暖通工程師考試專業復習資料(19)


地源熱泵中央空調系統的特點
地源熱泵中央空調系統是利用地下淺層的熱資源(也稱熱能),通過少量的高位能源(如電能),將低溫位能向高溫位能轉移,以實現既可供熱又可制冷的高效節能系統。它與傳統的燃氣或耗電空調相比具有熱效率高、管道占用空間小、高層建筑不需要多級壓力箱的優點。這種方式是我國大型城市中的發展趨勢,它具有以下特點:一.節能、高效地源熱泵空調系統在提供100單位能量的時候,70%的能量來源于土壤,30%的能量來自電力,用于將土壤中的熱量“搬運”至室內。與鍋爐(電、燃料)供熱系統相比,鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70-90%的燃料內能轉換為熱量供用戶使用,而地源熱泵空調系統的轉換效率最高可達4.7,因此它要比電鍋爐加熱節省三分之二以上的電能,比燃料鍋爐節省二分之一以上的能量,運行費用為各種采暖設備的30-70%;由于土壤的溫度全年較為穩定,一般為10℃-20℃之間,其制熱、制冷系數可達4.3-5.8,與傳統的空氣源熱泵(家用窗式和分體式空調、中央式風冷熱泵)相比,要高出40%以上,其運行費用僅為普通中央空調的50-60%。
由溫控器對熱泵機組進行恒溫控制,根據室內人員的增減及室外陽光直射等負荷的變化來控制機組的啟停,將室內溫度始終恒定在設定的溫度范圍,既達到制冷或供熱的舒適效果又可以避免浪費能源,使能源的利用和室內環境的舒適程度的協調得到最優化。這樣不僅節省運行費用,而且便于分層、分區進行控制、計量,從而實現最大節能。
二.舒適地源熱泵空調系統,空調系統送風均勻,溫度分布合理,氣流速度小于0.3米/秒,無吹風感。噪音小,采取降噪措施后可小于40分貝。可以在任何時間進行制冷模式和供熱模式的相互切換,室內溫度可以根據個人的感受在一定的設計范圍內設定。
三.節省建筑空間、便于運行管理沒有冷卻塔和其它室外設備,省去了鍋爐房,冷卻塔及附屬的煤場、渣場所占用的寶貴面積,沒有傳統中央空調集中占地問題,節省了空間和地皮,產生附加經濟效益,并改善了環境外部形象。室內系化工泵的系統,故每個區域內的主風管道截面高度較小,不會像傳統空調系統那樣過多占用建筑內的吊頂空間,從而保證每層的使用空間。熱泵機組,質量可靠,沒有大耐腐蝕泵中機組,無需專人值守,大大減少維修、維護費用。可以實現機組獨立計費,分戶計量,方便業主對整個系統的管理。
四.綠色、環保、無污染地不銹鋼水泵泵空調系統在冬季供暖時,不需要鍋爐,無燃燒產物排放,可大幅度降低溫室氣體的排放,既保護了環境,又可遵守《全球氣候公約玻璃鋼泵美國地熱泵協會提供的報告,僅美國肯塔基州路易斯威爾市總建筑面積15.8萬平方米的高特豪斯飯店地源熱泵系統,每年可減排co2 849噸;so2 塑料泵.97噸;no2 14.98噸;微塵 2.49噸。在夏季制冷時也是將熱量轉移到地下,沒有任何氣體排放到大氣中,如果得到廣泛應用將可以大大降低溫往復泵緩全球變暖的進程。
五.低運行費用地源熱泵空調系統的高效節能特點,決定了它的低運行費用。維修量極少,使用壽命和建筑物同期,折舊液下泵和維修費也都大大低于傳統空調。自動化程度高,無需專業人員操控。地源熱泵空調系統的供暖和制冷費用只相當于普深井泵調系統供暖和制冷費用的30-70%。
六.應用靈活、安全可靠、用途廣泛地源熱泵空調系統靈活性強,可用于新建工程或擴建、改潛水泵工程,可逐步分期施工。熱泵機組可靈活地安置在任何地方,節約空間。同時,地源熱泵無儲煤、儲油罐等衛生及安全隱患。
地源熱泵空調系統從嚴寒地區至熱帶地區均適用。可為辦公樓、賓館、醫院、飯店、自吸泵超市、幼兒園、別墅、居民小區等各類建筑物提供冷暖兩用空調系統,并可同時提供生活熱水
地源熱泵技術原理和優點缺點
地源熱泵技術原理:
地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源既能供熱又能制冷的高效節能環保型空調系統。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(電能),即可實現能量從低溫熱源向高溫熱源的轉移。在冬季,把土壤中的熱量“取”出來,提高溫度后供給室內用于采暖;在夏季,把室內的熱量“取”出來釋放到土壤中去,并且常年能保證地下溫度的均衡。
地源熱泵技術特點:
環保:使用電力,沒有燃燒過程,對周圍環境無污染排放;不需使用冷卻塔,沒有外掛機,不向周圍環境排熱,沒有熱島效應,沒有噪音;不抽取地下水,不破壞地下水資源。
一機三用:冬季供暖、夏季制冷以及全年提供生活熱水。
使用壽命長:使用壽命20年以上,是分體式或窗式空調器的2-4倍。
全電腦控制,性能穩定,可以電話遙控,可以進行溫濕度控制和新風配送。
地源熱泵優點:
1、地源熱泵技術屬可再生能源利用技術
地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源(通常小于400米深)作為冷熱源,進行能量轉換的供暖空調系統。地表淺層地熱資源可以稱之為地能(earth energy),是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽能量,比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制,真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源,使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。
2、地源熱泵屬經濟有效的節能技術
地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩定,冬季比環境空氣溫度高,夏季比環境空氣溫度低,是很好的熱泵熱源和空調冷源,這種溫度特性使得地源熱泵比傳統空調系統運行效率要高40%,因此要節能和節省運行費用40%左右。另外,地能溫度較恒定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩定,也保證了系統的高效性和經濟性。
據美國環保署epa估計,設計安裝良好的地源熱泵,平均來說可以節約用戶30~40%的供熱制冷空調的運行費用。
3、地源熱泵環境效益顯著
地源熱泵的污染物排放,與空氣源熱泵相比,相當于減少40%以上,與電供暖相比,相當于減少70%以上,如果結合其它節能措施節能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑,但比常規空調裝置減少25%的充灌量;屬自含式系統,即該裝置能在工廠車間內事先整裝密封好,因此,制冷劑泄漏機率大為減少。該裝置的運行沒有任何污染,可以建造在居民區內,沒有燃燒,沒有排煙,也沒有廢棄物,不需要堆放燃料廢物的場地,且不用遠距離輸送熱量。
4、地源熱泵一機多用,應用范圍廣
地源熱泵系統可供暖、空調,還可供生活熱水,一機多用,一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統;可應用于賓館、購物商場、家電電腦辦公樓、學校等建筑,更適合于別墅住宅的采暖、空調。
5、地源熱泵空調系統維護費用低
在同等條件下,采用地源熱泵系統的建筑物能夠減少維護費用。地源熱泵非常耐用,它的機械運動部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安裝在室內,從而避免了室外的惡劣氣候,其地下部分可保證50年,地上部分可保證30年,因此地源熱泵是免維護空調,節省了維護費用,使用戶的投資在3年左右即可收回。
此外,機組使用壽命長,均在15年以上;機組緊湊、節省空間;自動控制程度高,可無人值守。
地源熱泵缺點
當然,象任何事物一樣,地源熱泵也不是十全十美的,如其應用會受到不同地區、不同用戶及國家能源政策、燃料價格的影響;一次性投資及運行費用會隨著用戶的不同而有所不同;采用地下水的利用方式,會受到當地地下水資源的制約,實際上地源熱泵并不需要開采地下水,所使用的地下水可全部回灌,不會對水質產生污染。
顯熱
對固態、液態或氣態的物質加熱,只要它的形態不變,則熱量加進去后,物質的溫度就升高,加進熱量的多少在溫度上能顯示出來,即不改變物質的形態而引起其溫度變化的熱量稱為顯熱。如對液態的水加熱,只要它還保持液態,它的溫度就升高;因此,顯熱只影響溫度的變化面不引起物質的形態的變化。例如機房中、其計算機或程控交換機的發熱量很大。
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