文档介绍：浅谈地源热泵优缺点及工程监理中需注意的问题
成巍
【摘要】本文通过对地源热泵和普通热泵从原理上进行比较,得出地源热泵的优缺点,并结合笔者经验对实际应用最多的垂直埋管地源热泵工程的监理工作做了浅要的分析。
【关键词】地源热泵原理优缺点监理重点
随着现代科技的发展,节能减排已经成为举世瞩目的焦点,特别是最近召开的哥本哈根气候峰会更是将全世界的焦点都集中在环保问题上,同样在建筑领域也是如此,而最近几年地源热泵已经在我国悄然兴起,这项十分节能环保的技术在未来的建筑领域中必将得到越来越多的重视和应用,因此做为工程监理人员也应与时俱进,对这项技术进行及时的了解。
热泵的工作原理
想要了解地源热泵和普通热泵相比的优缺点,首先应先了解两者原理上的区别
普通热泵的工作原理
图 1
如图1所示为热泵的制热循环的原理图。制冷剂在蒸发器中吸取环境大气或市政供水中的热能蒸发成气体进入压缩机,经压缩机压缩加温加压后的制冷剂在冷凝器中凝结成饱和液体,并放出热量加热供热系统的回水,然后经膨胀阀(节流阀)降压降温进入蒸发器,蒸发吸热,气化为干饱和蒸汽,从而完成一个循环。
将图1中的系统反转,“向其他介质输出热量”,便是制冷系统,原理相同。
地源热泵的工作原理
地源热泵与普通热泵最大的区别就在图1中的“其他介质热量输入”上。我们知道地下土壤的温度和季节变化并没有关系,它能够保持一年四季始终保持在一定的温度范围内,因此地源热泵便是把管道埋入地下或地下水中,使管道中的水与地下土壤或地下水充分换热,然后进入热泵机组中供制冷剂吸收其热量完成蒸发。因此,地源热泵能做到进入机组的水冬天时气温比室外气温高,夏天时气温比室外气温低,而普通热泵则是将与室外环境温度相同的室外空气或水送入机组,由此地源热泵比普通热泵的优势显而易见。
图 2
如图2,地源热泵按照换热方式不同可分为三类:.,地下水系统2. 地表水系统 3 土壤埋管系统。其中土壤埋盘管系统分为水平埋管和垂直埋管系统,由于水平埋管占地面积过大,地下水系统存在回灌技术的硬伤,地表水系统受到地理条件限制,因此大多数使用地源热泵的商业和机构的工程都用的是垂直埋管系统。
地源热泵的优点
从地源热泵的原理可以分析出地源热泵有以下优点:
1、地源热泵技术属可再生能源利用技术
地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。地表浅层地热资源可以称之为地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
2、地源热泵属经济有效的节能技术
地能或地表浅层地热资源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,是很好的热泵热源和空调冷源,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
40%,因此要节能和节省运行费用40%左右。另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。据美国环保署EPA估计,设计安装良好的地源热泵,平均来说可以节约用户30~40%的供热制冷空调的运行费用。
3、地源热泵环境效益显著
地源热泵的污染物排放,与空气源热泵相比,相当于减少40%以上,与电供暖相比,相当于减少70%以上,如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂,但比常规空调装置减少25%的充灌量;属自含式系统,即该装置能在工厂车间内事先整装密封好,因此,制冷剂泄漏机率大为减少。该装置的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料物的场地,废且不用远距离输送热量。
4、地源热泵一机多用,应用范围广
地源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统;可应用于宾馆、购物商场、家电电脑办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的采暖、空调。
5、地源热泵空调系统维护费用低
在同等条件下,采用地源热泵系统的建筑物能够减少维护费用。地源热泵非常耐用,它的机械运动部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安装在室内,从而避免了室外的恶劣气候,其地下部分可保证50年,地上部分可保证30年,因此地源热泵是免维护空调,节省了维护费用,使用户的投资在3年左右即可收回。
6、不用锅炉或冷却塔。
地源热泵的缺点
1、一次性投资价格高。中央空调空调属于高档次的商品,地源热泵中央空调空调比一般中央空调档次又要高许多,节能高达百分之六