暖通技術(shù)論文(2)
暖通技術(shù)論文
暖通技術(shù)論文篇二
暖通空調(diào)新技術(shù)
摘要：本文對地源熱泵系統(tǒng)進行了簡要的介紹，在綜合國內(nèi)外系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對這一技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用實施的現(xiàn)狀和問題進行了分析;盡管地源熱泵系統(tǒng)仍存在一定缺陷，但其在節(jié)能和環(huán)保方面有著明顯的優(yōu)勢及國外發(fā)展的明顯優(yōu)勢，可以斷言地源熱泵系統(tǒng)在我國將有廣泛的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：地源熱泵 節(jié)能環(huán)保 應(yīng)用
Abstract：This article briefly introduced the ground-source heat pump system. Also this article analyzed the current statues and problems of this technology based on its application at home and abroad. Although this system has some defects, its advantages in energy conservation and environmental protection are more obvious. It can be asserted that the ground-source heat pump system will have a thorough and promising future.
Key words: ground-source heat pump; energy conservation and environmental protection; application
中圖分類號：TE08 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：
引言
地源熱泵(GSHP)是以大地為熱源對建筑物進行空氣調(diào)節(jié)的節(jié)能新技術(shù)[1]。應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)可夏季供冷、冬季供暖。由于地源熱泵可顯著降低運行費用[2]，已受到越來越廣泛的關(guān)注，被認為是最有前途的空調(diào)系統(tǒng)之一。
地源熱泵工作原理
地源熱泵[7]利用地下淺層地?zé)豳Y源(也稱地能，包括地下水，土壤或地表水等)，通過輸入少量的高品位能源(如電能)，即可實現(xiàn)熱量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹膫鬟f，地能分別在冬季和夏季作為低溫?zé)嵩春透邷責(zé)嵩?。在冬季，把地能中的能?ldquo;取”出來，提高溫度后，供給室內(nèi)的熱用戶;在夏季，把室內(nèi)的熱量“取”出來，釋放到地層當(dāng)中去。
地源熱泵系統(tǒng)的分類及特點
3.1 土壤源(GCHP)熱泵(又稱：大地耦合式熱泵 GCHP： Ground-Coupled Heat Pump)
3.1.1土壤源特性
土壤的溫度分布與土壤中的熱量得失密切相關(guān)。 土壤中可獲得的熱量來源有：太陽輻射、地球內(nèi)部產(chǎn)生的熱、土壤中生物過程釋放的熱、化學(xué)過程產(chǎn)生的熱。其中太陽輻射是表層土壤熱能的主要來源。土壤獲得太陽輻射能后，又以多種方式向外輸出，其中對流、地表輻射、地面蒸發(fā)、生物蒸騰作用消耗的熱能以及向地層深處傳導(dǎo)的熱量。3.1.2 土壤源熱泵的系統(tǒng)[9]形式及分類
土壤源熱泵根據(jù)其蒸發(fā)器端與大地換熱的形式不同，可分為通過熱泵工質(zhì)―水換熱器的間接式系統(tǒng)(圖2-1)，和采用熱泵工質(zhì)在埋于地下的盤管中直接膨脹的直接式系統(tǒng)。
圖 2-1 間接式GCHP 系統(tǒng)
在間接式系統(tǒng)中，載冷劑或鹽水溶液被用來在熱源和蒸發(fā)器間傳遞熱量，它與直接蒸發(fā)系統(tǒng)相比可以減少制冷劑的充灌量，這在當(dāng)前是令人感興趣的，在將來也會變得更為重要;它還增加了熱泵系統(tǒng)的靈活性;同時它使現(xiàn)場工程量減至最低并減免了制冷管路的安裝。其缺點在于引入帶有熱交換器的額外流體環(huán)路，增加了初投資[3]，帶來額外的溫降。為了把這些不利之處降至最低，重要的是針對運行工況盡可能地優(yōu)化設(shè)計鹽水回路，此外用作載冷劑的流體性質(zhì)也十分重要。直接蒸發(fā)系統(tǒng)中將蒸發(fā)器盤管直接埋入地下，可以有效地減少投資額，尤其適用于小型家居熱泵系統(tǒng)。
3.2 水源熱泵(WSHP：Water Source Heat Pump)
水源熱泵就是利用地球表面淺層水如地下水、地?zé)崴?、地表水、海水及湖泊中吸收的太陽能和地?zé)崮芏纬傻牡臀粺崮苜Y源，并采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)劃的裝置。
4.地源熱泵系統(tǒng)發(fā)展存在問題分析
我國對地源熱泵的研究起步較國外晚, 很多研究工作是借鑒國外的技術(shù)和成果的基礎(chǔ)上進行的, 但由于地源熱泵系統(tǒng)的運行性能受地域性影響較大, 所以在研究和開發(fā)地源熱泵應(yīng)注意以下幾方面的問題:
?、偻寥赖臒嵛镄詫岜眠\行效率起關(guān)鍵性的作用, 因此必須了解各種土壤狀況下對不同埋地換熱器的換熱機理。
②加強土壤源熱泵系統(tǒng)自動控制技術(shù)的研究, 以及其在建筑物中的合理布置。
?、厶接懲寥涝礋岜孟到y(tǒng)與其他熱源系統(tǒng)和輔助設(shè)備聯(lián)合的情況, 如土壤源熱泵系統(tǒng)和冷卻塔的聯(lián)合使用、土壤源熱泵系統(tǒng)和太陽能的聯(lián)合使用或其他輔助設(shè)備的聯(lián)合使用, 來提高系統(tǒng)的運行效率。
解決措施:
①研究和收集各地區(qū)的土壤熱物性的相關(guān)資料,作為地源熱泵設(shè)計的參考資料。
?、陂_發(fā)與熱泵空調(diào)系統(tǒng)相配套的系列管材、管路配件及熔接設(shè)備和技術(shù)來降低初投資; 研究專門的鉆井、下管、封井設(shè)備和技術(shù), 并用規(guī)范化來縮短施工周期, 從而降低施工費用。
③選擇適當(dāng)?shù)墓荛g距、系統(tǒng)間隔運行、管群之間交叉運行或增設(shè)輔助設(shè)備等措施均可緩解地溫的變化程度, 保證埋地換熱器與周圍的土壤有足夠的傳熱溫差, 從而不影響土壤與系統(tǒng)的換熱過程。
?、軐σ芽⒐さ牡卦礋岜孟到y(tǒng)[6]進行歸納、總結(jié), 有利于形成一套成熟、可靠的地源熱泵設(shè)計方法。
⑤需要政府的政策引導(dǎo)、對設(shè)計和施工人員的培訓(xùn)以及提高公眾對地源熱泵技術(shù)的了解程度。
5.結(jié)束語
節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為世界發(fā)展的三大主題。在供熱空調(diào)領(lǐng)域中, 地源熱泵技術(shù)有效地提高一次能源利用率[7], 減少溫室效應(yīng)氣體CO2和其它燃燒產(chǎn)生的污染物的排放, 是一種可持續(xù)發(fā)展的“ 綠色技術(shù)”, 符合世界發(fā)展的需要。地源熱泵在我國的研究與應(yīng)用還處于起步階段, 熱泵工質(zhì)的研制和開發(fā)還需要進一步深入進行, 各地區(qū)的地下熱源狀況、土壤熱物性資料還需要進一步搜集和整理, 地源熱泵的系統(tǒng)性能優(yōu)化[10]和經(jīng)濟性分析也尚待深化。但地源熱泵空調(diào)技術(shù)以其節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的突出優(yōu)點, 已成為空調(diào)供暖工程優(yōu)先選擇的方案之一。
參考文獻：
[1]張群力，王晉.地源和地下水源熱泵的研發(fā)現(xiàn)狀及應(yīng)用過程中的問題分析[J].流體機械，2003，(5).
[2]姜寶成，王永鏢，李炳熙.地源熱泵的技術(shù)經(jīng)濟評價[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2003，(2).
[3]李新國，趙軍，朱強.地源熱泵供暖空調(diào)的經(jīng)濟性[J].太陽能學(xué)報，2001，(4).
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