地源热泵系统在某独栋别墅中的设计与应用对比分析+CAD图纸(3)

地源热泵中央空调系统相较于锅炉供热系统,锅炉供热系统转化为供用户利用的热能仅有90%的电能、80%燃料内能,结合这些统计数据,可以得出地源热泵中


地源热泵中央空调系统相较于锅炉供热系统,锅炉供热系统转化为供用户利用的热能仅有90%的电能、80%燃料内能,结合这些统计数据,可以得出地源热泵中央空调系统比锅炉供热系统节约了70%的电能,而且比燃料锅炉系统节约了超过50%的能量:对于地源热泵中央空调系统而言,它的热源温度在一般情况下,全年保持稳定状态,一般情况下,温度取值范围为9—16℃,制热系数、制冷系数的取值范围为3.5—6.3,比起较为普遍的空气源热泵系统,它的数值高出大约40%,比起普通中央空调,它的运行费用仅为其的50—60%。

1.1 土壤源热泵的发展简史

北欧的许多国家从1950年开始就将土壤源热泵实际应用到供热工程中。1970年之后,石油的可利用量逐步减少,美国和加拿大这些国家开始将土壤源热泵空调系统大规模地应用在建筑物,在这一时间段内,水平埋管被大规模地应用,进入1980年以后,北美国家,土壤源热泵空调系统也开始应用地越来越多,此时垂直埋管的方式也已经被研究了出来,埋管的深度在一般情况下达到了100m甚至于最高可以达到200m。这一埋管方式的问世大力地减少了占地面积。原本应用于家庭住宅,而今也开始应用于公共建筑。到了今天,土壤源热泵空调系统在国外的应用已经较为普遍,它的发展技术也取得了极大的进步。伴随着土壤源热泵空调系统在国外应用的比重增加,中国开始对这种空调系统进行深入研究,取得了较为令人满意的成果。

1.1.1 国外土壤源热泵发展

1.1.2 国内土壤源热泵发展

1.2 土壤源热泵的优点

1)、能效比高,节能效果显著,且一机多用

土壤源热泵室外地埋管换热器利用地下土壤与埋管进行热量交换,由于地下土壤层一年四季的温度相对而言较为稳定,夏季的土壤层比外界环境的温度低,冬季的土壤层比外界环境的温度高,是非常理想的空调热泵冷、热源的媒介,所以此热泵机组可以在冬季提供较低的冷凝温度,夏季提供较高的蒸发温度,基于土壤的这种温度特性,冬季和夏季能量之间的互补使土壤源热泵机组能效比提高,与传统的锅炉—空调制冷机组系统相比,土壤源热泵机组运行效率高出了约40%~60%,因此常规能源节能效果十分显著。此外土壤源热泵机组通常为一机多用,可以替代原有的电驱动制冷机组、采暖锅炉或热力泵站换热装置,以及生活用热水换热器等暖通空调动力设备,机组平均寿命较长,系统的初投资较少,而且由于节省了建筑空间,机组结构紧凑易于布置,特别适用于城市周边小型别墅区的空调、采暖工程 。

2)、机组维修简单、运行费用较低并且运行工况平稳

土壤源热泵机组与传统的锅炉—空调制冷机组相比而言,进行维修时更加简单,因为这种系统减少了锅炉、冷却塔等安置在室外需要经常维护的运转设备, 在室外侧地埋管水系统仅仅设置了管路循环水泵作为动力装置,而且对设备的维护,它的要求也不是很高,整个系统的维护费用以及运行费用也大大减少,使得热泵机组运行工况更加稳定并且可靠。土壤源热泵机组管路系统如果安装良好的话,通常情况下可以为用户节省30%~40%的采暖空调运行费用。另外土壤源热泵地埋管系统与地下浅层土壤进行热交换时,由于地下土壤温度相对而言较为恒定,基本上不会因为地上环境温度变化而产生变化,结霜现象不可能出现,解决了在冬季,传统空气源热泵空调机组的蒸发器表面结霜的问题,不需要增加辅助加热器等融霜的设备,从而使机组制热效率提高,维修起来更加简单,设备运行费用降低而且机组使用寿命延长 。