一、什么是地源能
地表線層土壤相當(dāng)一個(gè)巨大的太陽能集熱器,收集了約47%的太陽輻射能量,比人類每年利用能量的500倍還要多,且不受地域,資源等限制,真正是量大面廣、無處不在??衫玫目稍偕茉?。這種地表淺層地?zé)豳Y源稱之為地能。
二、什么是地源熱泵技術(shù)
是利用地球表面淺層地?zé)豳Y源作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。即夏季將房間中吸收的熱量通過載體(水)排放到地下土壤中去;冬季從地下土壤中吸取低位熱能通過熱泵機(jī)組提升至高位熱能送至室內(nèi)供暖。
三、地源熱泵技術(shù)的特點(diǎn)
1、可再生能源利用:地源熱泵利用地球表面淺層地?zé)嶙鳛槔錈嵩催M(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的空調(diào)系統(tǒng),而地源能是取之不盡、用之不竭、無限的可再生能源。
2、經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù):地能的溫度,一年四季相對(duì)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,是很好的熱泵熱源(冷源),這種溫度特性,使地源熱泵系統(tǒng)比空氣源空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要低40–60%,節(jié)能費(fèi)用40–60%左右。
3、環(huán)境效益顯著:地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行無燃燒、無排煙、無廢棄物,沒有任何污染,真正意義上的環(huán)??照{(diào)系統(tǒng)。
4、一機(jī)多用、應(yīng)用范圍廣泛:地源熱泵系統(tǒng)可供暖、制冷、生活熱水;一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)制冷機(jī)的兩套系統(tǒng);可應(yīng)用于賓館、商場、辦公樓、學(xué)校、住宅小區(qū),特別適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。
5、使用年限長,維護(hù)費(fèi)用低地源熱泵機(jī)組機(jī)械運(yùn)動(dòng)不減少,運(yùn)行穩(wěn)定,不受室外氣候影響,使用年限地上部分一般在20年以上,二地下部分可使用50年以上。
四、地源熱泵空調(diào)與常規(guī)空調(diào)的區(qū)別
1、常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)夏季制冷是將室內(nèi)的熱量吸收后通過冷卻系統(tǒng)(風(fēng)機(jī)或冷卻塔)排放到空氣中去,冬季供暖有兩種方式:第一種是鍋爐(電、油、煤、氣)供熱,第二種是從空氣中吸取部分熱量,另增電輔加熱,但運(yùn)行費(fèi)用高,采暖效果差。
2、地源熱泵空調(diào)是以地下土壤(或地下水)作為冷、熱源,夏季將吸收室內(nèi)的熱量通過地埋管排放到地下,冬季采暖是從地下吸取熱量通過熱泵機(jī)組提升溫度供房間采暖,不需任何輔助加熱,采暖效果好。
五、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)為什么會(huì)節(jié)能
常規(guī)空氣源機(jī)組的冷、熱源是空氣,空氣溫度季節(jié)變化很大,夏季制冷排放溫度35℃左右,而室外空氣溫度35℃以上,很不利于排熱;機(jī)組工作效率低。冬季供暖從室外空氣中吸取熱量,而冬季室外空氣溫度低,南方一般在0℃-8℃,空調(diào)機(jī)組效率低,須加輔助熱源,能耗大。加之南方氣候潮濕,室外機(jī)組需要頻繁停機(jī)除霜,空氣源機(jī)組冬季除霜消耗約占機(jī)組總能耗的10%左右。
地源熱泵空氣系統(tǒng)的冷、熱源是地下土壤,而在地下1.5m深時(shí),土壤溫度受地面氣候變化的影響就很小了(具長沙地區(qū)實(shí)測地溫?cái)?shù)據(jù)表)。
長沙地區(qū)實(shí)測地溫?cái)?shù)據(jù)
深度/m
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
0.0
4.6
6.6
12.2
18.6
21.6
29.6
35.2
35.8
19.7
20.6
13.0
8.1
-0.8
10.8
9.6
13.7
16.5
18.4
22.9
27.0
27.9
26.7
23.5
18.2
13.9
-1.6
14.2
13.2
15.4
15.6
17.0
19.8
23.0
25.1
25.2
23.6
20.3
17.0
-3.2
18.2
17.6
16.4
15.8
16.8
17.4
19.1
20.9
22.0
22.2
21.4
19.3
而在地下15m以下,土壤溫度是恒溫層,根據(jù)地域不同而不同,湖南地區(qū)16℃-20℃。這個(gè)恒溫層是地源熱泵空調(diào)很好的冷、熱源,夏季制冷向地下排放35℃左右的熱量,很易被土壤吸收,機(jī)組蒸發(fā)壓縮比小,能耗小,冬季能從18℃左右的土壤中吸取充分的熱量,機(jī)組冷凝壓力小,降低能耗。夏季制冷時(shí),還可以利用熱回收技術(shù)來提供免費(fèi)生活熱水,綜合計(jì)算,地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)省40–60%。
六、地源熱泵地埋管使用年限
地源熱泵室外埋地?fù)Q熱管是一種高密度聚乙烯管(HDFE),這種管材化學(xué)性能穩(wěn)定,耐腐蝕。管材內(nèi)壁光滑,流阻小,熱導(dǎo)率高,循環(huán)水溫低(一般35℃以下),管內(nèi)表面不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢層。在一定的壓力,一定的溫度下可安全的再地下使用50年以上。
七、地源熱泵發(fā)展應(yīng)用狀況
地源熱泵技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用已有50多年的歷史了,上世紀(jì)九十年代,美國商業(yè)建筑中,地源熱泵系統(tǒng)已占空調(diào)總保有量19%,其中新建筑中占30%以上,至2000年以來每年安裝40萬臺(tái)以上地源熱泵機(jī)組,占新建筑中的50%以上;歐洲發(fā)達(dá)國家地源熱泵空調(diào)至2005年,均達(dá)40–65%,瑞士已高達(dá)96%、亞洲的日本、韓國已分別達(dá)到50%、60%;
我國地源熱泵起步較晚,上世紀(jì)八十年代才開始研制,2000年才開始商業(yè)運(yùn)行,近幾年發(fā)展勢頭看好,逐步被人們認(rèn)識(shí)和接受,由于產(chǎn)品節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢,加上國家政策上的推廣,財(cái)力上的支持,不久的將來地源熱泵空調(diào)在我國空調(diào)行業(yè)中將異軍突起,成為主力軍。至2009年最新數(shù)據(jù)顯示,我國地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)排名世界第二,并按現(xiàn)狀發(fā)展下去,我國將于2015年突破為世界排名第一!