水源熱泵技術簡介及各供暖方式運行費用分析對比

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1、中央空調系統(tǒng)形式介紹1.1傳統(tǒng)中央空調形式傳統(tǒng)的中央空調有空氣源熱泵（風冷機組）+輔助電加熱和水冷冷水機組+鍋爐或熱力管網兩種形式?？諝庠礋岜茫L冷機組）和水冷冷水機組在制冷時都是把房間的熱量向室外空氣排放，受室外氣溫因素影響太大，其制冷量隨室外空氣溫度升高而降低，尤其在高溫高濕地區(qū)，機組制冷性能極不穩(wěn)定，效率低下,有時甚至不能工作。在制熱時，空氣源熱泵當室外溫度降到零度以下時需加輔助電加熱裝置，耗電量大，效率很低;而水冷冷水機組+鍋爐這種空調形式，在供熱時需用電鍋爐或燃煤、燃油鍋爐，污染嚴重，運行費用昂貴。1.2水源熱泵中央空調水源熱泵中央空調分為地下水

2、源熱泵和地表水熱泵兩種形式。1.2.1水源熱泵水源熱泵的概念水源熱泵技術是一種利用地球表面或淺層水源（如地下水、河流和湖泊），或者是人工再生水源（工業(yè)廢水、地熱尾水等）的低溫低位熱能資源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現低位熱能向高位熱能轉移，既可供熱又可制冷的高效、環(huán)保、節(jié)能的空調系統(tǒng)。水源熱泵原理地球表面淺層水源（一般在1000米以內），像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了太陽進入地球的相當的輻射能量，并且水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。水源熱泵技術的工作原理就是：在夏季將建筑物中的熱量“取”出來，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所以可以高效

3、地帶走熱量，以達到夏季給建筑物室內制冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵機組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。通常水源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。水源熱泵的分類當利用的對象都是水體和地層（含水地層）的蓄能，而且都是以水作為熱泵機組的冷熱源，都可以將之歸類為水源熱泵系統(tǒng)。水源熱泵可以分為地下水源熱泵以及地表水源熱泵。14地下水熱泵系統(tǒng)，也就是通常所說的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。通過建造抽水井群將地下水抽出，通過二次換熱或直接送至水源熱泵機組，經提取熱量或釋放熱量后，由回灌井群灌回地下。地表水熱泵系統(tǒng)。通過直接抽取或者間接換熱

4、的方式，利用包括江水、河水、湖水、水庫水以及海水作為熱泵的冷熱源。1.2.2地源熱泵發(fā)展概況14地源熱泵的概念最早出現在1912年瑞士的一份專利文現中。20世紀50年代，歐洲和美國開始了研究地源熱泵的第一次高潮。但在當時能源價格低，這種系統(tǒng)并不經濟，因而未得到推廣。直到上世紀70年代，石油危機和日益惡化的環(huán)境把人們的注意力集中到節(jié)能、高效益用能和環(huán)境保護上時，使地源熱泵的研究進入了又一次高潮，最近20年在歐美等工業(yè)發(fā)達國家取得了迅速的發(fā)展，已成為一項成熟的應用技術。在美國地源熱泵空調系統(tǒng)占整個空調系統(tǒng)的40%，是美國政府極力推廣的節(jié)能、環(huán)保技術。為了表示支

5、持這種技術，美國總統(tǒng)布什在他的得克薩斯州的別墅中也安裝了這種地源熱泵空調系統(tǒng)（見2001年5月28日參考消息）。到目前為止美國已安裝了600，000臺，而且計劃每年安裝40萬臺的目標，能降低溫室氣體排放一百萬噸，相當于減少50萬輛汽車的污染排放或種植樹一百萬英畝，年節(jié)約能源費用4、2億美元。瑞典、瑞士、奧地利、德國等國家主要利用地源熱泵，用于供暖及提供生活熱水。據1999年的統(tǒng)計，為家用的供熱裝置中，地源熱泵所占比例：瑞士為96%，奧地利為38%，丹麥為27%。在我國由于能源價格的特殊性以及人們節(jié)能、環(huán)保的認識程度等原因以及其它一些因素的影響，地源熱泵空調

6、技術應用和發(fā)展比較緩慢，人們對之尚不十分了解，推廣較困難，然而隨著人們生活水平的提高，人均能耗的增長，一次性礦物能源的日益衰竭以及環(huán)境的日趨惡化，地源熱泵技術已越來越引起人們的重視。在目前節(jié)能和環(huán)保的潮流下，該技術以其特有的節(jié)能性和穩(wěn)定性受到行業(yè)的矚目，國內許多院校、科研所作了大量的應用研究。國家建設部在《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》中專門作了推薦。據統(tǒng)計，僅在北京2004年施工并投入運行的地源熱泵系統(tǒng)的空調工程占全年空調工程總量的2/3以上。可以預見，隨著經濟的發(fā)展，人們節(jié)能、環(huán)保意識的日益提高，地（水）源熱泵作為一種節(jié)能、環(huán)保的綠色空調設備適應能

7、源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，在中國必將有廣闊的應用和發(fā)展前景。1.2.3地源空調系統(tǒng)的特點地（水）源熱泵與常規(guī)空調技術相比有著無可比擬的優(yōu)勢。(1)利用可再生能源：屬可再生能源利用技術地源熱泵從常溫土壤或地表水（地下水）中吸熱或向其排熱，利用的是可再生的清潔能源，可持續(xù)使用。(2)高效節(jié)能，運行費用低：屬經濟有效的節(jié)能技術地源熱泵的冷熱源溫度一年四季相對穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調系統(tǒng)運行效率要高40%，因此要節(jié)能和節(jié)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(wěn)定，也保證了系

8、統(tǒng)的高效性和經濟性。在制熱制冷時，輸入1KW的電量可以得到5KW以