地源熱泵
區(qū)域地源熱泵系統(tǒng)在綠色校園中的應(yīng)用
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者:地大熱能 發(fā)表時(shí)間:2021-11-04 11:49:14瀏覽次數(shù):1725
在能源和資源緊缺的形勢(shì)下,大力發(fā)展綠色建筑已經(jīng)成為我們國(guó)家的基本國(guó)策,綠色校園是綠色建筑的成熟轉(zhuǎn)型。校園內(nèi)人員密集,建筑種類繁多,能源消耗量大,以夏熱冬冷地區(qū)為例,經(jīng)過13 所高校的能耗調(diào)查發(fā)現(xiàn),生均能耗為全國(guó)人均能耗的2~4 倍,因此建設(shè)綠色校園,可有效減少能耗,提高能源利用率。根據(jù)校園建筑的使用特點(diǎn),在綠色校園中推廣區(qū)域地源熱泵系統(tǒng),具有非常重大的意義。
1.1 綠色校園。綠色校園是指在其全壽命周期內(nèi)最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地)、保護(hù)環(huán)境和減少污染,為師生提供健康、適用、高效的教學(xué)和生活環(huán)境,對(duì)學(xué)生具有環(huán)境教育功能,與自然環(huán)境和諧共生的校園。
1.2 地源熱泵系統(tǒng)。地源熱泵技術(shù)是一種利用地球表面淺層的地?zé)崮苜Y源進(jìn)行供熱、制冷的高效、節(jié)能、環(huán)保的系統(tǒng)。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源———電能,實(shí)現(xiàn)低溫熱能向高溫熱能的轉(zhuǎn)移。地?zé)崮?/a>在冬季作為熱泵供熱的熱源;在夏季作為熱泵制冷的冷源。即在冬季,把地?zé)崮?/a>中的熱量“取”出來,提高溫度后,向室內(nèi)供給熱量;夏季,把室內(nèi)的熱量“取”出來,“排放”到地下,可緩解城市熱島效應(yīng)。通常熱泵消耗1kW 的能量,用戶可以得到4~5kW 左右的熱量或冷量地源熱泵技術(shù)起源于歐洲,是當(dāng)今世界上最先進(jìn)最環(huán)保的供暖降溫技術(shù)之一。與燃煤鍋爐和普通空調(diào)相比,地源熱泵具有可再生性、高效節(jié)能、無環(huán)境污染、節(jié)省空間、一機(jī)多用、維護(hù)費(fèi)用低、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、使用方便、使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。地源熱泵系統(tǒng)是一種新型環(huán)保能源利用系統(tǒng),包括土壤源熱泵系統(tǒng)、地表水熱泵系統(tǒng)、地下水源熱泵系統(tǒng)、污水源熱泵系統(tǒng)等??赏瑫r(shí)供暖、制冷并能提供生活熱水,屬于環(huán)保能源,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
2 在綠色校園中推廣區(qū)域地源熱泵系統(tǒng)的意義
國(guó)家能源局組織制定的《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中提出,合理開發(fā)利用地?zé)崮?/a>,在保護(hù)地下水資源的前提下,鼓勵(lì)夏熱冬冷地區(qū),開展淺層地溫能供暖和制冷。目前我國(guó)高校數(shù)量達(dá)2000 余所,發(fā)展綠色校園,推廣高效節(jié)能環(huán)保能源的使用,具有重大意義,區(qū)域地源熱泵系統(tǒng)為節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展將作出巨大貢獻(xiàn)。
2.1 利用新能源,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。在校園中使用地源熱泵系統(tǒng),可集約校園用能規(guī)模,性價(jià)比高。校園建筑有其自身特點(diǎn),建筑物普遍不高,而且相對(duì)集中,如行政辦公區(qū)、教學(xué)區(qū)、宿舍區(qū)、等,而且校園面積大,綠化多,可利用校區(qū)集中綠地及操場(chǎng)等非建筑區(qū)域打井,通過合理布置校區(qū)管網(wǎng),有效供冷、供熱及提供生活熱水。采用地源熱泵系統(tǒng),可一定程度地減少電、燃?xì)獾饶茉吹睦?,尤其是夏季可提供免費(fèi)生活熱水,最大限度節(jié)約費(fèi)用。以我校新校區(qū)為例,采用地源熱泵為主要冷熱源,建設(shè)區(qū)域能源站系統(tǒng)工程,解決校內(nèi)行政綜合樓、圖文信息中心、教育技術(shù)中心、科技服務(wù)樓、學(xué)生宿舍等共13.5 萬m2 建筑用房的供暖、供冷及熱水問題。本項(xiàng)目的實(shí)施不僅可以改善校區(qū)的空氣質(zhì)量、美化環(huán)境,而且符合國(guó)家節(jié)能減排的要求,新校區(qū)將建設(shè)成為江蘇省城鄉(xiāng)建設(shè)行業(yè)對(duì)外展示的窗口與國(guó)內(nèi)一流的綠色建筑示范區(qū),在擴(kuò)大城市資源利用范圍及再生能源的推廣方面具有深遠(yuǎn)意義。
2.2 錯(cuò)峰填谷,減小裝機(jī)總?cè)萘浚媚茉春侠硎褂?。根?jù)校園建筑的使用特點(diǎn),通過運(yùn)用智能化控制系統(tǒng),在裝機(jī)容量不增加的情況下,最大可能增大服務(wù)面積。以我校新校區(qū)為例,根據(jù)空調(diào)負(fù)荷計(jì)算表看出,校園建筑的使用特色鮮明:建筑數(shù)量多,人員集中,辦公區(qū)域及教學(xué)區(qū)域和宿舍區(qū)的集中使用時(shí)間正好可以錯(cuò)開,因此可以在不增加裝機(jī)容量的同時(shí),最大限度地增加供能面積,從而實(shí)現(xiàn)能源的合理利用,提高能源使用效率,充分發(fā)揮地下蓄能的作用。
2.3 領(lǐng)先的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地,利于培養(yǎng)學(xué)生。區(qū)域能源站的建設(shè),在目前階段屬于比較領(lǐng)先的技術(shù),能源站的建成,不但為教師和學(xué)生提供了健康、適用、高效的教學(xué)和生活環(huán)境,還可以為相關(guān)專業(yè)尤其是建筑設(shè)備類專業(yè)學(xué)生提供一個(gè)優(yōu)質(zhì)的實(shí)踐、體驗(yàn)基地,在滿足學(xué)校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)要求的同時(shí),也為當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)事業(yè)提供了一個(gè)展示平臺(tái),結(jié)合綠色校園,著力推動(dòng)綠色教育。
2.4 利于運(yùn)行管理。地源熱泵系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保,后期的運(yùn)行管理尤其重要。建筑的運(yùn)行階段占整個(gè)建筑生命時(shí)限的95%以上,因此運(yùn)行管理模式和策略關(guān)系到綠色建筑建設(shè)的成敗,是真正實(shí)現(xiàn)綠色校園建筑內(nèi)涵的關(guān)鍵。系統(tǒng)的智能化控制和節(jié)能管理是控制建筑實(shí)際能耗,實(shí)現(xiàn)終端能耗有效下降的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在運(yùn)行管理方面,學(xué)校具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),首先,校內(nèi)擁有大量暖通專業(yè)和智能化專業(yè)教師,能夠保障地源熱泵系統(tǒng)后續(xù)的專業(yè)運(yùn)營(yíng),其次,運(yùn)營(yíng)管理也為學(xué)生提供了寶貴的實(shí)習(xí)實(shí)踐機(jī)會(huì),數(shù)據(jù)記錄、監(jiān)測(cè)、整理、分析等,讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髁?xí)慣,也為系統(tǒng)的診斷優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)。
2.5 系統(tǒng)使用的局限性。相比其它形式的空調(diào)系統(tǒng),地源熱泵系統(tǒng)因?yàn)槌浞掷昧?a href="http://createlifehome.cn/t/地?zé)豳Y源.html" >地?zé)豳Y源,能效比相對(duì)最高,節(jié)能效果也更好,但這種系統(tǒng)的使用還是有一定的局限性,主要有以下三個(gè)因素:一是土壤性質(zhì)是否能夠達(dá)到要求,二是需要較多的土地資源,三是是否有專業(yè)的運(yùn)營(yíng)力量。作為學(xué)校而言,一般情況下可以用的土地會(huì)比較充足,如果經(jīng)過土壤熱物性測(cè)試,條件適合并且通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析,相比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的增量投資可以在較短時(shí)間內(nèi)回收,用地源熱泵系統(tǒng)是非常合適的,考慮系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理的延續(xù),綜合性及工科學(xué)校更為適合,而以文科為主的學(xué)校則需要培養(yǎng)自己的專業(yè)運(yùn)營(yíng)隊(duì)伍。
3 結(jié)論
解決能源供應(yīng)的短缺問題,開發(fā)利用可再生能源,是節(jié)能減排、合理控制能源消費(fèi)總量的需要,也是構(gòu)建資源節(jié)約、環(huán)境友好型社會(huì)的重要內(nèi)容。在綠色校園推廣區(qū)域地源熱泵系統(tǒng),具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),不但能實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和校園的可持續(xù)發(fā)展,也為校園師生提供參與環(huán)境保護(hù)實(shí)踐機(jī)會(huì),提供了環(huán)境教育的資源,具有廣泛的教育意義。在校園建筑中使用地源熱泵系統(tǒng),只是跨出節(jié)能降耗的第一步,在后期的使用過程中,嚴(yán)格執(zhí)行綠色運(yùn)營(yíng)管理,保持?jǐn)?shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性和連續(xù)性,分析診斷,不斷對(duì)運(yùn)行方案進(jìn)行優(yōu)化,才能真正降低運(yùn)行費(fèi)用,這才是維持低成本綠色校園的關(guān)鍵。