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地源热泵的优势
1、属可再生能源利用技术
地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于120米深)作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低位热能。地表浅层是一个的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
2、属经济有效的节能技术
地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是很好的热泵热源和空调冷源,这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%,因此要节能和节省运行费用40%左右,即投入1kw电能可以平均获得4.0kw以上的冷量或热量。另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也了系统的性和经济性。设计安装良好的地源热泵,平均来说可以节约用户30%~40%的的运行费用。
系统设计前掌握和了解地下埋管换热器周围土壤温度场的分布,借助于数学和工程软件,对埋管周围的土壤温度场分布进行数值模拟,有利于合理设计地下换热器的埋深、数量及间距,对提高热泵系统的性能系数和经济性,降低系统初投资具有重要意义。
对存在冬夏两季从土壤中吸排热不平衡的地区,应对地源热泵系统辅以其它冷热形式来平衡埋管换热器需要多向土壤吸取的热量。而南方地区,平衡夏季向土壤排热量可以采用辅助冷却塔散热、利用建筑周围的景观喷泉或者地表水来消除峰值负荷。另外就是选取带热回收功能的机组,通过利用制冷机的冷凝废热来制取生活热水而减少了系统对土壤的热排放,也能起到缓解土壤热平衡的目的。
及时对各个地区已建土壤源热泵工程的设计和系统运行情况进行数据和经验总结,分析土壤源热泵技术在各个地区应用的气候、土壤地质条件,从而为后期的工程应用提供技术参考。
二、材料设备的保管措施
1、设备材料验收入库妥善保管,并采取相应的保护措施。
2、业主采购的设备、材料入库前应配合业主进行开箱检查,观察外观、检查质量,查验技术资料,核实规格型号、数量,并办理开箱记录认证手续,并由经理部同意保管、发放。
3、设备材料入库前主动邀请业主进行开箱检查,当确定无误后方可入库保管。
4、设备材料入库应及时入帐登记注册,并悬挂醒目清晰的标识卡。领用后应及时减帐,做到实物与帐面相符。
5、设备、材料入库实行分区域堆码,堆码整齐,井井有条,安全可靠,并留有一定的出货通道,严禁乱堆,混放。
6、对易燃易爆的保管应设立单的仓库。仓库外设灭火器,对易燃易爆品的领用应严格管理,责任到人。
7、对需防潮的设备、材料均应入库保管。
文明管理
项目部贯彻文明施工的要求,推行现代管理方法,科学组织施工,协调邻里关系,作好施工现场的各项管理工作。
2)施工项目部应该按照施工总平面布置图,布置施工设备及各项临时设施,堆放大宗材料,成品、半成品和机具设备,不得侵占场内疲乏路和安全防护等措施。
3)施工机械进场进行安全检查,经过检查合格以后方可使用,是施工机械操作人员建立机组责任制,依照有关规定,持证上岗,严禁无证人员操作。
4)施工项目部应该施工现场道路畅通,排水系统处于良好状态,保持场容、场貌的整洁,作业班组切实做到工完料净、场地清,确保文明安全长效的管理.
5)施工现场应设置各类必要的职工生活设施,并符合卫生、通风.、照明等要求,严禁在施工现场随地大小便,职工的膳食、供水等应符合卫生要求。
6)施工现场发生的工程建设重大事故,依照《工程建设重大事故报告和调查程序规定》进行处理。
7)工程竣工验收完毕后,做好一切移交工作,十天以内撤离现场。
运行的环境条件
1.与锅炉(电、燃料)供热系统相比,锅炉供热只能将90%以上的电能或70~90%的燃料内能为热量,供用户使用,地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量。
2.地源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为10~25℃,其制冷、制热系数可达3.5~4.4,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调的50~60%[13]。
运行费用分析:
以北京市的物价水平-天然气价1.90元/m3、电0.44元/kWh来比较[14]。如果利用天然气来采暖,天然气热值为33500kJ/m3,利用热效率90%计,则燃烧1m3可以获得热量为:Q=33500×0.9=30150kJ。
如果使用地热热泵,取COP=3.5,则获得同样的热量需要耗电量为:
W=Q/COP=30150/35=8614.3(kJ)=2.4(kWh)
费用比较可知:
热泵供暖电费=0.44(元/Kwh)×W=0.44×2.4=1.056(元)
而1m3的天然气费用=1.90(元)
因此,用地热热泵供暖(热)可减少运行费用:
y=(1.9-1.056)/1.9=44.4%
二、工程实例投资及经济性对比分析:
现在再来通过实例来比较以地源热泵为冷热源与常规冷热源的户式中央空调的经济性比较[15]:
表2 投资及经济性对比分析
系统类型 总投资(万元) 年运行费用(万元) 年节约运行费用(万元) 节约率
冷水机组加市政管网供热 8.4 1.6 0 0
地源热泵冷暖空调系统 10.1 0.7 0.9 56%
前景展望
在我国夏热冬冷地区及寒冷地区利用地源热泵可实现夏冬两季冷暖联供,其中有利的地区是夏热冬冷地区。这个地区年平均温度高,一般居住建筑均无集中供热系统供暖,而其气候特点是夏季炎热,湿度大;冬季阴冷潮湿,属我国居住热环境质量差的地区之一。该地区夏季供冷冬季供暖天数相当,同一地区地源热泵系统进行空调可以充分发挥地下蓄能系统的作用。如果在这些地区大力发展地源热泵空调系统技术,必将大大改善当地人民的居住热环境,为国家节约大量的建筑能耗。
如果按空调的制冷或制热面积来计算空调的价格,户式中央空调的价格应远比中央空调的价格便宜,但和普通空调比起来又略高一些,不过其价格又在人们的承受能力之内,而且户式中央空调的性能不逊于中央空调,豪华舒适性也优于普通家用空调,室外机只有一台,可以选择安装在住房楼顶或者其它隐蔽性的地方,丝毫不影响楼房的外观。
总之,将地源热泵技术应用于户式中央空调的技术可以满足于新世纪空调的发展需要,并且具有很强的可行性,是一种需要大力发展的新型能源利用技术。随着地源热泵应用于户式中央空调技术研究的进展,必然会对我国能源的科学利用起到良好的促进作用。
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