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客觀合理 地源熱泵技術(shù)利用科學之道
  • 發(fā)布日期：2012-07-23      瀏覽次數(shù)：2455
      • 　　工控摘要：地源熱泵技術(shù)是利用地下的土壤、地表水和地下水溫度相對穩(wěn)定的特性，通過消耗電能，在冬天把低位熱源中的熱量轉(zhuǎn)移到需要供熱或加溫的地方，在夏天還可以將室內(nèi)的余熱轉(zhuǎn)移到低位熱源中，以達到供熱或制冷的目的。同時，這種技術(shù)還可供應生活用水，是一種有效利用能源的方式。地源熱泵系統(tǒng)大體包括三種類型：以利用土壤作為冷熱源的土壤源熱泵、以利用地下水為冷熱源的地下水熱泵系統(tǒng)和以利用地表水為冷熱源的地表水熱泵系統(tǒng)。
      　　
      　　地源熱泵作為一項節(jié)能新技術(shù)，在我國正迅速推廣。但是，任何一種技術(shù)節(jié)能與否都不可能脫離具體的應用條件，只能在一定條件下才能達到預期效果。目前，我國電能主要來自于燃煤發(fā)電廠，任何一種消耗電能來獲取熱量的技術(shù)，只要其制熱量與輸入功率的比率即熱泵的循環(huán)性能系數(shù)COP不超過3，它就難以成為真正的“節(jié)能技術(shù)”，甚至還會“高耗能”。
      　　
      　　以土壤源熱泵系統(tǒng)為例。在西方國家，由于埋管需要較大的土地面積，因此，這種系統(tǒng)很少用于350kW以上的項目。尤其是冷熱不平衡的項目，單個系統(tǒng)的規(guī)模會受到更為嚴格的限制。因此，土壤源熱泵系統(tǒng)在歐美國家多用于低容積率、低負荷密度的建筑，單個系統(tǒng)垂直埋管數(shù)量大多不超過120根。即使是較大規(guī)模的建筑群，也一定要分成多個系統(tǒng)，每個系統(tǒng)的埋管位置也盡可能分散。
      　　
      　　而目前在我國，土壤源熱泵被大量用于高容積率的住宅小區(qū)以及高負荷密度的公共建筑，單個系統(tǒng)規(guī)模大多超過1MW。由于可利用土地面積有限，井孔不得不密集布置，嚴重制約了地層的熱恢復能力，使得系統(tǒng)的實際供熱和供冷能力低于預期。
      　　
      　　再例如地下水水源熱泵系統(tǒng)，水源的探測開采技術(shù)及其開采成本正制約著水源熱泵的推廣應用。首先，在不同地區(qū)、不同需求條件下，地下水水源熱泵系統(tǒng)的投資經(jīng)濟性會有所不同。地下水的開采利用要符合《中華人民共和國水法》及各個城市制定的《城市用水管理條例》，這些法規(guī)強調(diào)用水要經(jīng)過審批并收費，因而直接影響水源熱泵的經(jīng)濟性。其次，地下水的水質(zhì)直接影響地下水水源熱泵機組的使用壽命和制冷、制熱效率，對地下水水質(zhì)的基本要求是澄清、水質(zhì)穩(wěn)定、不腐蝕、不滋生微生物或生物、不結(jié)垢等。zui后，過度的地下水開采可能導致地面下陷等嚴重問題。這些問題都是采用地下水水源熱泵系統(tǒng)中必須謹慎考慮的問題。
      　　
      　　地下水水源熱泵另一個主要問題是提取過熱（冷）量的水如何向地下回灌，必須保證把水zui終全部回灌到原來取水的地下含水層，才能不影響地下水的資源狀況；把用過的水從地表排掉或排到其他淺層，都將破壞地下水的狀況，造成對水資源的破壞。此外，系統(tǒng)還要設(shè)法避免灌到地下的水很快被重新抽回，否則水溫就會越來越低（冬季）或越來越高（夏季），使系統(tǒng)性能惡性循環(huán)。
      　　
      　　對于室內(nèi)末端裝置的設(shè)置，應該注意的是，無論采用何種末端裝置采暖，過高溫度的熱水不僅會降低室內(nèi)的舒適性（出風溫度過高或室內(nèi)溫度分布不勻），而且將導致熱泵機組的COP大大降低（熱水溫度每升高1℃，熱泵機組的COP將降低約2％~3％，出水50℃要比40℃時的COP降低20％~30％）。因此，如若采暖用熱泵系統(tǒng)，不能盲目地遵循出水溫度越高越好的想法，而是應鼓勵采用低溫熱水的末端設(shè)備，在滿足室內(nèi)舒適性的前提下，盡可能降低所需的熱水溫度，提高熱泵機組的效率。
      　　
      　　對于節(jié)能技術(shù)的應用一定要本著客觀、科學的態(tài)度，根據(jù)不同的條件采用適宜的技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能的目標
     
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