地源熱泵的特點(diǎn)
時(shí)間:2022-01-26
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地源熱泵技術(shù)是一種利用淺層地?zé)豳Y源的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能的空調(diào)技術(shù)。熱泵的理論基礎(chǔ)源于卡諾循環(huán)，與制冷機(jī)相同，是按照逆循環(huán)工作的。由于全年地溫波動(dòng)小，冬暖夏涼，因此地?zé)峥煞謩e在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即冬季從土壤中采集熱量，提高溫度后供給室內(nèi)采暖；夏季從土壤中采集冷量，把室內(nèi)多余熱量取出釋放到地能中去。地源熱泵主要有以下幾種形式：
(1)地下水熱泵：為開(kāi)放系統(tǒng)。該系統(tǒng)占地面積小，非常經(jīng)濟(jì)。它要求保證機(jī)組正常運(yùn)行的穩(wěn)定水源，溫度范圍在7—21℃，需要打井，為保持地下水位需要注意回灌，從而不破壞水資源。
(2)河湖水源熱泵：為開(kāi)式或閉式系統(tǒng)。該系統(tǒng)投資小，水系統(tǒng)能耗低，可靠性高，且運(yùn)行費(fèi)用低，但盤(pán)管容易被破壞，機(jī)組效率不穩(wěn)。
(3)土壤熱泵：為閉式系統(tǒng)。垂直埋管系統(tǒng)占地面積小，水系統(tǒng)耗電少，但鉆井費(fèi)用高；水平埋管安裝費(fèi)用低，但占地面積大，水系統(tǒng)耗電大。
2 地源熱泵優(yōu)于傳統(tǒng)空調(diào)的特性
2.1 在技術(shù)方面
(1)傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)不論是水冷還是風(fēng)冷，由于它的換熱器必須置于暴露的空氣中，因此會(huì)對(duì)建筑造型造成不好的影響，破壞建筑的外觀；而地源熱泵把換熱器埋于地下，且遠(yuǎn)離主建筑物，故不會(huì)對(duì)其造型產(chǎn)生影響。
(2)風(fēng)冷換熱器與水冷換熱器的換熱環(huán)境均為大氣，故不可避免地受到環(huán)境條件變化的影響，會(huì)明顯降低換熱效率；而地源熱泵換熱器是和大地?fù)Q熱，換熱對(duì)象是1m以下的地層，其初始溫度大約等于年平均溫度，基本不受外界環(huán)境的影響。這種溫度特性使地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)運(yùn)行效率要高40％～60％。
(3)普通空調(diào)對(duì)環(huán)境的影響是很?chē)?yán)重的，它不僅對(duì)臭氧層造成嚴(yán)重的破壞和產(chǎn)生令人難以忍受的噪音，還由于夏季將廢熱排入大氣，冬季吸收大氣中的熱量而使大氣、住宅周?chē)沫h(huán)境更加惡劣；而地源熱泵可以利用大地的蓄熱能力，把夏季多余的排入大地的熱能在冬季取用，把冬季多余的冷能在夏季取用，以達(dá)到冬夏兩季室內(nèi)的供暖與供冷。同時(shí)該裝置的運(yùn)行幾乎沒(méi)有排放物和廢棄物，所以不僅對(duì)大氣沒(méi)有影響，還能使大地不至于過(guò)冷和過(guò)熱。
2.2 在經(jīng)濟(jì)方面
(1)影響地源熱泵使用經(jīng)濟(jì)性的因素很多，如國(guó)家能源政策、環(huán)保政策、電與燃料價(jià)格、建筑環(huán)境、使用者和氣候條件等。根據(jù)我國(guó)目前的現(xiàn)狀，由于這些方面的因素而導(dǎo)致的運(yùn)行費(fèi)還有待進(jìn)一步研究，難以獲得準(zhǔn)確的結(jié)論，但是可以借鑒美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，世界環(huán)境保護(hù)組織在一份有關(guān)空調(diào)未來(lái)的報(bào)告中得出結(jié)論：設(shè)計(jì)安裝良好的地源熱泵，可以節(jié)約30％～40％甚至更高的供熱制冷空調(diào)的綜合運(yùn)行費(fèi)用。
(2)由于技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，可以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40％～60％。
(3)地源熱泵系統(tǒng)還可以集采暖、空調(diào)制冷和提供生活熱水于一身?！谉岜孟到y(tǒng)可以替換原有的供熱鍋爐、制冷空調(diào)和生活熱水加熱的三套裝置或系統(tǒng)，從而也增加了經(jīng)濟(jì)性。由此可得出結(jié)論：地源熱泵系統(tǒng)雖然由于室外部分比較復(fù)雜，初次投資高于普通空調(diào)系統(tǒng)，但普通空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)高于地源熱泵系統(tǒng)，—般州年時(shí)間就可以將增加的初次投資回收。
普通空調(diào)壽命一般在15年左右，而地源熱泵的地下?lián)Q熱器由于采用高強(qiáng)度惰件材料，埋地壽命至少50年。因此，從使用壽命和運(yùn)行費(fèi)用來(lái)考慮，地源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性是高于普通空調(diào)系統(tǒng)的。
