆卡诺原理，即从外部供给热泵较小的耗功W，同时从低温环境TL中吸收大量的低温热QL，热泵就可以输出温度高得多的热能QH，并送到高温环境TH中去，从而达到将不能直接利用的低品位热能低温热回收利用起来。地源热泵是利用埋入地下的土壤耦合换热器与大地进行换热，地源热泵在于夏季利用冬季蓄存的冷量供冷，同时蓄存热量，以备冬用；冬季利用夏季蓄存的热量供热，同时蓄存冷量，以备夏用。夏热冬冷地区供冷和供暖天数大致相同，冷暖负荷基本相当，可用同一土壤耦合地下埋管换热器实现建筑的冷暖联供，实属一种节能又保护环境的绿色空调。通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。地源热泵工作原理图见图3-4。图3-4地源热泵原理示意图1.4地源热泵技术的优势1属可再生能源利用技术。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳所散发的到地球上的能量，同时还是一个巨大的动态能量平衡系统。此外，由于地源热泵还将作为一个蓄能系统，夏存冬取。所以，该系统是一种可再生的利用能源新技术。2属经济有效的节能技术。由于地能或地表浅层地热资源的温度相对稳定，这种温度特性使地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，运行费用可节约30%~40%。另外，不需要除霜，减少了结霜和除霜的能耗。3环境效益显著。地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少70%以上，如果结合其它节能措施，节能减排会更明显。4一机多用，应用范围广。地源热泵系统可供暖、制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统；可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合别墅住宅的采暖、空调。5不占用地面土地。地源热泵的换热器埋在地下，可环绕建筑物布置；可布置在花园、草坪、农田下面或湖泊、水池内；也可布置在土壤、岩石或地下水层内，还可在混凝土基础桩内埋管，不占用地表面积。2投资运行费用：2.1地源热泵系统经过对多项运行项目的测算，地源热泵系统的一些主要指标如下：1）每平米的工程造价：200-400元；（总包项目大多在300元左右）2）运行费用：冬季15-17元/平米，夏季16-18元/平米（含人工管理费）本工程空调采暖面积约6000平米。地源热泵系统工程总投资约180万元；年运行费用约23万元。（冬季140天，夏季90天）2.2空调热网系统1）热网造价指标：60-120元/平米2）空调机组造价指标：80-160元/平米3）热网运行费：33-35元/平米.季4）空调机组电力总负荷：约350kW,5）办公电价0.86元/度6）空调系统运行90天，每天10小时，负荷系数0.8，机组运行率0.65空调热网系统总投资约：130万元年运行费用：35万元每年节省运行费用12万元，投资回收期约5年。