关于地源热泵应用的探讨.docx

关于地源热泵应用的探讨【摘要】当前很多民用建筑特别是公共建筑其基本的运营设备已从“冷水”加“强电”。过渡到“冷热水”加“暖通”加“强电”加“智能化”的阶段。很多新建的医疗机构比如医院、疗养院、医学研究中心等均纷纷采用了这种系统模式因为它具有更为优秀的舒适度和便利性与此同时一个现实问题摆在了眼前――能耗的急剧增加。解决这个问题的途径就是营造绿色建筑这就需要在各个高耗能的节点上采取节能措施。在新建医疗建筑中引入绿色节能的地源热泵技术使医护人员、患者在工作、就医时能够切身体验到舒适和谐、环境怡人。在现代医疗建筑中地源热泵系统的应用前景相当广阔已成为医疗建筑在节能领域的发展趋势之一。【关键词】绿色建筑空调医疗建筑地源热泵节能1、地源热泵系统的原理1.1概论地源热泵系统（见图1）是通过设备将大地浅层和深层的能量（包括地下水、地表水、土壤等天然能源）作为冬季热源和夏季冷源由热泵机组通过卡诺循环原理和逆卡诺循环原理向建筑物供冷和供热的系统。即利用自然能源经过逆向热力循环转化为建筑使用能源的一种高效、低耗的热力系统。其所采用的能量是可再生能源是既可制热、又可制冷的新型中央空调系统。图1地源热泵系统1.2地源热泵的组成、分类地源热泵系统按照设备区分一般包括地热能交换设备、热泵机房设备、建筑物内部末端的热交换设备各类设备之间的连接管路等组成。按照安装部位区分包含地上（室内）部分和地下（室外）部分地上部分主要由供暖和通风设备组成。地下部分也称为地下热交换器。图2地源热泵系统简图2、技术分析2.1能耗低效率高无污染对地源热泵系统进行技术分析夏季地下部分与地上部分的温差高散热过程的换热效率很高而在冬季地下部分与地上部分的温差低取热过程的换热效率也很高也可不设置任何辅助加热设备和除霜设备大幅降低除霜的能耗。地源热泵系统与锅炉（燃料、电）供热系统相比较锅炉热效率为70～90%锅炉可将90%的电能或70%的燃料内能转化为制热量因此地源热泵系统要比电锅炉系统节省65%以上的电能比燃料锅炉节省50%以上的能量；同时在环保方面地源热泵系统不会污染和破坏地下水资源不存在燃烧也不会产生烟气对大气环境非常友好更没有固废产生环境友好型的“绿色技术”。2.2运行稳定冷热源是地源热泵系统运行的基础其冷源和热源均为地层而地层的温度在每个季节都相对稳定与同一位置气温的波动幅度相比前者要远小于后者。在冬季前者要比后者的温度高而在夏季前者又比后者的温度低且温度变化幅度一般也处于10～25℃之间以浙江南部近年建设的一所大型医院为例其地处浙江省温州市境内位于总面积超过10平方公里的三湿地内湿地冬暖夏凉作为冷热源的条件非常出色在机组设计方面以及和配置上可采用每台机组均设置相对独立的供热系统和供冷系统。如果地埋管道系统运行正常个别机组停机也不会对整个系统的正常运行造成影响。地源热泵系统机组运行的稳定性十分突出几乎不会被环境温度的变化所影响即便在寒冷的冬季机组的制热量也几乎不会降低也不必因结霜除霜而停机很重要的一个特点是机组使用全寿命周期长一般可达到20年。2.3建筑成本和人力成本低很多传统暖通系统中的大型设备在地源热泵系统中均无比如锅炉房、冷却塔、煤场、渣场、油罐及其附属构筑物节省了建筑空间和占地面积降低基建成本和土地成本并改善了环境形象。同时也省去了锅炉维护人员和值班人员从而节约了人力成本。避免锅炉运行生产过程中产生的噪声污染、空气污染等忧虑提高了后勤的运转效率。储油库、油罐、煤场等危险源的取消大幅降低了医院的安全隐患。2.4改善工作和就诊环境很多医院用地紧张寸土寸金院区的环境整洁度、美观度、舒适度都不容乐观特别是本世纪之前建成的医院地理位置一般都在闹市区总用地面积小且周边没有扩建的余地因此出现建筑密度过高而绿化率又过低的情况。《综合医院建设标准》规定医院绿地率不应低于35%；改建、扩建综合医院的绿地率不应低于30%。容积率的提高势必会增加配套的设备及相关系统的增加为避免给紧张的用地情况雪上加霜可采用地源热泵系统因为其不占地可在其上布置绿化和景观改善环境。3、价值工程本系统的制热和制冷的温度全年都较为稳定一般为10～25℃其制冷、制热系数可达3.5～4.4与空气源热泵相比高约40%其运行成本约为中央空调的50～60%。在工程营造成本上地下布管工程的造价占总造价的三分之一。在初期投资方面地源热泵系统约为空气源热泵机组成本的两倍但其运行成本却有较大优势土壤源热泵系统运行的费用比风冷热泵节约30%以上。4、地源热泵的反思