地源热泵空调节能减排经济效益
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简论地源热泵节能经济性前景简论地源热泵节能经济性前景导读:叙述了地源热泵系统工作原理和分类,通过对地源热泵空调系统实际运转费用和普通空调系统实际运转费用的比较,指出地源热泵的技术优点和使用经济性。
地源热泵;原理;分类;节能;经济一、地源热泵工作的冷源和热源普通空调的冷媒都是在直接从空气中排放或吸收热量,地源热泵是将热量间接从地表以下吸收或排放。
距地表30m以下的地层是一个恒温带,其温度源于地球表面太阳热辐射和地核热传导的综合作用,被人们称为综合平衡层又称地下浅层。
温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低。
地源热泵系统就是利用这一恒温带中的土壤、卵石、岩石中的地下含水层以及深层地表水作热泵的源与汇,向建筑物冬季供热、夏季供冷。
二、地源热泵工作原理地源热泵系统在制冷状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽液转化的循环。
通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中,在循环的同时,通过冷媒/水热交换器内的冷凝,由循环水路将冷媒中所携带的热量吸收,最终通过室外地能换热系统转移至地下水或土壤里。
室内热量通过室内采暖空调末端系统、水源热泵机组系统和室外地能换热系统不断转移至地下,通过冷媒-空气热交换器(风机盘管),以冷风的形式为房间供冷。
制热状态下循环刚好相反,原先的地源热泵节能经济性前景相关论文由收集整理提供,如需论文可联系我们.蒸发器转换成的功能是冷凝器,原先冷凝器转换成的功能蒸发器,以热风的形式为房间供热。
三、地源热泵分类1、土壤源热泵:土壤源热泵是利用地下岩土层中热量进行闭路循环的热泵系统。
热泵的换热器埋于地下,与大地进行冷热交换。
它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在密闭地下埋管中的流动,实现系统与大地之间的传热。
地下热交换器的布置形式主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管3类。
垂直埋管换热器通常采用的是U型方式,按其埋管深度可分为浅层(小于30m),中层(30~100m)和深层(大于100m)3种。
浅析地源热泵、冰蓄冷综合应用的经济性摘要:建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。
由于建筑能源的消耗占总能源消耗的60%以上,因此,在建筑节能中,冰蓄冷、地源热泵等节能技术的应用有着重要的影响力,同时有利于优化传统的空调冷热源型式,促进节能减排。
本文以省图书馆项目为例,浅析地源热泵与冰蓄冷技术综合运用的可行性方案和经济性分析。
关键字:公共建筑节能冰蓄冷地源热泵经济效益目前国建筑能耗占能源消耗总量的比重很大,而大型公共建筑中空调能耗约占整个建筑总能耗的40~60%;在空调系统中,能耗最大的部分集中在冷热源系统,因此,采取节能的冷热源技术对于降低大型公共建筑的总能耗具有显著效果。
冰蓄冷、地源热泵作为目前较为先进的节能技术,已经得到了广泛的应用,本文以某项目为例对其采用冰蓄冷和地源热泵空调系统方案与采用常规空调系统方案进行比较,分析综合采用冰蓄冷和地源热泵技术的经济性。
1、可再生能源利用技术——地源热泵土壤源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。
地表浅层土壤的温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是热泵很好的供热热源和供冷冷源,这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高,供热时比燃油锅炉节省70%以上的能源;制冷时比普通空调节能40%~50%。
2、移峰填谷——冰蓄冷系统冰蓄冷空调系统即在夜间用电低谷期采用电制冷机制冷,将制得冷量以冰的形式储存起来;在白天电价高峰期将冰融化释放冷量,用以部分或全部满足供冷需求。
蓄冰系统具有巨大的社会效益:蓄冰系统能够转移电力高峰用电量,平衡电网峰谷差,缓解供电压力,同时,也具有良好的经济效益,节省运行费用。
一、工程概况本项目位于省,建筑主体为图书馆,总建筑面积约10万㎡。
冬夏季冷负荷指标为130W/㎡,夏季空调冷负荷为13000KW,冬季热负荷指标为90W/㎡,冬季空调热负荷为5200KW。
地源热泵系统节能及环保效益分析摘要:现阶段我国提出了绿色发展及可持续发展的战略,对于地源热泵系统而言,其环保效益及节能性已经引起了人们的高度重视与关注。
通过对我国某地区某一办公楼地下水地源热泵系统的年节能量、系统能效比以及机组性能系数、粉尘减排量以及年SO2、CO2进行分析,并且与我国“十二五”期间浅层地热项目基本内容相结合,通过深入的探讨与分析得出,浅层地热项目很大程度上实现了大量资源的节约,同时实现了二氧化硫、二氧化碳以及粉尘排放的有效减少,对于PM2.5以及PM10的产生实现了有效控制,有利于雾霾天气的减少,对良好生活环境的创造产生了积极促进作用。
关键词:环保效益;节能;地缘热泵系统;效果测试;地质条件随着经济社会的飞跃发展,人们对自然资源提出了越来越高的需求,人们开发力度的增强很大程度上造成了多种环境问题的出现。
上个世纪四十年代出现了美国洛杉矶的烟雾事件,且上个世纪五十年代在伦敦发生了煤烟性烟雾事件,现阶段我国多个城市都出现了极为严重的恶心雾霾天气,这些情况的出现原因追根溯源,可以说是由于人们粗放利用自然资源而造成的恶性环境问题[1]。
现阶段因为人们人口数量庞大且经济得到了飞跃发展,在各领域及各行业发展过程中能源短缺问题已经成为十分显著的问题,我国人口数量约占全世界人口的五分之一,但是已经探测到的煤炭储量只占据整个世界储量的百分之十一,天然气只占据百分之一点二,石油占据百分之二点四,人均煤炭资源低于世界平均水平的二分之一。
在多种能源消耗过程中,如果不考虑生产能耗及工业能耗的基础上,其中能耗所占比重最大的当属于建筑行业。
现阶段因为建筑规模与数量的不断扩大与增加,加上制冷及采暖等多种电器大量的应用,造成建筑工程用能的进一步增加。
为了最大程度上降低能源消耗,相关部门必须加强建筑工程能源消耗的改善,其关键性环节就是改造建筑制冷设备与供暖设备的使用,因此地源热泵系统应运而生并得到了良好的应用,不会对生态环境产生污染,还能够降低对传统化石能源的消耗,受到了广大人民群众的青睐[2]。
地源热泵运行收益简介地源热泵是一种利用地下土壤或地下水的热能进行加热和制冷的设备。
它可以通过在地下埋设回收热能的地源换热器,利用地面的恒定温度来提供稳定的热量或制冷能力。
地源热泵具有节能、环保的优势,并且在运行中能够带来收益。
本文将探讨地源热泵的运行收益,并介绍一些提高地源热泵收益的方法。
地源热泵的运行收益1. 节能地源热泵的主要收益之一是节能。
相对于传统的采暖和空调系统,地源热泵利用地下的恒定温度进行加热和制冷,能够更高效地转换热能,从而降低能源消耗。
根据统计数据,与传统的加热和制冷方式相比,地源热泵每年能够节约30%至60%的能源。
2. 环保地源热泵作为一种清洁能源利用设备,能够减少对环境的污染。
它不需要燃烧化石燃料,因此不会产生大量的二氧化碳排放。
地源热泵还可以减少对大气和水资源的污染,为环境保护做出贡献。
3. 维护成本低地源热泵的维护成本相对较低。
由于其结构简单、运行可靠,维护工作相对简单。
与传统的采暖和空调系统相比,地源热泵的运行故障率较低,可靠性更高。
4. 长期投资回报高虽然地源热泵的建设和安装费用较高,但从长远来看,它能够带来较高的投资回报。
通过节约能源和降低运行成本,地源热泵可以在几年内实现投资回收,并且在使用寿命内持续带来收益。
提高地源热泵收益的方法1. 设计合理的地源换热系统地源换热系统是地源热泵的核心组成部分,合理的设计能够提高热泵的性能和收益。
首先,应选择适当的换热介质和管道材料,以减少能量损失。
其次,在地源换热器的埋设深度、面积和布局方面要进行科学规划,以最大限度地实现热能的回收。
2. 合理使用和管理合理使用和管理地源热泵系统也是提高收益的重要因素。
首先,可以通过调整室内温度和湿度设置,合理配置供暖和制冷设备的运行时间,以减少能源消耗。
另外,定期检查和清洁地源热泵系统,确保其顺利运行,并定期进行维护以延长使用寿命。
3. 结合其他可再生能源地源热泵与其他可再生能源的结合也能提高地源热泵的收益。
地源热泵系统节能减排分析节能是现代社会生活的重要名词,可以说已经家喻户晓。
但是,具体怎么来计量某项目或某技术节省了多少能源?曾有一些人疑惑:无法计量。
这里以地源热泵为例,打算为之理清一条思路,便于今后相关工作的展开和效益的评定。
1、地源热泵原理的科普国际上将地源热泵誉为“节能效果最大的单项技术”。
我们需要首先来科普一下地源热泵的原理。
水泵将低水位处的水提升到高处,热泵如何将低温的热量提升到高温呢?家用空调机就是一台以空气作为低温热源的热泵,也可称空气源热泵。
热泵设备的内部是一套有机工质循环的环路,由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀串联构成。
现在的有机工质主要是R134a,沸点低于零下。
当地源热泵工作时,R134a在蒸发器内蒸发,需要吸收热量,它就吸收进入蒸发器的地下水或地埋管循环水中(例如13C)的热量,被吸收热量后的地下水或地埋管循环水温度可降低5C,变为8C;接着,压缩机将压力和温度都较低的气态R134a压缩成高温高压的R134a 气体,然后排气至冷凝器,R134a气体在冷凝器中放出热量后温度降低并变成液态,其热量被供暖循环水带走,这温度通常在4548C,可以利用风机盘管将热气顺着风道吹到各房间,也可以通入铺在地板下面的PE材料的细管线对房间实施地板供暖;由冷凝器出来的液态R134a压力依然比较高,需经过膨胀阀减压后温度和压力都降低,再进入蒸发器,如此完成一个循环,地源热泵完成了低温热量到高温的输送。
如果用空气源热泵供暖,则进入蒸发器供吸收热量的就不是地下水或地埋管循环水,而是空气。
冬天空气的温度比地下水低,常压空气的热导率只及水的1/26,因此空气源热泵从空气取热、靠空气传热的性能远远比不上地源热泵。
2、地源热泵如何实现节能世界上普通地源热泵平均可达到COP=4.3,而高温地源热泵因输出5070C相对艰难则COP降低。
COP称为性能系数,其4.3的含义相当于消耗1kW的电力,可以产生4.3kW的热量。
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地源热泵技术大大促进节能减排工作
地源热泵技术大大促进长沙节能减排工作
随着长沙市大力推广使用地源热泵技术,冬天可以取暖,夏天可以制冷,30家单位的近20万平方米建筑用上“地空调”,大大促进了长沙的节能减排工作,年可节约资金200万元。
据了解,该市每推广1000万平方米的地源热泵技术及其系统,可以节省56万吨标准煤,减排烟气75亿标准立方米,减排颗粒物2.5万吨,减排氮氧化物143万吨,减排二氧化硫1.34万吨,节省1亿元资金(每平方米节省约10元)。
另外,缓解了运输压力,经济、社会效益显著。
地源热泵技术是利用地能(包括地下水、土壤或地表水)做冷热源,通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移的空调装置。
冬季,把地能的热量“取”出来,供给室内采暖和生活热水;夏季把室内的热量“取”出来,一部分用于制取生活热水,另一部分释放到地能中去,达到室内制冷的目的。
地源热泵技术实现了采暖、制冷、供生活热水一机三用,运行费用只有传统制冷供暖设备的1/3,是国家大力推广的一种可再生能源利用形式。
地源热泵空调节能减排的经济效益
摘?要:地源热泵中央空调系统是利用浅层地温能为室内活动场所提供冷热源的清洁节能新型中央空调系统。
该空调系统与传统中央空调系统利用水冷或者风冷螺杆机搭配锅炉的方式相比较,大大节省了能源的消耗。
本文通过一个成都地区实例项目分析比较,以证明地源热泵空调系统通过节能所产生的经济效益十分显著,在运行费用上与传统中央空调相比优势明显。
地源热泵中央空调系统将在未来的节能减排工作中发挥更大作用。
关键词:地源热泵?水源热泵空调?传统中央空调?运行费用?节能减排
中图分类号:tu833.3 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2012)10(a)-0049-02
地源热泵系统是以岩土体、地下水或地表水中的浅层地温能资源作为建筑物冬季热源和夏季冷源,由热泵机组向建筑物供冷供热的系统,是一种利用可再生资源、既可供暖又可制冷、能够“节能减排”的新型中央空调系统。
该系统由水源热泵机组、浅层地温能热交换系统、建筑物内部中央空调系统组成[1]。
地源热泵技术具有明显减排温室气体的特点。
由于地源热泵供暖70%以上的能源来自于土壤中的能量,30%以下的能源来源于电能,所以用它替代冬季采暖锅炉,至少可减排温室气体70%以上。
另外,地源热泵技术利用的能源是常温土壤或水中的低位能量,并不需要特殊的地热田或地下热水。
它只要有足够进行
热交换的浅层土壤就可满足地源热泵所要求的技术条件,同时它不消耗也不污染地下水。
并且,地源热泵空调具有高效节能,运行费用低的特点。
在供暖时,地源热泵技术可将土壤中的能量“搬运”至室内,其能量70%以上来自土壤,制热系数高达5.0,而锅炉仅为0.7~0.9,可比锅炉节省70%以上的能源和40%~60%的运行费用;制冷时要比普通空调节能40~50%,运行费用降低40%以上。
本文将以成都地区某2万m2商业办公楼项目为例,分析对比水源热泵空调与传统中央空调(水冷螺杆式机+燃气锅炉)的节能减排经济效益。
1 基本参数
1.1 空调室外计算参数
冬季:干球温度6.0℃;平均最冷月相对湿度:80%;夏季:干球温度31.6℃;湿球温度:26.7℃;平均最冷月相对湿度:85%;1.2 空调室内计算参数
冬季室内设计温度t=20~22℃,室内相对湿度φ≤55%。
夏季室内设计温度t=24~28℃,室内相对湿度φ≤60%
1.3 设计负荷
整个空调面积约为20000m2,根据成都地区经验数据,商业区经验冷指标为140w/m2,经验热指标为120w/m2,估算得空调系统的冷负荷为2800kw,热负荷为2400kw。
2 方案设计
2.1 水源热泵中央空调系统
本方案拟建设一个热源井沿建筑物周围均匀布置,通过管网输送给各末端采暖制冷用之热(冷)媒即热水或冷水,机组设置于地下室。
室内末端设备采用风机盘管+新风系统。
设计用2台水源热泵机组(30hxc-400ah-hp1)满足供热制冷需求。
根据所选择的水源热泵机组,所需的最大用水量为244m3。
根据区域水文地质资料[2],设计单井出水量40m3/h,共设计取水井6口;设计单井回灌量20~30m3/h,共设计回灌井12口。
热源井的单井初步设计深度为40m[3]。
主要设备选型及技术参数如下:30hxc 400ah-hp1水源热泵机组性能参数:
制热量1356kw,水源侧温度15/7℃;冷热水温度40/45℃;冷冻水流量263m3/h,水源侧流量132m3/h,耗电量318kw。
制冷量1528kw,水源侧温度18/29℃,冷热水温度12/7℃;冷冻水流量234m3/h,水源侧流量122m3/h,耗电量211kw。
2.2 水冷螺杆式冷水机+燃气锅炉
本方案拟建设一个集中供冷站和一个集中供热站,供冷站及供热站设置于地下室,冷却塔设置于空地上。
通过管网输送给各末端采暖制冷用之热(冷)媒即热水或冷水,制冷时管路切换至水冷螺杆机系统,制热时切换至锅炉系统。
室内末端设备采用风机盘管+新风系统。
3 经济性比较
3.1 初投资比较
3.2 年运行费用比较
制冷时间按120d,每天12h运行计算;供热时间按100d,每天12h计算。
电费按1.0元/度计,天然气按2.2元/nm3计。
【运行耗能=制冷量(制热量)/eer(cop)×运行时间】
根据每天环境温度的变化情况以及《公共建筑节能设计标准》(gb 50189-2005)、《居住建筑节能设计标准》(jgj134-2001)规定空调运行时间:夏季为120d;冬季为100d;空调每天运行12h,其中:100%满负荷运行时间为2.3%,75%部分负荷运行时间为41.5% 50%部分负荷运行时间为46.1%,25%部分负荷运行时间为10.1% 水源热泵系统夏季eer为4.8,冬季cop为3.6;水冷螺杆冷水机夏季eer为3.5,冬季燃气锅炉cop为0.85,
通过计算,水源热泵中央空调系统运行费用为:夏季耗电量495602kw·h,年运行费用为49.56万元;冬季耗电量485490kw·h,年运行费用为48.55万元,运行管理维护费用包括人工费及系统维护费等,为15万元,年运行总费用为113.11万元;传统中央空调运行费用为:夏季耗电量660798kw·h,年运行费用为49.56万元;冬季耗电量169920kw·h+耗气量237948nm3,年运行费用为48.55万元,运行管理维护费用18万元,年运行总费用为:153.43万元。
每平米运行费用为水源热泵中央空调56.56元,传统中央空调76.72元。
4 结语
由上述实例可以看出,虽然地源热泵中央空调系统修建的初投资费用较高,为1000万元,比传统中央空调(水冷螺杆式冷水机+燃
气锅炉系统)的修建费用830万多出170万,增加的投资比例约为20%。
但是在运行费用上,地源热泵中央空调系统所节省的能耗及其所产生的经济效益是巨大的,节省能耗为26%。
投资回收期仅需4.22年,运行20年后的纯收益为636.24万元。
由此可见,地源热泵在节能减排方面,具有非常大的优势,并且有显著的经济效益。
地源热泵技术是一项非常有发展前途和推广价值的可再生能源利用技术,这项技术目前已经具备了城市级区域推广的条件,必将在我国的节能工作中发挥更大的作用[4]。
参考文献
[1] 周念沪.地热资源开发利用实务全书[m].北京:中国地质科学出版社,2005:11-39.
[2] 刘俊贤.成都市水文地质工程地质环境地质综合勘察报告[r].四川省地质矿产局.1990.
[3] 武晓峰,唐杰.地下水人工回灌与再利用[j].工程勘察,1998(4):37-40.
[4] 周道炯.地源热泵技术在城市节能中将发挥更大作用[j].地源热泵专栏.。