太阳能和地源热泵等新能源.doc

论述太阳能和地源热泵等新能源在小型制冷装置中的发展 海洋学院104-2 郑杰 当前，我国经济继续飞速发展，引领世界的中国速度丝毫未见影响，全国各地建设如火如荼的开展中。每年建筑总量和新建建筑面积非常巨大，但据空调制冷大市场数据统计，能达到建筑节能的比例却很低，从而造成了能源的极大浪费。积极推广应用新能源技术产品，在改善人居环境的同时降低能耗，对建设节约型社会、保持国民经济持续发展、缓解能源的供需矛盾具有重要的现实意义和长远的社会意义。 地源热泵 地源热泵技术是一项值得大面积推广的新能源技术产品，它利用浅层和深层的大地能量，包括地下水、地表水和土壤等天然能源，作为冬季热源和夏季冷源，通过热泵装置向建筑物供热供冷，调节室内温度。采用地源热泵技术对建筑物进行采暖、制冷，既可节约能源又可以减少污染，而且运行费用也大大降低。与传统空调相比，运行费用可减30～40％，因此具有广阔的发展前景。目前国外大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术，是充分利用浅层地热的最佳技术途径。这种技术产品在欧美得到普遍应用。我国采用地源热泵技术虽然起步较晚，但通过典型引路正向面上扩展。 技术特点 ( 1) 可再生能源利用技术 地源热泵是利用地球表面浅层地能资源作为冷、热源进行能量转换的供热制冷空调系统。地表浅屡地能( Ear t h Ener gy) 资源是指地表浅层通过吸收太阳能、地热能而蕴藏的低品位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器．它收集了50％左右的太硐能量．比人类每年利用的能量还多500倍。它不受地域、资源等限制，真正是资源广阔、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使地能成为清洁的可再生的能源。同时，地下是一个巨大的蓄能体，它可将热泵迁移的能量部分地蓄存，实现冷、热源的交替再利用。 ( 2) 经济有效的节能技术 地能资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40％～60％。因此，可节省运行费用40％～60％。另外．地能温度恒定，使热泵机组迳行更可靠、稳定．保证了系统的高效性和经济性。 据美国环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均可以节约用户30％～50％的供热制冷空调的运行费用。 ( 3) 环境效益显著 比较不同能源形式的各方面可知，地源热泵的污染比空气源热泵减少40％以上，比电供暖减少 70％以上。虽然仍采用制冷剂，但可比常规空调装置减少25％的充灌量，疆自含式系统，即该装置能在工厂车间内事先整装密封好。因此，制冷刺泄漏机率大为减少。该装置的运行没有任何直接污染．可以建造在居民区内。由于替代锅炉燃烧供热．没有排放物及废弃物，不需要堆放燃料和废物的场地．以及不用远距离输送热量。没有目前空气源空调的热污染和较大的噪声污染等。 ( 4) 采暖、供热和糊冷一体化 地源热泵系统可采暖、空调制冷．还可提供生活热水，一机多用。一套热幕系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调以及生活热水加热的三套装置或系统。可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、供热和空调。此外，机组使用寿命长，均在15年以上；机组紧凑、节省空间；维护费用低；自动化控制程度高，可无人值守。 当然，它与常规的采暖和空调装置的使用一样，其应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同；采用地下水源方式会受到当地地下水资源的制约。实际上地源热泵并不需要开采地下水．所使用的地下水可在地下水层位置直接应用，或抽吸换热后全部回灌，不会污染水质。 太阳能 太阳能是一种巨大且对环境无污染的能源，目前已被许多国家广泛利用。事实证明，太阳能装置与建筑有机结合将会成为未来建设的趋势。以河北保定为例，保定市以发展低碳经济为支撑，培育新能源产业，推进“太阳能之城”建设，被世界自然基金会选定为中国两座“低碳生态试点城市”之一（另一为上海），被科技部命名为国家太阳能综合利用科技示范城市和“十城万盏”LED照明试点城市。 太阳能是无穷无尽的、干净的能源，是21世纪后人类可期待的最优希望的能源。而且无论怎样利用对地球的热平衡也不会有影响，它利用领域广阔，在世界任何地方大致都可以均等地获得，没有先进国与后进国之别，只要具有一定的技术水平和必要的容量，就可以自由利用。不过，他是稀薄的能源，所以比起至今所利用的矿物质燃料，需要较大量的投资；而且当太阳能果然成为将来能源的主要部分时，能否扩大生产还是个有待研究的问题。 太阳能作为稳定热源，其主要的供冷暖系统和供热水系统有以下几方面： ① 太阳能直接供冷暖系统 该系统是用平板型太阳能集热器利用热水集热，经过蓄热槽就可供辐射采暖、热风采暖等低温采暖系统进行供暖。必要时可采用辅助热源