浅析地源热泵空调系统

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第33卷第33期西建筑Vol.33No.33·252·2007年11月洲。、.2007文谁编号:1009-6825(2007)33-0252-02浅析地源热泵空调系统薄迎摘要:阐述了地源热泵的特点、工作原理及分类，从技术、经济、环保等方面分别与锅炉、空调等采暖方式进行分析比较得出地源热泵是节约能源，性能穗定，舒适清洁，既能在冬季供吸又能在夏季制冷的一种节能环保的空调系统，值得推广。关键词:地源热果，经济效益，工程项目，空调系统中图分类号TU831文献标识码:A引言源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能，包括地“热源”;夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系中，此时地能为“冷源”。统。地源热泵通过输人少量的高品位能源(如电能)，实现低温位地源热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地能换热系统、热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机主要季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取，’出来，提高温度有两种形式:水一水式或水一空气式。三个系统之间靠水或空气后，供给室内采暖;在夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，去。通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。的热量或冷量。由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为地源按照室外换热方式不同可分为三类:1)土壤埋盘管系101;--25℃，其制冷、制热系数可达3.5-4.4，与传统的空气源统;2)地下水系统;3)地表水系统。热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50%根据循环水是否为密闭系统，地源又可分为闭环和开环系统。--60%0闭环系统如埋盘管方式(垂直埋管或水平埋管)、地表水安置1地源热泵特点换热器方式。开环系统如抽取地下水或地表水方式。此外，还有‘2奋ti匕b坏s$而}4水}一51’7卜=外1$~}从}JJ51大}有效的节能技朴”环两夔大类戴;从输送冷楼热量方式可粼分为集中系统1汾泄散系统和混合澎系统。(地F71:.奖矍柔翼)iL1-i(黑}F夏鬓衰鬓黯夏黑裴工程实例系统的广泛应用，空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升，同冷凝热的卫生热水供应等，都是对系统冷热的回收利用，显著提时对生态环境的破坏也在日趋加剧。如何利用可再生能源及低高了空调系统能源利用率。品位能源已经成了该领域重要的研究课题。热泵空调技术就是3结语在这种形势下发展起来的，热泵是指依靠高位能的驭动，使热量暖通空调系统的节能在建筑节能中占据重要的位置，起着重从低位热源流向高位热源的装置。它可以把不能直接利用的低要的作用，节能技术的研究开发和应用是暖通空调系统、建筑系位热能转化为可直接利用的高位热能，从而达到节约部分高位热统节能的基础，政府职能部门的重视和支持。则是实现大幅度节能，热泵提取的低位热源可以是室外空气、地表水或地下水、地下能、产生显著的环境和社会效益、推动经济发展的保证。恒温层土壤热以及其他废热余热。另外，利用太阳能供热或制冷参考文献:技术也在进一步开发应用。[1]刘建助.高层建筑空调系统节能措施分析【J7山西建筑，8)开展冷热回收利用的研究运用工作，实现能源的最大限度2005,31(11):127-128利用。目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃发展，并取[21魏国华，孙晋垣，韩春艳.建筑节能设计综述[J7.山西建筑，得了一些可喜的成果，如空调系统排风的全热回收器，夏季利用2005,31(24):149-150.Theenergy-savingofair-conditionsystemHU,TI-WetsAbstract:Itrepresentstheconstructionofenergysystemandchieffeatureofair-conditionsystem.Fromchangingthepublicunderstandingconceptionofairconditioningsystem,well-designedtheair-conditionsystemenergy-saving,improvingtheheat-insulatingpropertyofmainte-nancestructureandtheusingofnewstyleenergy-savingcomfortablestylesitdiscussesthewayandmethodsofair-conditionsystemenergy-sav-ing,andsuppliesthereferencemsimilarprojects.Keywords:air-conditionsystem,design,architecturalenergysaving,renewableresources,societybenefit收稿日期:2007-06-26作者简介:薄迎(1977-)，女.工捏师.天津港务局建设公司.天津300456万方数据 卷第33期粼7年11月薄迎:浅析地源热泵空调系统·253·天津某办公楼位于塘沽开发区，该办公楼为地上三层，总建放到土坡中，以达到夏季空调的目的。该机组具有设计标准、选筑面积约3000mZo需解决夏季空调制冷，冬季供暖问题，全年择优良、操作简便、安全可靠等优点。保持室温在181;-25℃之间。衰2制冷供履设备工程初投资衰万元3.1制冷供暖解决方案项目风冷热泵}}*%A1k机组没备1oo1田1)风冷热泵加辅助电加热方案。利用风冷热泵实现夏季制辅助电加热设备10}一冷，冬季供暖考虑到风冷热泵机组在室外温度一白℃时启动困打井33难，需增加辅助电加热。总计:{工;0}一1332)地源热泵(地埋管)方案。该方案要求在建筑物附近打井3.4制冷供暖设备工程初投资(见表z)33眼，地源热泵机组夏季制冷、冬季供暖满足办公楼要求。3.5制冷供暖运行费用3.2负荷计算及机组1)夏季制冷大约120d左右，每天运行10h，机组运行系数为1)设计依据、范围及原则。本方案包含某办公楼的空调制冷0.7，每度电按0.57元计算。供暖系统，包括冷热源、设备选型及末端系统方案。能够独立实风冷热泵方案:现夏季制冷，冬季供暖。2)空调冷热负荷计算。考虑到该建筑主0.57元x104kWx10hx120dx0.7=49795.2元，要为办公室?根据国家标准单位建筑面积制冷负荷选取100W/mz,49795.2元二3000澎=16.6元/mZo建筑总冷负荷约为300kW。单位建筑面积供暖热负荷选取地源热泵方案:60W/m'，建筑总热负荷约为180kWo3)机组设备选tu及技术参0.57元x73.5kWx10hx120dx0.7=35192元，数(见表1)。选择方案时应该考虑节省投资和保障该建筑正常制35192元=3000廿=11.7元/Mlo冷供暖要求。风冷热泵机组设计装机容量为335.2kW,配置风2)冬季供暖大约120d左右，每天运行20h，机组运行系数为冷热泵机组YHACSOH4台。地源热泵机组设计装机容量为0.7，每度电按0.57元计算。348kW,配置水源热泵机组GSHP3501台。表1中机组的设计风冷热泵方案:装机容量基本满足大楼的需求。4)风冷热泵机组由于存在在室风冷热泵费用:外温度一8℃时启动困难，需增加功率为180kW的辅助电加热0.57元x108kWx20hx100dx0.7=86184元。设备，解决在严寒情况下的供暖问题。辅助电加热费用:衰1机组设备选型0.57元X180kWx20hx20d=41040元。项目风冷热泵一}地派热泵合计:设备名称一}L$r}1tp(14)}kS7}一}她，热泵机组86184元+41041」元=127224元，*4U4f一}YHAC80H一}G%-Q'350127224元=3000澎二42.4元/mZoOR/一}4一}地源热泵方案:单台制冷t。一}，一}、0.57元x99.5kWx20hx120dx0.7=95281.2元，单台制热iAW一}，一}436SMA。一}320一}35095281.2元=3000澎=31.76元/mZo表3单位面积季度运行费用比较元产节护总制热2。一}320一}4363.3风冷热泵机组与地源热泵机组的特.s3.3.1风冷热泵机组的特点1)风冷冷(热)水机组采用模块化设计，完全不必设置备用机3)单位面积季度运行费用比较(见表3)。由此可见，设计安组，运行过程中电脑自动控制，调节机组的运行状态，使输出功率装良好的地源热泵，平均来说，可以节约用户30%-40%的供热与工作环境的实际利用率相协调。2)模块化机组的可靠性高，该制冷空调的运行费用。既能在冬季供暖，又能在夏季制冷，空调机组由数个模块组成，任何模块的临时检修停运都不会影响整机的地源热泵系统是一种节能环保的空调系统;另外经过多年的研的正常运行，大大提高了整个空调系统的合理性和可靠性。3)机究，地源热泵在技术上已经非常成熟，而且经过多年的示范与实组可任意放置于屋顶或地面，不占用有效使用面积。同时安装施践，确认了地源热泵系统的很多优点:节约能源、舒适、安全、性能工工作大为简便。4)由于机组在运行过程中是全电脑自动控制，稳定、清洁、使用灵活。所以日常不需要专业技术人员管理维护。5)风冷热泵有不足之参考文献:处，由于在室外温度一8℃时启动困难，需增加辅助电加热。[1]崔学梅，苏保青.地源热泵分析〔J).山西建筑,2006,32(3):82-3.3.2地源热泵的特点83.水源热泵机组以水为载体，借助热泵系统，通过消耗部分电[2]祁永智.空调系统水泵变频运行的节能分析【i〕山西建筑，能，将所取得的能量供给室内取暖;在夏季把室内的热量取出.释2006,32(12):52-53.Discussiononearthheatpumpair-conditionersystem侧〕Yt昭Abstract:Itelaboratesthefeatures,workingprinciple,andsortsofearthheatpump,analyzesandcomparesboilerandair-conditionerheat-supplymethodsfromskill,economyandenvirotmtemprotection.Itconcludesthatearthheatpumpcansaveenergy,hasstablefunctionandclean,itisalsoanair-conditionersystemofenergy-savingandenvironment-protectingbothcanbeusedinwarm-supplyinWinterandfreezinginStammer,whichworthyspreading.Keywords:earthheatpump,economicbenefits,projectitems,air-conditionersystem万方数据