地源熱泵供暖制冷技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能中的應(yīng)用
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者:地大熱能 發(fā)表時間:2022-05-27 14:54:07瀏覽次數(shù):1366
地大熱能地?zé)?多能互補新聞網(wǎng)訊:地源熱泵技術(shù)是以地?zé)?/a>作為熱泵裝置的熱源或熱匯,繼而對建筑進(jìn)行制冷或者采暖的技術(shù)。隨著不斷地開發(fā),這一技術(shù)正在逐步的走向成熟,在實際的使用過程中,只要對空調(diào)通入少量的電源,就可以實現(xiàn)高溫?zé)嵩?/a>向低溫熱源進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移的功能,從而達(dá)到制冷或者供暖的效果。由于在不同的季節(jié)對供暖制冷的要求不同,因此會采取不同的技術(shù)來對其進(jìn)行處理。在冬天,地?zé)豳Y源相比較于環(huán)境來說作為高溫?zé)嵩?/a>,要將熱量提取出來進(jìn)行室內(nèi)供暖或者熱水供應(yīng),相反對夏季而言,地?zé)豳Y源又成為低溫熱源,通過相應(yīng)的技術(shù)把室內(nèi)的熱量傳遞到地下,從而實現(xiàn)降溫的效果。因此,地源熱泵技術(shù)可以有效地滿足生活中的供暖制冷,而且對降低能耗和保護(hù)環(huán)境有著很好的作用。
歐洲發(fā)達(dá)國家如瑞士、奧地利、德國均使用地埋管地源熱泵為室內(nèi)地板供暖, 并提供生活熱水, 瑞士地源熱泵的使用比例高達(dá)96%。近些年, 能源危機加劇, 掀起了世界范圍內(nèi)的地源熱泵研究熱潮, 地源熱泵裝機量空前增加。地源熱泵已經(jīng)具有工業(yè)級應(yīng)用價值。
地源熱泵暖通空調(diào)主要形式
根據(jù)熱量來源不同, 地源熱泵暖通系統(tǒng)可分為土壤源、地下水源、地表水源三類。埋管式土壤源熱泵系將使用水作為工作介質(zhì), 在土壤內(nèi)部換熱管道與熱泵機組之間循環(huán)流動, 完成機組與土壤之間的熱交換, 根據(jù)埋管形式不同, 可分為水平和垂直兩類, 這也是應(yīng)用最為廣泛的地源熱泵形式, 無需抽取地下水。
地下水源熱泵以地下水作為熱量來源, 抽出地下水之后將水送到換熱器和熱泵機組, 提取或者釋放熱量之后再送回地下, 該方案的使用需要征得地方政府的許可, 同時地下要具有充足的水量, 回灌工作是該方案的重點。
地表水源熱泵使用地表水作為冷熱源, 抽取江河湖海水, 形成開式循據(jù)地源側(cè)水應(yīng)用方式不同, 地源熱泵還可以劃分為閉環(huán)與開環(huán)兩類, 其中閉環(huán)換熱器內(nèi)的工作介質(zhì)不和外部水或者土壤相連通, 工作介質(zhì)在封閉的循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)與外部環(huán)境完成熱交換, 在熱泵機組和地下埋管之間循環(huán)。開環(huán)系統(tǒng)則直接抽取外部水作為工作介質(zhì), 一般都應(yīng)用板式換熱器完成和外部水之間的熱量交換, 保護(hù)內(nèi)部熱交換器。
地埋管換熱器。為了提高暖通空調(diào)方案的經(jīng)濟(jì)性, 提高能源利用率, 建筑中除了有特殊要求的消防、電梯機房等房間之外, 其余房間均采用集中空調(diào)方案。地埋管熱泵空調(diào)末端設(shè)計和常規(guī)暖通空調(diào)一致, 換熱器是地埋管地源熱泵設(shè)計的核心內(nèi)容, 要根據(jù)建筑規(guī)模確定合適的地埋管鉆井數(shù)量與長度, 并對鉆井分布進(jìn)行合理規(guī)劃。在施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行換熱性能測試, 并進(jìn)行鉆孔換熱量計算, 從而了解鉆井單位井深的換熱能力, 選用雙U型換熱器, 根據(jù)總供熱需求計算鉆井個數(shù):
根據(jù)經(jīng)驗與計算結(jié)果, 進(jìn)一步確定井深、有效埋深、間距、井直徑等相關(guān)參數(shù), 布置鉆井要充分利用建筑周邊綠化帶, 采用梅花狀布置方案, 連接制冷機房, 將地源側(cè)集水器與分水器均布置在制冷機房內(nèi), 所有鉆井支路均采用同程設(shè)計, 確保所有支路水壓平衡, 支路總管穿墻進(jìn)入機房分別連接集水器與分水器。
熱回收衛(wèi)生水系統(tǒng)。國內(nèi)關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)熱回收技術(shù)的研究已經(jīng)初見成效, 通過熱回收機組, 將冷卻水中的熱量集中起來, 用以生活、生產(chǎn)熱水預(yù)熱/加熱, 能夠在降低空調(diào)熱污染的同時充分利用廢熱。
回收熱進(jìn)行低溫用水預(yù)熱熱交換效率更高, 即便應(yīng)用于高溫水加熱, 其總功耗仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鍋爐加熱。在地源熱泵暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用熱回收技術(shù),回收熱不僅可以用于冷水預(yù)熱, 還可以應(yīng)用在地?zé)?/a>補償中, 將廢熱引入地下, 從而能夠彌補地?zé)?/a>損失, 緩解地?zé)?/a>不平衡問題, 減小散熱設(shè)備的設(shè)計容量。
冷卻塔運行策略
冷卻塔是緩解地?zé)岵黄胶獾闹匾o助冷源, 系統(tǒng)余熱引入能夠在一定程度上彌補地?zé)釗p失, 但是作用有限, 引入冷卻塔則基本能夠達(dá)到地?zé)崞胶狻@鋮s塔的啟停運行策略, 成為解決地?zé)岵黄胶鈫栴}的關(guān)鍵。
設(shè)備選型。冷卻塔要能夠彌補所有系統(tǒng)釋放熱量與制造熱量之間的差, 同時還要避免選型過大造成的浪費。
地源熱泵技術(shù)是一種低位可再生能源技術(shù), 相比于電力, 使用地源熱泵作為建筑暖通空調(diào)能量來源, 有著清潔、節(jié)能的優(yōu)勢, 是一種綠色的暖通空調(diào)方案, 在保護(hù)環(huán)境和節(jié)能減排方面都能夠發(fā)揮重要作用。