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地源热泵概念

地源热泵概念

地源热泵是陆地浅层能源通过输入少量高品位能源(如电能)从低品位热能转移到高品位热能。一般来说,在空调系统中,地能作为冬季热泵加热的热源和夏季制冷的冷源,即冬季取出地能中的热量,提高温度后提供室内供暖;夏季,取出室内热量并释放到地能中。
外文名
概念提出者
groundsourceheatpump。
瑞士专家于1912年提出。
中文名
能量消耗。
地源热泵
通常是1kWh。
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基本简介
概述
地源热泵是一种高效的节能系统,利用浅层地热能(也称为地能,包括地下水、土壤或地表水等能量)。
地源热泵
地源热泵通过输入少量高品位能源(如电能)实现从低品位热能向高品位热能的转移。一般来说,在空调系统中,地能作为冬季热泵加热的热源和夏季制冷的冷源,即冬季取出地能中的热量,提高温度后提供室内供暖;夏季,取出室内热量并释放到地能中。地源热泵通常消耗1kWh的能量,用户可以获得超过4kWh的热量或冷量。
由来
“地源热泵”的概念最早于1912年由瑞士专家提出,该技术始于英国和美国。北欧国家主要关注冬季供暖,而美国则关注冬季和夏季供应。由于美国的气候条件与中国非常相似,研究美国地源热泵的应用对中国地源热泵的发展具有参考意义。
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发展沿革
1946年,美国首个地源热泵系统在俄勒冈州波兰特市中心区成功安装。
阿克拉荷马大厦于1973年安装了地源热泵空调系统,并进行了全面的系统研究。
1978年,美国能源部(DOE)开始在地源热泵上投入大量科技研发资金。
阿克拉荷马能源部于1979年成立了地源热泵系统科技研发基金会。
国际地源热泵协会(IGSHPA)于1987年在阿克拉荷马州大学成立。
俄克拉荷马商务部于1988年开始推广地源热泵。
1993年,环保署(EPA)大力宣传地源热泵系统,加深美国人对地源热泵的认识。
1994年,美国政府在俄勒冈州国会大学安装了第一套地源热泵空调系统。此后,地源热泵已广泛应用于美国政府、军队和电力公司。
1998年,美国环境保护署(EPA)发布法律法规,要求在联邦政府机构的建筑中推广地源热泵系统的应用。布什总统还在他的德克薪斯州大厦安装了地源热泵空调系统。全球75%的地源热泵系统安装在北美。
美国是世界上生产、使用和发展地源热泵的头号大国。
1985年:美国安装了1.4万台地源热泵;
1997年:45000台;
2000年:4000台;
2004年:67000台;
2005年:1000,000台。
2005年地源热泵系统新增比例增加50%。
挪威是世界上地源热泵应用人均比例最高的国家,应用比例高达96%。
奥地利:应用比例为45%。
丹麦:35%的应用比例。
日本:是亚洲地源热泵技术最先进、使用比例最高的国家。
1997年,美国能源部(DOE)和中国科技部签署了《中美能效与可再生能源合作议定书》,其中一个主要内容是地源热泵项目的合作。
1998年,重庆建筑大学、青岛建筑工程学院、湖南大学、同济大学等国内大学开始建立地源热泵实验台,研究地源热泵技术。
2006年1月,建设部颁布了《地源热泵系统工程技术规范国家标准》。
2006年9月,沈阳被建设部确定为地源热泵技术推广试点城市。到2010年底,全市地源热泵技术应用面积约占供热总面积的三分之一。
2006年12月,建设部发布《十一五重点推广技术领域》文件。可再生能源新技术的水源热泵技术被列入目录。
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热源地源
地源热泵已成功利用地下水、河流、湖泊、水库、海水、城市水、工业尾水、隧道水等水资源和土壤源作为地源热泵的冷热源。
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组成部分
地源热泵采暖空调系统主要分为室外地能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调终端系统三部分。地源热泵机主要有两种形式:水或水空气。三个系统通过水或空气换热介质传热。地源热泵与地能之间的换热介质为水,建筑采暖空调末端的换热介质为水或空气。
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主要特点
(1)地源热泵技术是一种可再生能源利用技术。由于地源热泵采用地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源,
地源热泵
能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可称为地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能和地热能的低温位热能。地表浅层是一种巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能,是人类每年使用能量的500倍以上。它不受地域和资源的限制。它真的很大,到处都是。这种储存在地表浅层几乎无限的可再生能源,使地能成为清洁可再生能源的一种形式。
(2)地源热泵是一种经济有效的节能技术。地源热泵的COP值达到4以上,即消耗1KWh能量,用户可获得4KWh以上的热量或冷量。
(3)地源热泵具有显著的环境效益。该装置的运行无污染,可建在无燃烧、无排烟、无废物、无堆放燃料废物的居民区,无需远程输送热量。
(4)地源热泵一机多用,应用广泛。地源热泵系统可供暖、空调、生活热水、一机多用,一套系统可替代原锅炉和空调的两套装置或系统;可用于酒店、商场、办公楼、学校等建筑,更适合别墅和住宅的供暖和空调。但要实现地源热泵主机系统的多用途,需要一套完整的系统解决方案,包括动力输配系统-节能空调室、地暖分配器、水力平衡分配器、多功能水箱生活热水。这说明地源热泵主机的多用途也代表了暖通系统的整个运行系统。
(5)地源热泵空调系统的维护成本较低。地源热泵的机械运动部件很少,所有部件要么埋在地下,要么安装在室内,避免室外气候恶劣,机组紧凑,节省空间;自动控制高,无人值守。
从以上特点可以看出,地源热泵技术在未来可以广泛应用。
然而,为了实现地源热泵的制冷和加热,需要为其提供输送制冷和加热管道中循环水的动力。传统机房可提供动力,但施工复杂、难度大、周期长、采购材料种类多、库存需求大、漏水隐患大等问题。为此,市场上开发了一种新型的动力输配系统设备——节能空调机房。该机房系统是将传统机房的所有部件集成模块化,实施集成安装的模式。不仅大大降低了施工难度,而且大大降低了无库存、漏水隐患,还与主机进行了无限联动。由此可见,节能空调机房实际上为暖通空调行业提供了一套完整的解决方案。
地源热泵主机可将空调、地板采暖、生活热水三合一。即地源热泵多用途,为暖通空调系统提供一套完整的解决方案,可采用市场节能空调室、水平衡分配器、储能热水箱,这些设备可有效解决上述问题,首先节能空调室和地源热泵主机,提供循环水输送动力,室内终端采用水平衡分配器,可平衡终端水力系统,使各室内平衡,无中间环节点,大大降低漏水风险。生活热水可采用储能热水箱实现全年全天候使用,带热回收的地源热泵主机或通过节能空调室提供热源。

地源热泵概念插图