中央空调节能技术与地源热泵

中央空调节能技术与地源热泵

摘要：.随着《“十二五”节能减排全民行动实施方案》的实施,文明、节约、绿色、低碳的生产方式、消费模式和生活习惯已影响这我们的投资、建设方式。中央空调系统是一个庞大的设备群体,大量的统计结果表明,空调系统所消耗的电能，约占楼宇电耗的40—60%,其中冷热源所消耗的能源能占到85%以上如何才能有效降低中央空调的能耗？地源热泵是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术，它既不会污染地下水，又不会影响地面沉降，正在引起空调行业的革命。

关键词：地源热泵 中央空调

Abstract:. Along with the “1025” energy conservation and emission reduction in national action plan “and the implementation of the civilization, save, green, low carbon mode of production and consumption model and life habit has the effect of our investment, construction method. The central air conditioning system is a huge equipment group, a large number of statistical results show that the air conditioning system of electric power consumption, accounting for about 40-60% of the power consumption of building, cold and heat sources of energy consumed by can account for more than 85% how to effectively reduce the energy consumption of the central air conditioning? The ground source heat pump is a efficient energy-saving, environmental protection and can realize the sustainable development of new technology, it is not the groundwater pollution, and will not affect the ground subsidence, is causing air conditioning industry revolution.

Key words: the ground source heat pump central air conditioning

传统中央空调采暖制冷方式主要靠烧煤、煤气、液化气、燃油等有限矿物质能源，而这类资源在开采、运输及能源转换过程中均会对人类的生存环境产生严重污染，比如燃烧1吨煤将向大气中排放14公斤粉尘、21公斤二氧化碳、6 2公斤氮化物，我国每年需燃烧约7亿吨，其中2亿吨用于制冷取暖，可想而知，大气污染是何等严重，据全国几十个城市的环境检测表明，中国绝大部分城市尘降超标，酸雨普降全国22个省市，随着经济不断发展，能量消耗随之增大，环境污染也日趋严重，地球上正常的生态平衡被破坏，温室效应已引起世界的关注，使用有限矿物质燃料用于取暖制冷，不仅极大浪费国有资源，且严重污染环境。另外，我国现有相当部分地域已逐步禁止使用燃煤、燃油锅炉，这样，利用地温能源取暖或制冷就显得尤为重要，使用环保型地温中央空调在21世纪将是势不可挡的潮流。

一、地源热泵地源热泵空调系统工作原理及特点

地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地下去。通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。

〈1〉工作原理：地源热泵空调的心脏是一个“热泵”（制冷、供热）。供暖时，它吸取地热向用户排放，此过程只消耗少量电能。制冷时，它吸取用户室内的热量向地下排放，同样也消耗少量热能

〈2〉 机组运行过程：冬天热泵中制冷剂正向流动，压缩机排出的高温高压R22气体进入冷凝器向集水器中的水放出热量，相变为高温高压的液体，再经热力膨胀阀节流降压变为低温低压的液体进入蒸发器，从地下循环液中吸取低温热后相变为低温低压的饱和蒸汽后进入压缩机吸气端，由压缩机压缩排出高温高压气体完成一个循环。如此循环往复将地下低温热能“搬运”到集水器，从而不断的向用户提供45℃-50℃的热水。如下图所示。

夏天热泵中制冷剂逆向流动，与用户换热的冷凝器变为蒸发器从集水器中的低温水（7-12℃）提取热能，与地下循环液换热的蒸发器变为冷凝器向地下循环液排放热量，循环液中热量再向地下低温区排放，如此循环往复连续地向用户提供7-12℃的冷水。

地源热泵与常规空调技术相比有着无可比拟的优势。

(1) 利用可再生能源：属可再生能源利用技术地源热泵从常温土壤中吸热或向其排热，利用的是可再生的清洁能源，可持续使用。

(2) 高效节能，运行费用低：属经济有效的节能技术

地源热泵的冷热源温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。在制热制冷时，输入1KW的电量可以得到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%左右。

(3) 节水省地：1）以土壤为冷热源，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空调系统，节省建筑空间，也有利于建筑的美观

(4) 环境效益显著该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，在供热时，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，不会产生城市热岛效应。

(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。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，运行工况非常稳定，优于其它空调设备。不存在空气源热泵供热不足，甚至不能制热的问题。整个系统的维护费用也较锅炉－制冷机系统大大减少，保证了系统的高效性和经济性。维修量极少，折旧费和维修费也都大大地低于传统空调。地源热泵系统可供暖、制冷，一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。地源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，可无人值守；此外，机组使用寿命长，均在20年以上。

三、各种中央空调系统初投资及运行费用对比

以300m2的公共建筑（住宅）为例,估算制冷装机容量为3万大卡/h,（116.3w/m2）制热装机容量为2.4万大卡/h.

风冷热泵的初始投资为7万元，而地源热泵空调系统初投资为7.6万元, 地源热泵空调系统初投资高,风冷热泵的运行费用为28元//m2，地源热泵系统运行费用为15元/m2地源热泵系统和传统空调系统相比较，在1-6年时间内可收回增加的投资。

传统空调系统的寿命一般可以到15年以上,按照上述比较,在15年内,运行费用将节约5.85万元.因此从使用寿命和运行费用来看.地源热泵系统的经济性是大大高于传统空调系统的.

总结：地源热泵空调是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的工程系统。冬季向建筑物供热，夏季又可供冷。现在，我国对建筑节能的要求越来越高。减少我国冬季采暖和夏季供冷所造成的大气污染，降低供暖空调系统的能耗、节约能源是每个公民应尽的义务。特别是近几年来，大中城市为改善大气环境，大力推广使用包括可再生能源的清洁能源。随着人们生活水平的提高，建筑物不仅要满足冬季采暖的要求，而且需要夏季空调降温，地源热泵技术提供了这一问题的有效解决方案。