潍坊市热力有限公司

浅层地热能供热制冷系统项目

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发表时间:2022-05-24 11:12

一、项目介绍

1、地源热泵系统

埋管式地源热泵又叫土壤热交换器地源热泵。地源热泵是一种利用大地作为冷热源的热泵,通过热泵机组对建筑物实现供暖,空调及提供生活用热水,见图5.2.1。地源热泵地上部分与普通热泵相同,所不同的是通过埋设在地下岩土中的地热换热器将热量释放给土壤或者从土壤中吸收热量。从能量守恒的角度看,一个精心设计的地源热泵系统其实是以大地作为蓄能器,也就是说,该系统是以大地为热源对建筑物进行空调的技术。

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图5.2.1 地源热泵系统原理图

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图5.2.2 地源热泵空调系统流程图

在夏季通过热泵机组将建筑物内的热量转移到地下,冷却建筑物的同时储存了热量,以备冬季使用;冬季通过热泵将大地中的低位热能提升温度后对建筑物供热,同时将建筑物内的冷量储存在地下,以备夏季使用。大地提供了一个绝好的免费能量存贮源泉,这样就实现了能量的季节转换。该技术提高了空调系统全年的能源利用效率,真正实现了可再生能源的良性生态合理地利用。

2、复合供热制冷系统

为减少地源热泵系统的初投资,地源热泵系统可与常规供暖制冷模式相结合,地源热泵系统提供建筑物的峰值负荷的40-60%,能满足常年供热制冷需求的70-80%,仅在极端天气下不能满足需求,不足部分可以采用常规的供热制冷做补充,将大大降低系统的初投资。

正是由于地源热泵系统采用了大地这一特殊的热源体,与广泛采用的空气源热泵相比,它的季节平均性能系数高,尤其在极端气候条件下仍能保持较高的性能系数,空调效果不受室外气温的影响,运行稳定可靠;不向建筑外大气环境排放废冷或废热,有利于环保;室外换热器埋在地下,不存在冬季除霜问题,节省了除霜所耗的电能;无室外机,不影响建筑外立面美观。由于地源热泵系统采用的是可再生的地热能,可兼顾建筑物在不同季节的供热和供冷的需要,具有技术上的优势以及节能、环保和可持续性发展的优点,因此国际上将地下蓄能技术和高效热泵同时列入21世纪最有发展前途的50项新技术之中。

二、项目优势

1、利用可再生能源,环保效益高:地源热泵从浅层常温土壤中吸热或向其排热,浅层土壤之热能来源于太阳能,它永无枯竭,是一种可再生能源,所以当使用地源热泵时,其土壤热源可自行补充,持续使用。机组在运行过程中,无废气污染物排放,不会产生城市热岛效应,对环境非常友好,是理想的绿色环保产品。

2、高效节能,运行费用低:在制热时,地源热泵可将土壤中的热能“搬运”到室内,其能量70%来自土壤,制热系数高达3.5—4.5。即输入1KW的电量可以得到3.5—4.5KW以上的制冷制热量。运行费用每年每平方米仅为15—18元,比常规中央空调系统低40%—50%,比空气热泵低30%—40%。

3、节水省地:

1)以土壤为热载体,向其放出热量或吸收热量,不消耗水资源,不会对其造成污染;

2)省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施,机房面积大大小于常规设备;

3)埋管可埋在车库、停车场、花园、操场等下面,不占用使用面积。

4、灵活多用:制冷、供热兼提供生活热水,真正做到一机三用。由于机组占地面积小,可灵活安置,系统末端也可作多种选择。

地埋管式地源热泵三联供中央空调系统原理图如下图所示:

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5、运行安全稳定,可靠性高:地源热泵系统在运行中无燃烧设备,因此不可能产生二氧化碳、一氧化碳之类的废气,也不存在丙烷气体,因而也不会有发生爆炸的危险,使用安全。燃油、燃气锅炉供暖,其燃烧产物对居住环境污染极重,影响人们的生命健康。由于土壤深处温度非常恒定,主机吸热或放热不受外界气候影响,运行工况比较稳定,优于其它空调设备。不存在空气源热泵除霜和供热不足,甚至不能制热的问题。土壤源热泵地下换热管路采用高密度聚乙烯塑料管,使用寿命长达50年以上,可与建筑物寿命相当。空调机组结构简单,运转部件少,使用寿命可达到20年以上。

三、社会及环境效益

(一)社会效益

1、改善居民生活环境。

建设绿色建筑,在居住小区建设集中地源热泵空调供热、太阳能热水系统,大力改善居民生活用能结构,实现降低能源消耗、减少污染排放,为居民提供生态良好的生活环境。

2、辐射带动能源结构调整。

通过地源热泵空调等一系列能源开发及利用设施的使用,促进用能结构的调整和优化,推动产业转型升级,实现经济可持续发展。

(二)环境效益

1、有效降低大气污染物排放量

通过地源热泵空调等清洁能源的使用,可大大减少原煤、原油等传统能源的消耗量,从而能够有效降低废气产生量及排放量,使开发区的环境污染得到有力控制和改善。

2、提高能源的综合利用率

通过地源热泵空调等清洁能源的使用,大力调整和优化能源利用结构,逐步淘汰燃煤小锅炉,实现工业及生活集中供热、供气等,可有效提高能源利用效率,减少能源消耗量。

3、进一步改善开发区环境质量

通过调整和优化能源结构,优化配置能源,发展地热能等清洁能源开发及利用项目,实现集中供热等一系列措施,提高能源利用效率,减少单位资源消耗量和废气污染物产生量,缓解环境压力,改善环境质量。

经专业机构测算,项目实施后,仅地源热泵系统每万平方米可替代140.93吨标煤/年,减少CO2排放347.85吨/年,减少SO2排放2.82吨/年,减少粉尘排放排放1.41吨/年,工程节能减排效果十分明显。



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