地源热泵在建筑节能中的应用

地源热泵在建筑节能中的应用

Summary：在建筑节能领域，地源热泵的应用十分广泛，既可以应用于建筑物的采暖、制冷、生活热水、供暖等，也可以应用于蒸汽加热、生活洗浴。地源热泵系统具有可调节性强、能耗低、运行费用低的特点。因为地源热泵在建筑节能方面综合性能较好，是一种可再生能源高效利用的新技术，所以近年来逐渐受到人们的关注。本文就地源热泵在建筑节能中的应用展开探讨，以期可以提供借鉴。Keys：地源热泵；建筑节能；应用引言：我国节能建筑的发展正朝着节能和环保方向迈进，目前我国许多城市都采用了地源热泵系统来代替传统空调系统，地源热泵系统与传统空调系统相比具有节能、环保、低碳的特点。在不增加建筑物负荷的情况下降低建筑节能成本，其运行费用低、管理方便，是实现建筑节能减排目的的一种新技术。一、地源热泵系统与其他能源相比较的优势1、地源热泵机组运行效率高：与空调机组相比，地源热泵机组的运行效率高达70%以上，能耗降低20%左右，尤其是在夏季制冷时，可以达到夏季制冷的效果。2、节能环保：传统采暖和制冷方式能耗占总能耗的60%~70%，而利用地源热泵技术后可使能源利用率提升20%以上。对于寒冷地区或严寒地区，可有效提升室内温度；可有效改善建筑室内空气质量。3、可利用清洁热水资源：夏季气温超过30℃时，由于地下热水（或地下水）有较大温差可供调节使用而达到制冷目的。4、节能效果明显：地能热水不仅能够满足生活热水需求，还可以用于供暖。可以有效地提高室内温度，是冬季取暖和夏季制冷方式的最佳替代品，而且冬季不需要电力采暖。5、运行安全可靠：因地源热泵系统是由高温地热水为动力驱动系统，与空气换热换气或其他方式相结合，从而实现采暖供暖（制冷）功能、提供生活热水，故系统运行过程中不会出现对环境造成污染的情况。二、地源热泵技术应用方面存在的问题研究1、系统选型不合理建筑热泵系统的选型直接影响到其应用的经济性。一般情况下，热泵系统由一台机组和一套热泵机组组成，其中热泵机组有两种，分别是热泵机组和冷凝器。而我国在实际应用中，却存在着冷凝器与热泵机组选型不合理、运行不正常的问题，有很多的建筑为了提高室内温度，在设计时选择了大量空调机组，却忽略了实际环境条件与空调设计参数的匹配问题，导致很多机组因实际效果不佳而停运。还有部分用户为了追求快速制热、更快收冷或降低系统能耗，在建筑设计中忽略空调机组性能和室外温度对系统效率和性能的影响。2、制冷系统设计存在缺陷地源热泵机组制冷系统是影响其节能的主要因素之一。首先，从制冷原理上看，地源热泵的制冷系统与一般空调系统相比，主要是利用水作为制冷介质。但是，其与空气制冷方式相比，同样消耗一度电。其次，从制冷系统设计上看，地源热泵系统属于二次加冷，需要充分考虑冷媒自身的能量。目前国内一些研究单位和企业还没有在地源热泵制冷技术方面做出相应研究工作。由于地源热泵系统涉及多个专业系统与设计单位，而且国内多家企业在地源热泵工作过程中存在着一定程度上的技术不成熟问题，这会使地源热泵制冷技术与设计工作处于一种真空状态。3、地源热泵末端设备还需不断改进设计目前，许多国家和地区对地源热泵末端设备的设计已有成熟的规范，以美国为例，其《制冷和采暖设备用地源热泵机组》(AORR)、《空气源热泵机组》(SGS)、《水系统用地源热泵机组》(FREE）等规范中已有很多条款说明末端设备的设计必须符合AORR和SGS等规范法规。同时，也有一些国家在制定这些规范时还未考虑到地源热泵末端设备是否符合AORR和SGS等相关规范法规的要求。4、技术人员对地源热泵技术知识欠缺我国地源热泵技术的发展与普及，不仅要求技术人员具备较高的理论知识，而且也要求他们具备较高的实践能力以及丰富的实践经验。但是在我国从事该领域的技术人员仍以老年人为主，而且还没有太多与之相关的专业知识储备，无法适应现代化快速发展的社会要求，制约了该领域健康快速的发展。虽然近年来我国地源热泵发展很快，但是地源热泵技术仍处于发展初期，在相关政策方面、设备选用方面还有很大的欠缺，相应的配套措施不够完善。三、地源热泵在我国建筑节能中的应用分析地源热泵的特点是能够直接把来自地下高温高压环境热量转化到室内，并提供到用户家中使用。地源热泵不需要水电，采用地源热泵系统比利用常规能源效果更好。地源热泵系统还可以代替部分大型中央空调系统，从而降低了运行成本。并且可以替代燃煤供暖的方式来实现低碳减排的目标，缓解目前煤炭资源紧张的状况。由于地源热泵不需要水源消耗电能，因此其使用寿命长、成本低、具有较高的环保性能和良好的社会效益和经济效益。地能作为一种可再生能源，对可再生能源的替代是一种趋势。根据世界各国研究成果表明，目前对地源热泵的研究主要集中在地源热泵集中供热方面，尽管地源热泵利用相关先进技术得到了快速发展，但目前国内地能应用仍处于起步阶段。在我国使用的主要形式是采暖、制冷和生活热水热泵机组。根据有关资料统计数据显示，目前我国地源热泵系统使用面积已达到4000万m2，全国每年新增面积达30亿m2以上。在我国南方地区，每年建筑物热负荷总量约4亿m2，其中有3亿m2是集中供热区域。按照目前城市发展规划，这些区域供热设施都需要更新改造，在新建居住建筑中都要预留一定面积作为地源热泵改造范围内的供热管道配套建设热源及热用户使用。对于已经建成的建筑在实施工程中应合理确定热泵机组的应用比例。地源热泵技术是一种在可再生能源技术基础上发展起来的一项新能源技术，与传统能源相比具有更高的经济和环境效益，且容易获得多种形式，可以与其他能源并用，并且地源热泵便于安装和运行，维修起来也相对方便，适合我国当前发展的国情，可以更好地满足人们日益增长的需要。对地热资源加以合理利用后能够使传统采暖和制冷设备得到极大的改进，并提高工作效率，在实际建筑中可以充分发挥其节能作用。另外，随着我国社会经济生活不断发展壮大，这也为城市住宅节能工作提出了更高要求。因此广泛推广地源热泵作为建筑节能技术使用，这是非常有必要的。结束语：综上所述，我国的地源热泵技术具有相当大的优势，已经初步在我国得到广泛应用，取得了显著成效，但仍然还有待改进的工作，需要相关人员多加重视，继续完善。未来我国的地源热泵技术具有更广阔的发展前景，要不断创新方案，使其引领新时代建筑节能产业呈现新潮流，促进其节能减排事业不断发展。Reference：[1]王逸飞.地源热泵技术在建筑节能中的应用及技术研究[J