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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。

地埋管式地源热泵分类
地耦管土壤源热泵系统是一个密闭的闭路循环系统,它保持了地下水水源热泵利用大地作为冷热源的优点,同时又不需要抽取地下水作为传热的介质。地耦管土壤源热泵系统从根本上解决了地下水水源热泵的种种弊端,是一种真正可持续发展的建筑节能的新技术,而且还具有适用范围广、运行费用低、节能和环保效益显著等优点。
土壤源热泵系统中的土壤换热器埋管方式可分为:水平式土壤换热器,垂直U型式土壤换热器,垂直套管式土壤换热器,热井式土壤换热器,直接膨胀式土壤换热器。
1)水平式土壤换热器
   水平地埋管普遍使用在单相运行状态的空调系统中,一般的设计埋管深度在2~4米之间,在只用于采暖时,土壤在整个冬天处于放热状态,沟的深度一定要深,管间距要大。

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。

节能
机组采用涡旋式压缩机、半M型风侧及不锈钢钎焊板式水侧热交换器,双压缩机双立回路的系统设计,配合新对角流板式热交换器,制冷剂侧产生的交叉流,有效地利用热交换器传热面,确保回路间的热负荷平衡,并经测试中心的严格综合测试,全面优化系统的选型与匹配,保持机组处于佳的节能状态,部分负荷能效更高,50%负荷时,效率提高4%。

2、电子节流技术
机组采用500级PMV电了膨胀阀,实现改进型PID节流控制,使制冷系统形成动态匹配,充分提升系统内每一部件的佳效能,水温控制的精度更高。电子膨胀阀特有的大范围节流调节能力,使得机组可以在部分负荷时稳定运行,自动适应多变的使用环境温度,调节过程中解决制冷系统的振荡问题。

3、运行可靠
模块化结构,机组分级启动,减小机组启动电流对电网的冲击;机组经严格的长时间测试,无论是在高达48℃的炎热天气时时制冷,还是-10℃的严寒气候制热,均可正常运行;机组本身均自带高低压保护、制冷防冻保护、冬季防冻保护、压缩机过载保护和水压差开关等,大程度的确保了机组安全;系统出现任何故障,控制器进行实时闪光报警。

4、大型模块智能综合管理功能
推出1~16台的模块机组集中控制系统,智能实现压缩机平均寿命,提高机组的整体寿命,动态监控机组的运行,确保机组的每一部件安全运转,当机器出现故障时,控制器讯速准确显示故障所在地,协助快速排除故障。控制器具有集中远程控制功能,并可实现楼宇自控联接及末端空调设备联锁等强大功能。

5、安装灵活
机组体积小巧,搬运方便,放置灵活,可以放在屋顶、阳台及其它适合的露天位置,节省宝贵的建筑空间;无需设计、安装冷却塔、锅炉、冷却泵及相关管道,整个中央空调系统施工简单、安装快捷。

系统是由下列部分所组成:模块式地源热泵机组、循环水泵、水管环路、水系统控制箱和室内温控器等。
  地源热泵机组采用标准构件,需要时各部件的修配和更换很方便。因为设计简单,并不需要高技术的操作工程人员的服务。需要经常保养的是空气过滤网和凝结水盘的清洁。
  系统设计简单,灵活、安装快速。机组己在工厂组装好并自带温度控制装置,现场工作只是少量低压风管、电气连接装置和不需要保温的水管的连接。管道可采用钢管、铜管或塑料管。维修方便快捷,机组结构坚固,寿命长久。热泵机组的功率系数(COP)可达到4以上,即1千瓦电输入,有4千瓦多冷量输出的率。
  优势
  1. 地源热泵系统能充分利用蕴藏于土壤和湖泊中的能量,循环再生,实现对建筑物的供暖和制冷。因而运行费用较低。
  2. 地源热泵比风冷热泵节能40%,比电采暖节能70%。比燃气炉效率提高48%。所需电费制冷季比一般热泵空调减少50%。

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%

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