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地源热泵的特点及发展前景
内容提示:近年来,随着我国社会经济的发展及人民生活水平的
不断提高,改善建筑热舒适条件已成为一个比较突出的要求。空调作
为目前改善建筑热舒适条件的工具,早已悄悄进入我们的生活。据有
关方面调查,在上海空调家庭拥有率已达到平均1台以上。然而,随
着空调设备的日益普及,建筑耗能量势必将迅猛增加,对大气环境的
污染也将日趋严重。如何在建筑热舒适条件得到改善的条件下把建筑
耗能量减下来,减轻对大气环境的污染,成了暖通界人士首要
延伸阅读:地源热泵大气拥有率条件能量
近年来,随着我国社会经济的发展及人民生活水平的不断提高,
改善建筑热舒适条件已成为一个比较突出的要求。空调作为目前改善
建筑热舒适条件的工具,早已悄悄进入我们的生活。据有关方面调查,
在上海空调家庭拥有率已达到平均1台以上。然而,随着空调设备的
日益普及,建筑耗能量势必将迅猛增加,对大气环境的污染也将日趋
严重。如何在建筑热舒适条件得到改善的条件下把建筑耗能量减下来,
减轻对大气环境的污染,成了暖通界人士首要其冲需要解决的问题。
现阶段,在保证使用功能不降低的情况下,我们应采取各种有效的技
术和管理措施,把新建房屋建筑的能耗较大幅度地降下来,对原有建
筑物有计划地进行节能改造,达到节省能源、保护环境和提高人民生
1
活质量的目的[1].地源热泵作为一种有益环境、节约能源和经济可行
的建筑物供暖及制冷新技术越来越受到关注。它是利用地下相对稳定
的土壤温度,通过媒介质来获取土壤内冷(热)能量的新型装置,可
一年四季方便地调节建筑内的温度。由于该制冷供热方式不存在能量
形式的转换,几乎是一种能量的“搬运”过程,因而其能量转换效率
高、运营成本低[2~4].
同时,地源热泵系统也为改善夏热冬冷地区建筑热条件这个世界
性难题提供了很好的解决办法[5].夏热冬冷地区,其七月气温比同纬
度其他地区一般高出2℃左右,是在这个纬度范围内除沙漠干旱地区
以外最炎热的地区;再加上这个地区水网地带多,十分潮湿,湿度常
保持在80%左右,由于人体排汗难以挥发,普遍感到闷热难受。而一
月的气温比同纬度其他地区一般要低8—10℃,而且湿度又高,达到
73%~83%[6];这期间日照相对又较少,潮湿水汽从人体中吸收热量,
因而阴冷寒凉。然而由于长江中下游地区是传统上的非采暖地区,居
住建筑缺乏节能设计标准,建筑围护结构的保温隔热性能要比采暖地
区差得多;夏季通常采用风冷空调来供冷,冬天人们往往又借助于高
位能的电来采暖。因此,该地区的能量使用效率相当低。考虑到该地
区夏季供冷天数和冬季供热天数相当,地源热泵系统可以充分发挥地
下蓄能的特点,进行能量季节迁移,用最少的能耗获得最大的受益。
2
(参考《》)
1、地源热泵的分类及其各自特点地源热泵在国内也被称为地热
泵
根据利用地热源的种类和方式不同可以分为以下三类[7,8]:土
壤源热泵或称土壤耦合热泵(GCHP),地下水热泵(GWHP),地表水
热泵(SWHP)。
1.1土壤源热泵
土壤源热泵以大地作为热源和热汇,热泵的换热器埋于地下,与
大地进行冷热交换。土壤源热泵系统主机通常采用水—水或热泵机组
或水—气热泵机组。根据地下热交换器的布置形式,主要分为垂直埋
管、水平埋管和蛇行埋管三类。
垂直埋管换热器通常采用的是U型方式,按其埋管深度可分为
浅层(lt;30m),中层(30~100m)和深层(100m)三种。埋管深,
地下岩土温度比较稳定,钻孔占地面积较少,但相应会带来钻孔、钻
孔设备的经费和高承压埋管的造价提高。总的来说,垂直埋管换热器
热泵系统优势在于:(1)占地面积小;(2)土壤的温度和热特性变化
小;(3)需要的管材最少,泵耗能低;(4)能效比很高。而劣势主要
在于:由于相应的施工设备和施工人员的缺乏,造价偏高。
水平埋管换热器有单管和多管两种形式。其中单管水平换热器占
3
地面积最大,虽然多管水平埋管换热器占地面积有所减少,但管长应
相应增加来补偿相邻管间的热干扰。水平埋管换热器热泵系统由于施
工设备广泛使用而且施工人员易找,又加上许多家庭有足够大的施工
场地,因此造价就可以减下来。除需要较大场地外
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