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地源热泵:绿色建筑的新“标准”


随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,居住环境的舒适性和低碳环保逐步成为了现代绿色建筑的新标准。采暖、制冷是建筑中能耗较大的部分,地源热泵作为一种可持续发展的建筑节能新技术,运用到建筑中可以有效地提高一次能源利用率,减少温室效应气体和其他燃烧产生的污染物的排放,实现建筑节能环保要求。 
    大中城市为改善大气环境,大力推广使用包括可再生能源的清洁能源。建筑物不仅要满足冬季采暖的要求,而且需要夏季空调降温,地源热泵技术提供了这一问题的有效解决方案。 
    (1)传统的中央空调有空气源热泵(风冷机组)+辅助电加热和水冷冷水机组+锅炉两种形式。空气源热泵(风冷机组)和水冷冷水机组在制冷时都是把房间的热量向室外空气排放,受室外气温因素影响太大,其制冷量随室外空气温度升高而降低,尤其在高温高湿地区,机组制冷性能极不稳定,效率低下。在制热时,空气源热泵当室外温度降到零摄氏度以下时需加辅助电加热装置,否则机组不能正常工作,耗电量大,效率很低,而水冷冷水机组+锅炉这种空调形式,在供热时需用电锅炉或燃煤、燃油锅炉,污染严重,运行费用昂贵。 
    (2)地下水源空调系统是从水井中抽取的地下水。这种空调在应用上受到许多限制,需要有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。虽然在理论上抽取的地下水能够回灌到地下水层,但是目前国内地下水回灌技术还不成熟,很容易造成地下水资源的流失。目前由于对使用地下水的规定和立法越来越严格,这种空调系统的应用已逐渐减少。 
    (3)土壤热交换器地源空调系统。地源热泵是一种利用地下土壤中的地热资源,既可供热又可制冷的高效节能空调系统。这种空调系统是把热交换器埋于地下,通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动,从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下,对房间进行降温,同时储存热量,以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间,对房间进行供暖,同时储存冷量,以备夏用,大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉,这样就实现了能量的季节转换。通常机组消耗1kW的电量,用户可以得到4kW-5kW左右的热量或冷量。与锅炉供热系统相比,地源空调系统要比电锅炉节省三分之二以上的电能,比燃煤、燃油锅炉节省约二分之一的能量;由于地下土壤的温度全年较为稳定,一般为15~20℃,在夏季远远低于室外空气温度,在冬季远远高于室外空气温度,机组运行工况稳定,无论在制冷还是制热都一直处于高效率运转状态,制冷、制热的性能与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,因此其运行费用为普通中央空调的系统的40-50%。 
    相比现有的同规模的暖通空调,地源热泵比传统空调运行效率要高30%-60%;与电供暖相比,地源热泵可减少70%以上的污染物排放,真正实现了节能减排。地源热泵是我国有效降低建筑能耗的建筑节能技术之一。 
    随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,居住环境的舒适性和低碳环保逐步成为了现代绿色建筑的新标准。采暖、制冷是建筑中能耗较大的部分,地源热泵作为一种可持续发展的建筑节能新技术,运用到建筑中可以有效地提高一次能源利用率,减少温室效应气体和其他燃烧产生的污染物的排放,实现建筑节能环保要求。 
    节能环保是全人类共同的课题。因此,近十几年来,地源热泵空调系统在北美北欧等国家取得了很快的发展,中国的地源热泵市场在最近五年来也非常活跃。可以预计,该项技术将会成为21世纪最有效的高效、环保、节能的供热和供冷空调技术。
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