217辐射空调系统与地源热泵相结合的节能发展.docVIP

辐射空调系统与地源热泵相结合的节能研究发展 河北工程大学 张子平 苏艳红 佟娜娜 （河北工程大学城市建设学院，邯郸，056038） 摘要：本文先对辐射空调中辐射末端与传统供暖方式进行了比较分析，再系统总结了辐射空调的节能发展情况以及与地源热泵系统相结合的优势，最后通过实例对辐射空调系统与地源热泵相结合的参数进行了确定，并通过与空气源热泵系统的初投资以及全年运行情况进行了对比分析，最终阐述了辐射空调系统与地源热泵相结合的节能性；同时也说明这个系统不仅适用于严寒的北方，在冬冷夏热的南方部分地区也有一定的可行性发展以及应用特点，从而推动节能技术的可持续发展。 关键字 地板辐射采暖 地源热泵系统 置换通风 辐射空调 0引言 人们对于现在生活质量不断的要求和环境意识的不断增强，社会提倡节能减排，绿色空间，减少一次能源的消耗，多采用可再生能源，现已成为我们行业的发展趋势。地源热泵系统就是充分利用了天然冷热源。夏天大地通过吸收太阳能的热量进行储热，冬天地下向埋管进行放热从而达到低温热源的效果，同时低温冷热源系统就需要与其相配合的室内末端，而辐射空调系统就是最适合的室内末端。 1辐射空调复合式系统 辐射复合式系统中有两个组成部分：辐射吊顶或辐射地板与置换通风系统。其中辐射末端与传统散热器相比，供冷暖房间的空气温度场的散热密度比较均匀，在相同条件下，只存在热压时，其供暖温度可以降低2到4℃。在节能方面其主要原因并不是室内温度可以比原来降低2到4℃而是因为消除了空气局部高温区 ,避免了外围护结构上的附加传热量；与此同时，与传统空调相比，它是用水来代替空气提供冷负荷的，可以减少提供冷量的动力能耗。[1]在夏季供冷时，有时会出现结露现象，为了不产生结露现象，需要使地面温度始终保持在室内露点温度之上，这时就需要在系统中加上置换通风，通过低速缓慢的送风，在地面表层形成一个均匀恒温的湖面层，从而避免结露的产生，但有时候这个只能治标解决地表面的结露问题，并不能治本，只有控制室内的相对湿度使其达到要求。 2辐射空调复合式系统的节能方式----间歇式运行 为了使辐射空调系统更具有应用性，在相同的初始条件下，对这个系统进行连续性运行，这个方案对于现在能源开始出现短缺的现象是不科学的，同时也会造成能源上的浪费。辐射空调相比于传统空调来说，具有很强的蓄热（冷）性，它可以采用间歇式运行方法，同样可以保证室内的舒适度，同时还可以避开用电的高峰期，在晚上用电量相对低谷时进行系统运行。 图2-1[2] 从图中可以看出这是三个不同的墙体当墙体厚度一样，传热系数一样，材料一样时，分别在连续和间歇式运行下的对比： 连续模式 间歇模式 墙体 温度 舒适值 温度 舒适值 自保温 18.5℃ 适宜 17.5℃ 稍感冷 内保温 18.5℃ 适宜 18.2℃ 适宜 外保温 18.5℃ 适宜 16.8℃ 比较冷 表2-1 当在内保温墙体的情况下，选择间歇式运行即满足了热舒适性同时也节省了能源短缺的问题。 3 辐射空调复合式系统与地源热泵系统相结合 地源热泵是一种通过输入少量的高位能（如煤、燃气、油、电能等），实现从浅层地能（土壤热能、地下水中的地位热能或地表水中的地位热能）向高位热能专业的热泵空调系统。 就是说地源热泵就像泵一样可以把不能直接利用的地位热能转换为可以利用的高位热能，从而达到节省部分高位能的目的。目前许多工程都开始尝试辐射空调复合式系统与地源热泵相结合的方式，并通过实际工程说明了这个系统的可行性，对于辐射空调系统的广泛推广更加有利，这个系统打破了传统的集中供热方式，以地源热泵系统为新的冷热源，末端采用辐射空调进行供冷暖，即节能同时也满足了人们对房间舒适度的要求。这两个系统的结合可以节省电能的消耗以及一次能源的浪费，并且可以保证全年的稳定运行。 4 实例 4.1 参数的确定 杭州某别墅为3层加1层阁楼结构，建筑面积400，空调面积280，从节能方面考虑，采用了辐射空调系统与地源热泵相结合，室内末端采用了地板与吊顶相结合的方式，同时还增设了辐射毛细管，它的优点是安装轻便，不易堵塞，散热均匀，同时为了防止室内结霜，配有置换通风系统。室外采用了地埋管系统可以减少一次能源的消耗，增加可再生能源的利用。整个系统的工作原理：系统分为两个循环，从水源热泵系统出来的低温热水（冷水）通过地板辐射的方式向室内供（冷）暖并配合室内的置换通风系统这是室内循环，室外地下埋管通过与土壤进行热质交换把低温热水（冷水）送入热泵机组这是室外循环系统。整个系统是冬供暖夏供冷的双用系统。以下为这个系统的简图： 图4-1 运用鸿业计算出整个别墅的总冷负荷是52.6KW,总热负荷是25.7KW。整栋别墅所需新风总量为1290 。考虑到地板辐射供冷的冷负荷指标偏小，所选组合式新风处理机组的额定风量为2500