热泵技术在建筑供热中的应用与节能
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水源热泵系统在高效节能热力工程设计中的应用随着全球能源消耗的增加和环境污染的日益严重,高效节能成为了现代热力工程设计的重要目标。
水源热泵系统作为一种能够提供持续、可靠、高效的供暖、制冷和热水的技术,越来越受到热力工程师的重视和应用。
本文将讨论水源热泵系统在高效节能热力工程设计中的应用。
水源热泵系统利用水体作为换热介质,通过地下水或湖泊等水体吸热,通过热泵技术将低温热能升级为高温热能,并提供给建筑物的供热、供冷和热水需求。
相较于传统的空气源热泵系统,水源热泵系统具有更高的效能和更稳定的性能,特别是在极端气候条件下,其效果更加显著。
首先,水源热泵系统在供暖方面的应用非常广泛。
传统的供暖方式如锅炉供热、电采暖等存在燃料消耗量和供热效率低等问题。
而水源热泵系统可以借助地下水的恒定温度,实现低温能量的高效利用。
此外,水源热泵系统还可通过灵活的设计和控制,实现多个建筑物之间的热能共享,进一步提高能源利用效率。
其次,水源热泵系统在供冷方面也展现出优异的性能。
传统的空调系统通常以电能作为驱动力,而水源热泵系统则利用水体的稳定温度进行换热,从而降低了电能的需求量。
在夏季高温季节,水源热泵系统通过将建筑物内的热量排放到温度较低的水体中,实现了高效的制冷效果。
因此,水源热泵系统在商业建筑、办公楼、酒店等大型建筑物的空调需求中得到广泛应用。
除了供暖和供冷,水源热泵系统还能够满足建筑物的热水需求。
传统的热水供应系统通常通过电热水器或锅炉来提供热水,存在能源浪费和排放问题。
而水源热泵系统可以利用水体的稳定温度,提供可靠的热水供应,且能够根据需求进行灵活调控,节约能源并降低污染。
在高效节能热力工程设计中,水源热泵系统还可以通过与其他能源系统的协同运行,进一步提高能源利用效率。
例如,水源热泵系统可以与太阳能光伏系统相结合,在白天由太阳能供电,晚上则由水源热泵系统继续供热或供冷。
此外,水源热泵系统还可以通过与地源热泵系统、风能系统等的组合使用,形成复合能源系统,实现能源的互补和优化。
热泵技术在建筑领域的运用摘要:据统计,目前我国建筑能耗约占国民经济总能耗的25%左右,且呈上升趋势。
另一方面,随着建筑能耗的增加和大量空调设备的安装,“城市热岛效应”日益严重,使环境日益恶化。
我国建筑节能的重点应为:建筑本体的节能、采暖系统节能、提高照明和其他电器的效率、大型公共建筑节能。
随着科学技术的日新月异,能源短缺已不容忽视,节约能源已受到世界性的普遍关注,在我国亦不例外。
目前,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,长此以往,将严重影响世界经济的可持续发展。
因此,能源问题将成为本世纪的热门话题。
本文着重讲的是现有建筑节能存在的问题、解决方法与未来的发展方向。
In recent years, with the "people-oriented" design concept of the p roposed residential comfort people have become increasingly dema nding, building energy consumption also will increase. According to statistics, China's national economy, building energy consumption a ccounts for about 25% of the total energy consumption, and on th e rise .On the other hand, with the increase in building energy con sumption and large air-conditioning installation, "urban heat island effect" is worsening, deteriorating the environment. China's building energy efficiency should focus on are: ontology building energy-sa ving, energy-saving heating system, improve the efficiency of lighti ng and other electrical appliances, large public building energy efficiency. With the ever-changing science and technology, energy short age has not be ignored, a worldwide energy conservation has been widespread concern in China is no exception. At present, nearly 3 0% of the world's energy consumption in buildings, the long run, it will seriously affect the world economy and sustainable developme nt. Therefore, the energy issue will become a hot topic in this cent ury. This article focuses on talking about the existing building ener gy problems, solutions and future direction of development.建筑节能是一项综合的大型的系统工程,涉及国家的能源政策,也涉及到建筑、结构、建筑热工、建筑设备、建筑电气、技术经济、计算机软件等专业的技术、资料、经验。
第八章 热泵技术及其在建筑中的应用第一节 热泵的基本知识一、热泵的定义热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。
顾名思义,热泵也就是像泵那样,可以把不能直接利用的低位热能(如空气、土壤、水中所含的热能、太阳能、工业废热等)转换为可以利用的高位热能,从而达到节约部分高位能(如煤、燃气、油、电高位能高位能输配系统:●电网与配电; ●用户燃气输配;●用户燃油储存与输配; ●用户热能装置。
低温热能动力机工作机热泵机组再生高温热能热分配系统(热汇): ●工业用热系统; ●农业用热系统; ●暖通空调(如地板 辐射采暖、风机盘 管系统、热水供应 系统等)。
低位能采集系统(热源):●地下水生产井与回灌井; ●地下埋管换热器与循环泵; ●取水构筑物与取水泵; ●轴流风机;●太阳能集热器与循环泵; ●蓄热装置等。
图8-2 热泵系统框图118512673452314571096~低压电网配电变电站高压电网8浅层低能采集系统 水源热泵机组 建筑物采暖空调系统图8-3 典型地下水源热泵系统图1-制冷压缩机; 2-冷凝器;3-节流机构;4-蒸发器;5-循环水泵;6-深井泵; 7-板式换热器;8-热用户;9-抽水井;10-回灌井;11-电动机;V1~V8-阀门三、热泵空调系统图8-4 热泵空调系统四、热泵的评价(1)热泵的设计工况(或额定工况)制热性能系数h ε 对于蒸气压缩式热泵,其设计工况制热性能系数定义为11+=+=+==e ee c h WQ W W Q W Q εε (8-1) (2)季节制热性能系数s h .ε的耗能量整个供热季节辅助加热的总能量整个供热季节热泵消耗量整个供热季节辅助加热的总热量整个供热季节热泵供给++=s h .ε(8-2)热泵消耗的初级能源热泵的供热量=E (8-3)第二节 热泵系统的分类1.根据热泵在建筑物中的用途分类(1)仅用作供热的热泵。
这种热泵只为建筑物采暖、热水供应服务; (2)全年空调的热泵。
空气源热泵在建筑供热中的应用分析哎呀,说起空气源热泵在建筑供热中的应用,这可真是个有意思的话题!咱先来说说啥是空气源热泵。
这东西啊,简单讲就像是一个神奇的“热能搬运工”。
它能从周围的空气中吸收热量,然后把这些热量“搬”到咱们需要供热的建筑里。
你想想,这不就像是从大自然的“大口袋”里掏出温暖送给咱们嘛!就拿我之前去的一个小区来说吧。
那是个冬天,冷得人直哆嗦。
我走进小区的一户人家,他们家刚安装了空气源热泵来供热。
一进门,哇塞,那暖洋洋的感觉简直太棒了!主人家跟我讲,以前他们用传统的供热方式,不仅费用高,而且效果还不太好。
有时候房间里这边热那边冷,特别不均匀。
但是自从装了空气源热泵,整个屋子都能保持舒适的温度,而且费用还降低了不少呢。
空气源热泵在建筑供热中,优点那是相当多。
首先,它非常节能环保。
不像那些烧煤烧油的供热设备,会产生一堆污染物,对环境可不友好。
空气源热泵就不一样啦,它只是从空气中“借”点热量,对环境的影响小得很。
这就像是我们在做一件爱护地球妈妈的好事儿!而且啊,空气源热泵的安装也比较灵活。
不管是新建筑还是老建筑,都能找到合适的安装位置和方式。
不像有些供热设备,非得在建造的时候就规划好,后期想改可就麻烦了。
还有呢,它的运行成本相对较低。
就拿电费来说吧,虽然它也耗电,但是比起传统的电暖器之类的,可节省不少钱。
这对于咱们老百姓来说,可是实实在在的好处。
不过,空气源热泵也不是完美无缺的。
比如说,在特别寒冷的地区,它的效率可能会受到一些影响。
毕竟太冷的话,空气中的热量也不那么好“抓”嘛。
还有,如果安装和维护不当,也可能会出现一些小毛病。
有一次,我碰到一个朋友,他家的空气源热泵出了点问题,供热效果不太好。
我跟着他一起找原因,原来是安装的时候管道没接好,漏了一些热量。
这就告诉我们,安装和维护空气源热泵可得找专业的人员,不能马虎。
在实际应用中,要想让空气源热泵发挥出最大的作用,还得根据不同的建筑特点和需求来选择合适的型号和配置。
建筑余热利用热泵的原理建筑余热利用热泵是一种利用热泵技术实现建筑废热回收利用的方式。
所谓热泵,就是利用工质循环转化低温热能为高温热能的装置。
它通过外部能源(比如空气、水或土壤)提供的低温热能,经过蒸发、压缩、冷凝和膨胀等过程,使热能从低温热源源侧转移到高温热源的受热侧,实现高温热能的供给。
建筑余热指的是建筑物内部产生的各种废热。
在建筑物的空调、供暖、制冷等过程中,会产生大量的废热,这些热能通常被排放到室外,造成能源浪费。
而通过热泵技术,可以将这些废热回收利用,实现能源的节约和排放的减少。
建筑余热利用热泵的原理如下:1. 蒸发过程:建筑物内部的废热通过换热器与循环工质(如制冷剂)进行换热,使工质吸收废热,形成低温饱和蒸汽。
2. 压缩过程:低温饱和蒸汽被压缩机抽入,经过压缩、提高温度和压力,成为高温饱和蒸汽。
3. 冷凝过程:高温饱和蒸汽通过换热器与建筑物内部需要供热的部分进行换热,释放热量并冷凝成为高压液体。
4. 膨胀过程:高压液体通过膨胀阀进行膨胀,使压力和温度降低,成为低压液体。
5. 回流过程:低压液体再次通过换热器与建筑物内部的废热进行换热,吸收热量并蒸发成为低温蒸汽,循环往复。
通过上述过程,建筑余热的热能被高效地回收利用,实现了能源的节约和环境的保护。
同时,利用热泵技术可以将低温热源的热能提高到适合供热的温度,确保建筑物的供热需求得到满足。
建筑余热利用热泵的优势包括:1. 能源节约:废热通过热泵回收利用,避免了热能的浪费,提高了能源利用效率。
2. 环保减排:利用热泵回收废热,减少了燃烧排放带来的环境污染。
3. 经济效益:通过建筑余热利用热泵,可以节约能源成本,降低建筑物的运行成本。
4. 可持续发展:热泵利用可再生能源,如太阳能、地热能等作为低温热源,实现了能源的可持续发展。
5. 多功能:热泵既可以供暖,也可以制冷,满足不同季节对热能的需求。
总之,建筑余热利用热泵是一种高效、节能、环保的能源利用方式。
热泵技术的优势与应用前景热泵技术是一种将低温热量转化为高温热量的能源转换技术。
它可以通过从空气、水或土壤中提取热量来为建筑供热或制冷,并且相比传统能源使用方式,更加经济环保。
本文将探讨热泵技术的优势与应用前景。
一、热泵技术的优势1. 省能环保热泵技术是一种高效、环保的能源技术,能够利用自然界中的低温热源,比如空气、水、土壤中的热能,通过转换过程,将其转化为可以用于供暖和制冷的高温热源。
相比于传统能源,热泵技术可以减少温室气体排放,降低环境负担。
2. 多功能性热泵技术不仅可以用于供暖和制冷,还可以用于制热热水、恒温恒湿、脱湿等方面。
在寒冷的冬季,热泵可以将低温的空气热量提取出来,为家庭供暖;在炎热的夏季,热泵可以将室内的热量转移到外部,实现空调降温。
3. 稳定可靠热泵具有稳定可靠的特点,采用了数字化控制技术,能够对环境温度及湿度进行精确控制,从而实现稳定的温度控制。
与传统的冷暖设备相比,热泵在使用中噪音较小、运行更加平稳。
二、热泵技术的应用前景1. 家庭供暖市场随着全国性供暖改革逐渐推进,人们对于能源转换技术的研究和应用需求逐渐提升。
过去,中央空调、壁挂炉、地暖等传统供暖方式多在北方地区使用,但由于其能源消耗、安全隐患等问题,受到越来越多的消费者质疑。
而热泵技术的应用,能够实现绿色环保、高效节能、低碳环保的目标,因此未来在家庭供暖市场有望广泛应用。
2. 商业领域在商业领域,尤其是大型商业中心、酒店等企业中,热泵技术也有着广泛的应用前景。
例如,酒店可以采用热泵技术,实现客房空调和热水供应的整合,节约能源,提高效率。
3. 工业市场热泵技术在工业市场同样具有许多应用前景。
例如,热泵设备可以将低温的工业废物热能转化为高温热源,实现能源的回收和再利用,从而节省成本并减少环境污染。
4. 农业领域在农业领域,热泵技术也有着广泛的应用前景。
例如,热泵设备可以将空气、水、土壤中的温度转化为高温热能,提供温室种植所需的热量和湿度,提高农产品的生产力和品质。
热泵技术在建筑空调中的应用研究第一章:引言随着人们生活水平的提高和环境保护意识的增强,建筑空调系统的能效问题日益引起关注。
热泵技术作为一种高效节能的空调解决方案,正得到越来越广泛的应用。
本文将探讨热泵技术在建筑空调中的应用研究。
第二章:热泵技术概述2.1 热泵技术原理热泵技术是一种利用工作物质循环流动来实现热量转移的技术。
其原理是通过压缩机对工作物质进行压缩,使其温度升高。
然后,通过换热器将高温工作物质的热量传递给建筑空调系统。
最后,通过膨胀阀使工作物质的压力降低,温度降低,实现热量吸收和制冷效果。
2.2 热泵技术的优势热泵技术具有以下优势:a. 高效节能:热泵技术可以从环境中获取低温热能,再将其转化为高温热能供给建筑空调系统,极大地提高了能源的利用效率。
b. 环保节能:热泵技术不产生污染物,能够有效减少二氧化碳的排放量,对环境具有较小的影响。
c. 高灵活性:热泵技术适用于各种不同规模的建筑空调系统,可根据实际需求进行灵活调整。
d. 综合利用能源:热泵技术可以通过综合利用多种能源,如地热能、水能、太阳能等,进一步提高能源利用效率。
第三章:热泵技术在建筑空调中的应用3.1 热泵技术的制冷应用热泵技术在建筑空调中的主要应用之一是制冷。
热泵系统通过工作物质的压缩和膨胀,将建筑内部的热量排放到空气或水体中,实现建筑空间的制冷效果。
相比传统的制冷系统,热泵技术具有更高的能效和环保性能。
3.2 热泵技术的供热应用热泵技术还可以应用于建筑空调的供热系统中。
通过工作物质的循环流动,热泵系统可以从环境中获取低温热能,经过压缩升温后,供给建筑空调系统,实现室内空间的供热效果。
热泵技术在供热应用中具有更高的能源利用率和环境友好性。
第四章:热泵技术在建筑空调中的研究进展4.1 热泵技术的改进和创新近年来,热泵技术在建筑空调中的研究进行了一系列改进和创新。
例如,提高热泵系统的传热效率和换热性能,减少能源损失;研发新型工作物质,提高系统的运行效能和环保性能。
空气源热泵在建筑节能中的应用摘要:随着社会经济发展,大众对于居住环境也有更高要求,而热泵技术属于最近几年备受世界关注的新能源技术之一,空气源热泵仅是其中一种,该技术主要是通过风的供应来作为热泵冷或热的能量形成来源,这样便可实现系统持续运行。
在建筑节能中应用空气源热泵具有较好发展前景,并且其技术优势也十分突显,因此为确保空气源热泵作用能够充分发挥,本文主要对建筑节能中空气源热泵的实际应用展开分析。
关键词:空气源热泵;建筑节能;节能环保引言:自21世纪来临后,能源问题逐渐成为世界各国最为关注的一项问题,其中有诸多专家在不断强调要积极发展核能、风能与太阳能等新型能源,纵观能源消耗和社会发展角度来讲,也只有尽快构建多元化能源格局,方能打破依靠消耗性能源的单一局面。
而空气源热泵正是在节能环保理念下所衍生的一种既环保又高效的技术,该技术在西方国家早已普遍使用。
立足中国国情来讲,目前建筑能耗比例占据总能耗的20%左右,其中要属暖通空调能耗占据最多,例如冬季期间供暖所使用的燃油、燃煤锅炉等除会消耗大量能源外,也会对空气环境造成严重污染,为此,国家必须对建筑节约能源和污染控制加以重视,同时也要充分认识到空气源热泵的不污染环境和高效节能等优势,以确保在建筑节能中能对空气源热泵合理应用。
一、空气源热泵分析(一)工作原理空气源热泵循环系统主要由换热器、压缩机、吸热器和节流器等不同装置构成,其中在压缩机作用下冷媒可在系统内部持续循环流动。
压缩机在帮助气态完成升温升压过程后,让其进入换热器,随后即可将高温热量放出,与此同时,自身也能够被冷却和转为液态,而当其向吸热器流入后,液态就能以最快速度吸热蒸发并再次转变成气态,并且这一过程中温度可降低至零下20-30度左右,但同时吸热器周边空气也会向冷媒传递低温热量,所以才能构成冷媒的不断循环和实现空气中低温向高温转变的过程。
总体来讲,建筑使用机组循环系统使能量转移至屋内,可充分满足群众对地暖、生活热水和空调等不同需求。
不同热泵应用场景在现代科技的推动下,热泵技术已经成为了能源利用和环境保护的重要工具之一。
热泵通过从环境中吸收热量来提供供暖、制冷和热水等能源服务,具有能耗低、环保和灵活运行等优势。
随着技术的不断发展,热泵已经应用于多个领域,下面将为你详细介绍不同热泵的应用场景。
一、家庭供暖1. 地源热泵系统地源热泵系统利用地下土壤中的热能提供供暖,常见的方式是通过地下水或土壤中的管道循环往复地传递热能。
这种热泵系统适用于地势条件较好的地区,其优势在于能长时间提供稳定的供暖效果,并且不受气候的影响。
2. 空气源热泵系统空气源热泵系统是目前家庭供暖中最常见的应用方式。
它通过从室外吸收热量,经过热泵的工作转换后,将热量传递到室内供暖。
这种方式操作简单,设备安装和维护成本相对较低,适用于大部分地区的家庭供暖需求。
二、商业和工业领域1. 商业建筑空调制冷热泵技术在商业建筑的空调制冷领域有着广泛的应用。
采用热泵系统可以有效地降低空调的能耗,减少对传统电力的依赖,从而达到降低运营成本和环保的目的。
尤其对于大型办公楼、商场和酒店等场所,热泵系统能够提供稳定的制冷效果,满足大范围的空调需求。
2. 工业过程热能回收热泵技术在工业领域的应用也不可忽视。
工业生产过程中产生大量的余热,如果能够通过热泵系统回收利用,将会大大提高能源利用效率和经济效益。
常见的工业热泵应用场景包括钢铁、化工、电子等行业,通过回收热能来提供供暖、制冷或其他用能需求。
三、热水供应1. 公共建筑热水供应为了满足公共建筑中大量的热水需求,热泵技术也被广泛应用于热水供应系统中。
通过热泵系统提供的高效能热水供应,不仅可以减少能源消耗,还能够满足用户对热水的要求。
这对于学校、医院、宾馆等公共场所的日常运营非常重要。
2. 家庭供热水热泵技术在家庭热水供应中也有着广阔的应用前景。
通过热泵系统提供的热水,家庭可以实现节能环保,降低能源消耗和运营成本。
对于家庭用户来说,热泵系统的优势在于供热水稳定可靠,可以满足多样化的热水使用需求。
热泵技术的发展及其在能源领域中的应用近年来,随着国家对绿色能源的重视和人们环保意识的不断提升,热泵技术作为一种高效节能绿色能源技术,正逐渐成为人们重点关注的领域。
热泵技术是指利用空气、水或土壤等吸热的介质,通过制冷剂传递热能的一种技术,可实现从低温环境中提取能量,将其转换成高温热能供给室内采暖、热水等用途,是集制热、制冷、恒温、制湿等功能于一体的全能型设备。
本文将从热泵技术的基本原理、发展历程、优势及局限性入手,阐述其在能源领域中的应用前景。
一. 热泵技术的基本原理及发展历程热泵技术的基本原理很简单,就是通过制冷剂的物理变化来传递热能。
具体而言,热泵系统是由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等四个组成部分构成。
制冷剂通过蒸发器吸收低温热量,膨胀阀控制制冷剂流量和压力的降低,使其在蒸发器内蒸发、吸收热量,然后在压缩机内被压缩,使其温度和压力升高,然后在冷凝器内放出高温热量,热泵系统的工作循环过程可持续进行。
早在1805年,热泵技术的基础概念就被发明了,至今已经有200多年的发展历史。
而热泵空调的推广应用则是在20世纪30年代,热泵空调一度成为美国和欧洲的主流制冷设备,但是受制于其高成本和复杂运作等问题,在20世纪70年代流行之后开始逐渐退出市场。
21世纪初,随着全球对能源短缺、环境污染等问题的日益关注,热泵技术再次受到关注,目前已经形成了以空气源热泵、地源热泵和水源热泵为主的热泵技术体系。
二. 热泵技术的优势及局限性与传统的传热方式相比,热泵技术具有很多优势:1.高效节能热泵技术采用制冷剂的循环工作原理,能够从低温环境中提取热能,实现高效热利用,大大节约了能源。
2.环保节能热泵技术不需要燃烧燃料,不会产生CO2、SO2等有害气体,不会对大气环境产生负面影响,是一种环保节能的技术。
3.多功能性热泵技术除了制冷、制热功能外,还可以做恒温空调、制湿等功能,实现一机多用。
虽然热泵技术在能源领域有众多的优势,但是其依然存在着一些局限性,主要表现为以下几个方面:1.高成本热泵技术的制造和安装成本较高,因此在一些地方尚不能大规模应用。
热泵技术的好处一、低能耗热泵技术是一种利用自然界的热能进行能量转换的技术,较传统的采暖方式,如锅炉,其能耗要低得多。
通过热泵技术,可以将环境中的低温热能,如地热、空气能等,转化为高温热能,达到供暖、热水的需求,最高可达到300%的能效比。
采用热泵技术进行供暖、制冷、热水等能耗更低,降低了能源的消耗,从而为节省能源做出了贡献。
二、使用寿命长热泵技术比一些传统的取暖方式,如热风炉、锅炉、传统电采暖器等,有更长的使用寿命,大约可以使用20年以上,这显然比其他采暖方式要长得多。
这主要是因为热泵技术采用的是环保且坚固的高精度部件,具备长寿命,减少了更换维修和更新设备的频率,为维护设备和使用成本带来了更大的优势。
三、使用舒适热泵采用分布式供暖系统,相比传统取暖方式的中央供暖系统,使得每一个房间的供暖都是独立的,可以根据使用者的需求和习惯进行不同的热力调节。
其采用的是智能调控系统,即可以实现定时、定量、定温的控制,使用户在不同时间段内都能够有效地使用。
四、环保节能热泵利用地热、空气能这类清洁且颇为可靠的低温资源作为热源,相比传统的燃煤和燃气方案,一方面降低了对环境的影响,另一方面也减少由于传统的燃煤和燃气维护所需要的人力、物力的耗费。
热泵技术在现代建设中的应用范畴正在不断扩展,越来越多的项目应用热泵技术进行供暖,这不仅可以减少对于能源的消耗,更可以以绿色、环保的方式,为解决环境污染问题作出贡献。
一、应用范围广泛热泵技术可以应用于不同的场合,如建筑供暖、制冷、热水等。
在建筑领域,高品质的室内环境是很多业主所注重的,热泵技术可以为此提供全方位的满足。
因为热泵技术不仅可以满足传统的取暖要求,如土地热能、空气源热泵、水泵等,也可以满足制冷要求,如空气源热泵、热泵制冷设备等。
在供热用途方面,热泵技术可满足高温、中温和低温的供暖需求,能够为各类建筑提供舒适、稳定的温度环境。
二、安全可靠热泵技术是一种非常安全的取暖方式。
相对于传统的石油燃气发热器、煤气取暖等,热泵系统不会因燃烧释放出有害气体,也不会因过度加热导致火灾等潜在危险。
中国建筑节能研究之中央空调高效制冷机房近年来,随着双碳战略的实施,中央空调技术逐渐从机组本身节能向系统运行节能转变。
在公共建筑中,暖通空调能耗通常占总能耗50%以上,经实地测试,90%以上的中央空调制冷机房运行能效(不含末端能耗)在3.5以下,与高效机房水平尚有较大的差距。
在国内,目前尚无中央空调系统能效等级的相关国家标准,而在美国、新加坡等地,高效机房技术发展较早。
新加坡作为全球范围内对于绿色建筑要求最高的国家之一,对于总装机>500Rt的空调系统,最高“铂金级”要求全年制冷机房平均能效高于5.41;美国供暖、制冷与空调工程师学会ASHRAE定义全年平均能效高于5.0的中央空调机房为高效制冷机房。
ASHRAE全年制冷机房能效评价01—低效制冷机房的主要问题制冷机房能耗包括冷水机组、冷水泵、冷却水泵以及冷却塔等部分,是多个子系统与多个参数耦合影响的复杂系统,其运行能效水平与系统设计、设备能效、水系统阻力、系统控制策略等关系密切,对设计和运维管理的整体专业性要求很高。
低效空调系统首先体现在“量”的不适配,系统能力输出和负荷需求不适配。
对于冷机而言,传统制冷机房设备选型往往只考虑额定工况制冷能力,且留有较大余量,冷负荷甚至长期达不到设计冷量,出现类似“大马拉小车”的过量供冷,造成冷量浪费及运行能效低下。
对于水系统而言,由于管路热惯性、管网水力不均匀等原因,在部分负荷下往往出现过量供冷水,供回水温度较低的情况,导致输配能耗的浪费。
空调系统的低效运行还体现在“质”的不适配,比如设计水温与实际需求不适配,压比与工况需求不适配,冷水机组长期运行于非高效区等问题,造成综合能效较难提升。
02—高效机房主要实现方法高效设备并不意味着运行节能,高效制冷机房需要彻底革新,需要拥有全新的理念:1)通过建筑实际使用中长期积累的运行能效进行评价;2)按需定制开发满足适配性的高效设备;3)注重考量在设计、建造、运维的全生命周期,获得合理的投入与节能收益。
空气源热泵采暖在建筑节能中的应用及前景摘要:介绍了空气源热泵的工作原理,从节能性、实用性、适用性三个角度,阐述了空气源热泵采暖的特点,并分析了空气源热泵的市场前景,指出在节能减排、绿色环保的要求下,空气源热泵采暖值得推广应用。
关键词:空气源热泵,采暖,集中供热,节能随着我国经济迅猛发展,人民生活水平的提高,建筑对能源需求越来越多,标准越来越高。
不可再生能源无限制的消耗及能源消耗所产生的废气、废水的排放,尤其是北方农村采暖燃煤不仅造成巨大的能源消耗而且烟气的无组织排放造成了严重的大气污染,环境不断的恶化,这些都引起了政府的高度重视。
合理利用清洁环保、可再生能源,提高能源利用率,改进采暖技术、设施,在满足人们生活舒适条件的同时,节能减排已经成为我们解决建筑节能问题的主要任务。
高效、节能、环保的空气源热泵采暖逐步受到人们的青睐。
1空气源热泵的工作原理空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理实现的,主要是由压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器四个部分组成的。
通过低温液态制冷剂在蒸发器中吸收外界空气的热量并汽化成为低温低压蒸汽,被压缩机吸入,经压缩后成为高温高压蒸汽排出,高压汽态制冷剂进入冷凝器后,与被加热的物质进行热交换,放出热量,冷凝液化成高压液体,流经节流机,压力下降为低温低压的液体,再次进入蒸发器,不断的完成蒸发→压缩→冷凝→节流→再蒸发的热力循环过程,从而不断完成热量的转移,实现制热的目的。
2空气源热泵采暖的应用特点2.1节能性空气作为可再生能源是取之不尽、用之不竭的天然资源。
而热泵技术是利用输入少量的电能,从空气中获得高于输入电能2倍~5倍的热能来加热被加热对象,实现供热的目的。
空气源热泵工作中吸取空气中的热量是免费的,而输出的热能是以它为主的.从结论中不难看出空气源热泵的节能性是必然的,可见它的运行能效比较高,而普通电热水锅炉的能效比不大于0.95,燃气、燃油锅炉的能效比一般为0.6~0.8,燃煤锅炉的能效比更低,只有0.5~0.7,由此可见,空气源热泵较传统加热方式具有明显的节能优势,是节能的有效途径之一。
建筑节能的热泵技术建筑节能一直是社会发展中的重要议题,高能耗不仅增加了能源压力,还对环境造成了不可忽视的影响。
在这方面,热泵技术作为一种高效、环保的节能方案,受到了广泛的关注和应用。
本文将介绍建筑节能的热泵技术,并探讨其优势和应用前景。
一、热泵技术概述热泵技术基于热力学原理,通过将低温热源中的热量转移到高温热源以实现供暖、制冷或热水供应的目的。
其工作原理可以简要概括为以下几个步骤:1. 蒸发器:工作介质在低温条件下吸收室外环境的热量,发生蒸发。
2. 压缩机:将蒸发器中蒸发的工作介质进行压缩,提高其温度和压力。
3. 冷凝器:通过冷却介质(空气、水等)来吸收压缩机中工作介质释放的热量,使其发生冷凝。
4. 膨胀阀:降低工作介质的温度和压力,使其回到蒸发器进行再次循环。
通过不断循环,热泵系统可以实现能量的转移和利用,从而达到供热、供冷和热水供应等需求。
二、热泵技术的优势1. 高效节能:相较于传统的供暖和制冷方式,热泵技术具有更高的能量利用效率。
由于其工作原理是通过转移热量来实现供热或制冷,而非直接消耗能源,因此热泵系统的能效比较高。
2. 环保节能:热泵技术不需要燃烧化石燃料,减少了对环境的污染和碳排放。
同时,热泵还可利用可再生能源(如太阳能、地热等)作为热源,进一步提升其环保性。
3. 灵活性:热泵技术适用于各种建筑类型和规模,包括住宅、商业建筑和工业厂房等。
无论是新建楼盘还是既有建筑的改造,都可以采用热泵技术来实现节能目标。
4. 多功能:热泵技术不仅可以供应热水和采暖,还可用于制冷和空调。
这种多功能的特点使热泵系统在不同季节和环境条件下都能发挥作用,提供舒适的室内环境。
5. 经济性:尽管热泵系统的初始投资较高,但由于其长期的节能效益和低维护成本,可以实现较快的投资回报并降低建筑运营成本。
三、热泵技术在建筑节能中的应用1. 供热系统:热泵技术可以取代传统的锅炉供暖系统,利用地源、水源或空气源等热源进行供热。
建筑节能地源热泵的成功案例建筑节能是当今社会迫切需要解决的问题之一。
在建筑行业,地源热泵作为一种可持续、高效的节能技术,被广泛应用于各类建筑项目中。
本文将通过介绍几个成功案例,重点探讨地源热泵在建筑节能中的应用。
1. 案例一:中小型商业综合体的地源热泵应用在某大型购物中心项目中,设计团队采用了地源热泵系统来满足建筑的供暖与制冷需求。
通过地下埋管系统和地源热泵机组的配合工作,该商业综合体实现了能源的高效利用。
在夏季,地源热泵将建筑内部的热量通过地下埋管系统排放至地下,实现了制冷效果;在冬季,地源热泵利用地下的热能提供供暖。
这一系统的应用不仅使建筑内外温度得到有效调节,同时也大幅降低了能源消耗,实现了建筑节能的目标。
2. 案例二:住宅小区的地源热泵应用在某住宅小区的改造项目中,地源热泵被引入以替代传统的供暖方式。
通过在地下埋设水源热泵系统,将地下水或蓄水池中的恒温水与热泵机组进行热交换,为居民提供冬季供暖与夏季制冷。
该系统不仅在供热效果上表现出色,而且可以根据季节需求灵活切换工作模式。
这一成功案例不仅为居民提供了舒适的居住条件,同时也大大减少了对传统燃煤供暖方式的依赖,降低了排放的污染物,实现了绿色环保的目标。
3. 案例三:办公楼的地源热泵应用某高层办公楼项目采用了地源热泵系统,实现了办公楼内部的供暖与制冷需求。
这一系统不仅通过地下埋管系统调节了室内温度,还实现了废热回收和储能的功能。
该办公楼利用地下埋管系统将冬季废热储存至地下,夏季则将部分废热释放至地下。
通过这种方式,不仅提高了能源的利用效率,同时也实现了碳排放的减少。
通过地源热泵系统的应用,办公楼成功地实现了能源的可持续利用和建筑节能的目标。
综上所述,地源热泵在建筑节能方面的应用已经有了许多成功的案例。
无论是商业综合体、住宅小区还是办公楼,地源热泵系统都为建筑提供了高效、绿色的供暖与制冷解决方案。
随着技术的不断进步与推广应用,相信地源热泵将在未来的建筑行业中发挥更为重要的作用,为我们创造更加节能、环保的宜居环境。
热泵技术在建筑供热中的应用与节能
发表时间:2020-03-25T11:11:24.582Z 来源:《防护工程》2019年21期作者:丁强
[导读] 本文阐述了地源热泵技术的工作原理,对其在暖通工程中的应用优势展开分析,并对具体的施工技术进行了详细探讨,可供相关人员参考。
青岛能源热电有限公司第三热力分公司山东青岛 266100
摘要:地源热泵技术是能够解决建筑制冷供暖的一种新型的技术,和传统的技术比较,其具有高效、环保以及节能的特点,应用非常广泛。
本文阐述了地源热泵技术的工作原理,对其在暖通工程中的应用优势展开分析,并对具体的施工技术进行了详细探讨,可供相关人员参考。
关键词:热泵技术;建筑供热;应用
引言
如今人们的生活水准持续提高,在建筑环境方面的要求也愈发的高涨。
暖通空调作为高层建筑不可或缺的机电设备,在改善人们的居住环境时,也造成了很大的能源浪费,我们便致力于将其他清洁能源用于替换电力持续暖通系统的运作。
地源热泵技术便是如此一种新的暖通空调技术,在节省能源、降低环境污染、掌控碳排放上有着十分广阔的应用空间。
1、地源热泵技术的工作原理
和其他采暖技术不同,地源热泵技术的工作原理是借助地表潜藏的热量,利用地表浅层地热资源调整室内的温度为室内供暖,如图1所示。
从能量转换的角度分析,地源热泵技术实质上是热能的转化,其能够将热量从高温热源转移到低温热源上,使两者保持热量的平衡,从而达到均匀散热、供热的目的。
地源热泵技术有着很好的运用条件,可以通过自身的优点改善室内的环境,从而提高人们的生活质量[1]。
图1 地源热泵系统原理示意图
2、地源热泵技术的特点
2.1、经济高效
在地埋管地源热泵技术并不需要进燃烧,因此对能源的消耗较为低,同时相比传统的空调系统在工作效率上提升了40%多,从而节省了能源和运作成本,同时此技术的机组有很好的稳定性与可靠性,因此整体系统具备高效性和经济性[1]。
2.2、环保长效
地源技术中并没有对其他能源的依靠,不用有燃烧过程,因此,这个技术是较为环保的,不会将废弃物品随意排放进而对环境也不会造成污染。
并且地源热泵技术能够全年循环工作。
在冬季吸取热能,夏季向地下释放能量,能够保持地下的温度平衡,从而确保了长期高效的使用。
3、地源热泵中的应用
为了迎合绿色建筑中暖通空调设计要遵循的节能环保理念,地源热泵技术也是应当积极的融合到暖通空调的设计中。
应用地源热泵技术能够有效的解决传统空调在制冷以及供热方面能耗过高的问题,同时并不会影响到周边的土壤,更不会影响到地下水,是截至目前最为实用的一种供暖以及制冷方式。
对于一些气温相较低的地区,我们在设计的过程中可以适当的增加一些辅助措施来保证暖通空调系统能够创造出源源不断的热量。
若需要满足大量的冬季室内采暖需求,我们应当有效融合地源热泵技术以及太阳能技术,对太阳能以及地源热进
行并联或者是串联来为室内供暖做出有力的保障。
我国南方夏季气温较高,我们可以串联冷却塔以及地源热泵,冷却塔可以有效的分担一部分制冷以及运行暖通空调系统的一部分负荷,能够在夜间对土壤温度进行控制,最终实现整体降温[2]。
3.1、地源热泵暖通空调的主要形式
依据热量来源的各不相同,地源热泵暖通系统能够分为土壤源和地下水源、地表水源这三种。
埋管式土壤源热泵系统是将使用水当做是工作介质,在土壤内换热管道和热泵机组间流通,来完成机组和土壤的热交替,由于埋管的不同,有能分为垂直和水平两种,这是使用最多的地源热泵的形式,不用抽取地下水。
直接在地下水源热泵将地下水当做是能量源,在抽取水后会把水输送到换热器与热泵机组中,提取或释放热量后重又回到地下。
这一方案的应用需要得到地方政府的准许,同时地下因为有充分的水量,回灌工作是其要点,地表水源热泵使用地表水当做是冷热源,抽取江河湖水以及海水,从而形成一个开放式的循环或是闭环系统。
其中前者是直接抽取地表水来开始热交换,后者使用水盘管道热交换仪器与地表水形成热替换。
依据地源水使用手段的不同,将地源热泵系统分为开环和闭环两类。
其中闭环换热器的公租介质不与外界的水或是土壤接触,在热泵机组与地下埋管间进行反复循环更替。
开环系统抽取外部水当做介质,通常使用板式换热器和外部水进行热流通,以便保护内部的热交换仪器[3]。
3.2、地理管道与热回收机组的结合
该组合方式大多被应用在排热量系数较大的单位工程项目中,一般情况下,在我国北方地区应用较为频繁。
北方地区冬夏两季温差变化较大,热量变化存在较为明显差异,利用这一差异性特征开展暖通空调系统的设计工作,能够增大自然界中能源的利用率,在强化供暖和制冷效果的同时,减少能源损耗。
在夏季时,可通过热回收式热泵机组和地理管道的运用,将地表或地下多余的热量予以回收处理和存管,冬季将存管的热能释放出来,以提高热量供应质量,通过这样的操作可节省近2成左右热量的损耗,且操作较为自由,可有效强化暖通空调系统的设计效果。
3.3、运行状况分析
在设计阶段因为温度监测点没有设置到地埋管换热器周围,在后期不用对两季地下岩土体的平均温度进行测量。
但是可以使用检测来得到有关的数据,详情如下:(1)正式使用后,在系统运行中,地源系统热泵主机还不会启动,等待地源侧循环水泵运作一小时后,便能测量地下岩土体,结果是15.8,和热响应测试结果对比,温差小。
(2)在系统各个组件都正常运作的状况下,11.7和8.3摄氏度分布是冬季地埋管侧出口、进口温度。
通过观看系统每日的运转情况,在早晨8时测量出口温度在11.7摄氏度之上,在运转试点不停增加的时候,出口温度在这将渐渐下降,最终能达到9.8摄氏度,因此,观测系统运作中,可以对土壤温度的变化状况进行反映。
并且,还可以使深层土壤以及水源保持极为稳定的温度,增加热交换温差,并且可以帮助增加传热,减轻空调机组负荷,落实能源节约。
在冬天的时候,一样使用深层土壤以及水源极为稳定的温度,使其成为热泵的高温来源,以此获得热量,也能够具有良好的节约能源作用[4]。
3.4、地理管道与热泵机和冷却塔的结合
该方式较多的应用于我国南方地区,由于南方地区内冬夏两季温度变化不是很大,不需要存储夏季产生的热能,可直接通过地理管道与热泵机和冷却塔的结合,实现热量的有效转化,满足暖通空调系统的运行要求。
同时这一方式的应用也降低了冬季热量的过分流失,让配热量系数保持在一个单位左右,不会受到不良因素的影响而出现较大波动。
另外,对于北方地区来说,如果要采用这一方式,则需借助秋季中产生的风能来实现能源储存,并供应冷却塔的正常运转,这时就需要充分利用能量守恒原则,将风能转化成机械能,以此保证能源的充足供应,提高暖通空调系统的应用效率。
可以说,该种机制的组合在现阶段暖通空调设计中受到了更加广泛的应用,而且,已经有很多较大型的空调厂商都是采用地理管与热泵机和冷却塔结合的设计组合形式。
下一步的发展方向将是不断的开拓市场,满足人们日益增加的需求[5]。
结束语
社会经济的飞速发展,使得能源短缺问题也会逐渐成为了急需解决的问题。
而作为一个全新的空调系统,地源热泵技术具有节能环保、高效长久的优点,渐渐获得广泛的应用。
同时技术性与时效性上都有很大的提升,是目前主要使用的环保技术。
基于此,需要有关人员深入分析,提高创新力度,给人们的使用提供更加优质的服务。
参考文献:
[1]王忠奎.热泵技术在建筑供热中的应用与节能[J].山西建筑,2017,43(19):129-130.
[2]任晓芳.地源热泵空调评价与应用研究[D].燕山大学,2014.
[3]单伟贤.地源热泵空调系统应用于中国北方大学城冬季供暖的可行性分析研究[D].河北工业大学,2012.
[4]檀丽丽.河北省平原地区节能建筑中浅层地热能的应用研究[D].成都理工大学,2012.
[5]潘登.地表水源热泵技术在重庆的应用研究[D].重庆大学,2008.。