地熱+多能互補

地大熱能:淺層地熱能在綠色建筑中的應用-地源熱泵系統_綜合智慧能源

什么是地源熱泵系統

地源熱泵系統是利用淺層地熱能進行供熱制冷新型能源利用技術,是熱泵的一種,熱泵是利用卡諾循環和逆卡諾循環原理轉移冷量和熱量的設備。地源熱泵通常是指能轉移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方。通常熱泵都是用來做為空調制冷或者采暖用的。地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季地源把熱量從地下土壤中轉移到建筑物內,夏季再把地下的冷量轉移到建筑物內,一個年度形成一個冷熱循環。


地源熱泵系統是一種即可供熱又可制冷新能源利用系統,它是充分利用淺層地熱能來運行的。由于淺層地熱能幾乎完全不受資源限制并且應用技術不斷優化更為成熟穩定,能量來源于地下能源,系統不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調”,可廣泛應用在辦公樓、賓館、學校、宿舍、醫院、飯店、商場、別墅、住宅等領域,這些年來在我國各個地區得到了廣泛推廣和應用 。 



地源熱泵系統的特點
可再生性,地源熱泵是一種利用地球所儲藏的太陽能資源作為冷熱源,進行能量轉換的供暖制冷空調系統,地源熱泵是利用清潔可再生能源的一種技術。地表土壤和水體是一個巨大的太陽能集熱器,所收集的太陽輻射能量,比每年利用能量的500倍還多(地下的水體是通過土壤間接接受太陽輻射能量),它又是一個巨大的動態能量平衡系統,地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發散的相對平衡,地源熱泵技術的成功使用,使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為現實。

高效節能性,地源熱泵機組利用的土壤或水體溫度冬季為12-22℃,溫度比環境空氣溫度高。熱泵循環的蒸發溫度提高,能效比也提高;土壤或水體溫度夏季18-32℃,溫度比環境空氣溫度低,制冷系統冷凝溫度降低,使用冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式,機組效率大大提高,可以節能30-40%的運行費用。投入1KW的電能可以得到4KW以上的熱量或 5KW以上冷量。

綠色環保性,地熱資源垂手可得,地源熱泵系統通過密閉水循環與土壤進行能源交換,不破壞地層結構,不利用地下水資源、低噪音,又不排放廢氣和廢棄物,對空氣不造成熱污染,具備零污染的良好環保品質。供熱時沒有燃燒過程,避免了排煙污染,供冷時省了冷卻塔,避免了噪音及霉菌污染。

實用性,地源熱泵系統供暖制冷,還可供生活熱水,一機多用,一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。

安全可靠性,地源熱泵系統無易燃易爆隱患,系統自動化程度高,能實現溫度、壓力、流量、關鍵部位的多參數自動調節,且安裝性能良好。性能可靠:主機及系統匹配科學、合理,高強度、高密度的聚氯乙烯管材均安全無毒,無腐蝕,柔韌性好、斷裂伸長率高,采用熱熔和電熔系統密封性能好、不泄漏,系統在工作時實現了水電分離更大提高了安全保障的可靠性。



地源熱泵系統綠色建筑中的應用
基于地源熱泵系統既可制冷又可供熱的特性,其主要應用分為兩種:地源熱泵空調系統和地源熱泵熱水系統。

地源熱泵空調系統
地源熱泵空調系統的構成包括淺層地熱能采集系統、水源熱泵機組、冷熱分配系統和空氣處理系統等四個部分,運作的原理是首先利用地源熱泵轉化淺層地熱能,從而為智能建筑提供制冷、制熱服務。它利用水與地熱能進行冷熱交換來作為熱泵的冷熱源,在冬季,把室外的地下水熱量通過循環水,為室內提供熱量,進行供暖;在夏季,循環水把室內的熱量交換出來,帶到地下水,此時地下作為室內熱量的排放區域。地源熱泵空調系統具有能源的可再生優越性,高效、節能、環保、無污染等特性,且占地面積少,應用廣泛,具有極高的社會效益和市場潛力。

地源熱泵熱水系統
地源熱泵熱水系統是利用地源熱泵,提取淺層土壤熱能地表水熱能地下水熱能低溫熱源,再將它們轉化為生活熱水。它由淺層地能采集系統 、水源熱泵機組和熱水供應裝置等子系統構成,其中,淺層地能采集系統能夠提取淺層土 壤熱能、地下水熱能、地表水熱能,然后通過水源熱泵機組進行熱交換,最后通過熱水供應裝置實現對綠色建筑的熱水供應。
地源熱泵熱水系統具有高效節能、能源利用率高、受自然環境影響較小、工作時限無限制、占地面積小、環境安全、過程可靠的優點,在未來有極大的發展潛力。
 
在現代社會經濟中,能源的穩定供應是經濟平穩發展的重要保障之一。目前在社會經濟發展中的能源短缺問題充分暴露,已經成為影響經濟發展的重要因素。新能源開發與利用能夠從一定程度上緩解能源危機,推動人類社會繼續向前發展。在建筑生產使用過程中,從建材的生產到建筑的施工一直到建筑物的竣工使用,在整個過程中完全都在消耗著能源。相關統計表明,我國的建筑能耗占到全國總能耗的25%以上,是能源消耗不可忽視的一部分。因此推廣綠色建筑、開發新能源是控制能源消耗的必要舉措,同時也是促進經濟發展的重要手段。