减少了设备的初投资

2019-02-11 13:25 作者:产品案例 来源:环亚APP下载

  【摘要】环球网校编辑整理了 暖通空调考试考点-▲◆□○:地源热泵系统构成与原理 ■■▪,希望给各位考生带来帮助▽•▽!更多模拟试题及复习资料请持续关注环球网校暖通工程师考试频道▷=◆●…•!

  地源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性■◇◇○,通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水-▷▪▪,采用热泵原理=★•△○…,通过少量的高位电能输入▼-◆•◁◁,实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术■☆▽。

  地球是一个巨大的蓄热体☆-▽◆,一年四季其地表5m以下的土壤温度十分稳定◆●□□▼-,是一种取之不尽▲▽▲▷▷◁、用之不竭的可再生能源△▪▼▼■◇。地源热泵机组工作原理就是在夏季从土壤或地下水中提取冷量●▲▲◆,由热泵原理通过空气或水作为载热剂降低温度后送到建筑物中▪•,而冬季=▼,则从土壤或地下水中提取热量•▽▪▪,由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中☆…=▷•◇,从而实现的热交换过程-●■▽-★。需要特别指出的是▼▪:地热泵中的冷热源不是指地下的热汽或热水▷=-,而是指一般的常温土壤◁◇、地表水◇▼▼、地下水△▽☆。

  以导热好…△=▽◁◆、抗腐蚀●•△▪◁…、强度高且可绕曲的材料制成管路•△■◁▽▲,内有导热流体(水或防冻剂)同土壤直接换热后•□○•••,进入水源热泵机组的热交换器与其换热○△。当制冷供暖面积较小▽★、周围有较大空地时△△▼,采用水平敷设地锅管路系统较合理□◆……●,初投资较小=☆;当制冷供暖面积较大△▪▼▲•、周围有一定空地时★•▲…★•,可采用垂直敷设地锅管路系统▷▽●□▷▽,但其初投资相对较大▪●。

  燃煤锅炉对环境的污染严重◇○•★-,而燃油及电锅炉采暖造价及运行费用皆较高☆☆,让人难以承受○★,也不符合国家长期发展的能源政策▽▼,而地源热泵空调技术是国家科技部重点推广的项目▪△=,也是国家节能设计手册优先选用的冷(热)源方式★○•□○▷。因此▪◁,近十几年来■◁,尤其是近五年来☆△☆=,中国的地源热泵市场日趋活跃▽●•。

  通常消耗l kw的电能或获取4kw的热量或冷量◁-,与锅炉(电○-★★、燃料)和空气源热泵的供热系统相比▪◁○•▽□,锅炉供热只能将90%一98%的电能或70%一90%的燃料内能转化为热量••,供用户使用-△◆,因此地源热泵要比电锅炉加热节省2/3以上的电能□□,比燃料锅炉节省l/3以上的能量★□●;由于水源热泵的热源温度全年较为稳定-□▽=,一般为10℃一25℃△-▷◁-,其制冷●▲★▪、制热系数可达3◁○■.54▽•▷.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%一60%=△-★…●。

  地源热泵系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统-▽△。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物★△▷▼◇-,地源热泵有着明显的优点▷★,不仅节省了大量能源●■○,而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求▷●▽◇◇○,•□■△。

  在中国传统的空调系统概念中•△◁☆▽△,在过去相当长的时期-…△,南方以水冷机组解决夏季制冷问题-△◆○▷,中◇▪▪▷◆、北方以燃煤锅炉解决冬季取暖问题▪▼▼=▪☆。20世纪80年代以后◇▲,出现了溴化锂机组◇★■△-◆、风冷机组◇☆●,90年代以后◁■▪☆◇,从原有的煤•☆=、石油取暖过渡到以天然气及电等清洁能源◁●●。但是□●,替代能源虽然可以部分解决大气污染的问题◇=●■◆•,可是天然气和石油等都属于不可再生的能源◇▪,且采暖造价及运行费用皆较高★▪▷▼,因此必须寻找可以再生的能源●△▲☆▷○,从而提出了地源热泵空调新技术◆▽☆•▼■。

  在国外▽●,地源热泵真正意义的商业应用也只有近十几年的历史□▷▲=,但发展相当迅速…◇。如美国◁■★,截止1985年全国共有14000台地源热泵★☆=▪◁…,而1997年就安装了45000台◆▽=▪▪,而且每年以10%的速度稳步增长△□▽。1998年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19%=…,其中新建筑中占30%□-○◆▲。

  与美国有所不同▷☆•▷▲,中◁▽、北欧如瑞典△□•、瑞士▪◇=•-、奥地利◁•■、德国等国家主要利用浅层地热资源◆▽▽,地下土壤埋盘管(埋深小于400m深)的地源热泵★◇,用于室内地板辐射供暖及提供生活热水☆-▽○。据1999年的统计◆▪▽▪△,在家用的供热装置中☆◇●,地源热泵所占比例=■▽◇,瑞士为96%•▷▪●▪,奥地利为38%•▼▼,丹麦为27%•■。

  热泵系统在冬季供热时省去了锅炉房系统☆▲-▽▲-,没有燃烧过程▷○☆●,无燃烧设备□=△△,避免了有害烟尘和有害物质的排放◇☆△▪=…,从而不存在爆炸…=…•、燃烧的隐患•□▷。热泵机组运行安全…□、可靠▷▽▷…◇、稳定★★,几乎不受天气及环境温度变化的影响▼◇,符合环保理念•▽★▼=。

  与燃气和燃油锅炉系统相比○◆▽,省去了储油设备和燃气管道的敷设◁☆△▪•,若是燃煤锅炉系统则可以省去锅炉房及与之配套的煤场和渣场=★•▷…,而夏季制冷时则可以省去冷却塔所占面积-▼●▪,大大减少了机房的占地面积◇☆◁•-,节约了土地资源◇=□△■,产生附加经济效益•-▷▽★,并改善了建筑物的外部形象★•●,提高了建筑物的使用率■▷=…◆▽。

  地温一年四季基本稳定-★=,使得热泵无论在制冷或制热工况中均处于高效率▼◁。冬季▲■=•,投入1kw电能▷◇,可以得到4kw左右的热能▽◇=△★;夏季○▼■•,投入1kw的电能●■▼,可以得到5kw以上的冷量◆▼•◁•。系统的高效率◇…☆,压缩机的低能耗●▪○▪-,使运行费用大幅减少=▷▷☆…▼,只有传统方式的2/3▪△•●-。

  热泵系统之所以节能★△◇☆,很重要的一点就是换热器位置的设置○-,传统的空调系统中▼☆●,不管是水冷或风冷◁☆,其换热器对建筑立面造型均起一定的破坏作用▷○▪▲▪。水冷换热器须配置冷却塔▲▪△,且必须置于大气中•◁……•-,风冷机组也一样▲△,都要暴露于建筑物之上的大气之中-▪▽▲,这难免要对建筑立面造型造成不好的影响▲…■◇◁。风冷换热器和水冷换热器的换热环境均为大气=▪☆◆,和大气换热不可避免地受到环境条件变化的影响=◁==•。在夏季▲▽,当室外温度达到40 ℃时■▽▲△,由于换热效率的降低◆▪,主机的制冷量将下降20 %~40 %▪■▷;在冬季★▽▲,当室外温度下降到- 10 ℃时◁●-=●,供热量将下降到15 %~30 % ▲▷•,而且要反复地冲霜来保证机组的正常运行▲▽▲◁。而对于地源热泵机组来讲•▽★★■,换热过程是和大地来完成的▼●▽=,换热对象是1▷★.5 m以下的地层--■◇□■,其初始温度大约等于年平均气温□•-▷,一般在14~16 ℃左右•▷△•▪●,基本不受外界环境的影响-……。利用制冷剂吸收空气中的热能和太

  众所周知■▪▷,普通空调对环境的影响是不言而喻的■▷…○□•,它不仅对大气臭氧层造成严重破坏●★-。夏季▷◁,风冷机组将废热排入大气◆•□○□▷,使室外温度升高◁▷,还将水蒸气带入大气中▪△;冬季△○■,风冷机组吸收大气环境中的热量△▪,导致恶劣的大气环境更加恶劣☆•▽。因此△•★,要保证空调运行对环境不产生任何影响◁◇•★☆■,必须要改变换热对象•☆○■,即不与大气换热○=★▪,而变成与大地换热◇★◆◁•。在换热过程中▪•-○,地下换热器在夏季将多余的热量排到大地中▷…□-•,在冬季又将热量取回•☆◁•,以达到冬夏取散热量平衡△●-,达到制冷和供暖的目的▲…。

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