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  • 地源热泵技术的发展及其优点

    来源: 发布时间:2008/6/26 0:00:00
  •       地源热泵实际上是一项非常古老的技术,四十年代便有应用,只是近五年来相关技术发展,使其迅速商业化。地源热泵的名称早出现在1912年瑞士的一份专利文献中,20世纪50年代欧洲出现了利用地源热泵的第一次高潮。在此期间,Ingersoll和Plass根据Kelvin线源概念提出了地下埋管换热器的线热源理论,但当时由于能源价格低,系统造价高,没有得到广泛应用。70年代,石油危机把人们的注意力集中到节能、高效益使用能源,使地源热泵的发展进入了高潮阶段,此时地下埋管已由早期的金额管改为塑料管。这个时期欧洲建立了不少水平埋管换热器的地源热泵,但主要用于冬季供暖。80年代初开始,美国、加拿大开展了冷暖联供地源热泵方面的研究工作,不少文献报道了地源热泵不同形式地下埋管换热器的传热过程及模型,并有部分工程的运行总结和性能比较。 
          美国能源部(DOE)和美国环境保护署(EPA)均已确认,地源热泵系统是目前效率高、对环境有利的热水、取暖和制冷系统。一方面它利用地下土壤或岩石的相对稳定温度使取暖和空调系统在全年都能维持高效运行,为地源热泵用户节省电费20-50%。 
          从一些文献的计算结果可以看出,多区顶风系统、单区顶风系统、冷水变风系统和多区地源热泵系统的效率比分别为1.54kw/ton、1.40kw/tom、1.23kw/ton和0.88kw/ton,kw/ton表示千瓦耗电/吨制冷量。可见,与传统空调相比,地源热泵系统的效率比好。    
          另一方面,在同等条件下,采用了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,使用户的投资在三年左右即可回收。对林肯城和内布拉斯加这两处地方和20所学校进行了有关空调系统维护费用的调查。这20所学校采用了4种不同的供冷方式:地源热泵系统(GHP)、带有热水锅炉的空气冷却器(ACC/GHWB)、带有热水锅炉的水冷却器(WCC/GHWB)、带有蒸汽锅炉的水冷却器(WCC/GSB)。。 
          在亚特兰大市,对每户家庭采用空冷热泵系统每年的费用是826美金,采用普通空调系统的费用686美金,采用地源热泵系统的费用是397美金。可见,地源热泵系统的运行费用相对于其它空调系统来说是相当低的。 
          更重要的一点是,地源热泵系统所使用的制冷剂在工厂里注入并被完全密封,使用过程中绝无泄漏,用户任何时候均不必添补制冷剂,因而减少了对臭氧层的破坏。该系统可用于不同结构、不同面积的居民建筑上,可在新建筑施工时安装,也可用于旧建筑的改造,其在设计中的弹性使得它成为一个非常吸引人的空调选择。地源热泵在去湿方面有特别的长处,因而非常适合于夏季炎热而潮湿的气候,如果在空气配送装置上加上空调器,地源热泵在这一点上的特点将更加突出,因此若要达到室内空气质量标准,地源热泵系统也是一个非常好的选择。 
          地源热泵正是有以上优势、政府办公楼、公寓和餐馆等等。根据民用美国阿可拉荷马州电力企业在红河谷所作的用户调查:如果要1分至10分之内打分,99%的地源热泵空调用户对其在夏天的制冷能力打8分以上,73%的用户打了满分10分。
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