地源熱泵,俗稱“地溫空調(diào)”,是利用地球本體所儲藏的淺層地能(通常小于400m深,溫度低于25℃)進行供熱制冷的新型能源利用技術(shù),是熱泵的一種。實踐證明,地源熱泵與使用煤、氣、電等常規(guī)供熱制冷方式相比,節(jié)省能源、熱效率高,是科學、節(jié)能、保健的制熱和制冷方式。
地源熱泵技術(shù)的特點分析
優(yōu)點
1)能源利用可再生性。地源熱泵利用了地球表面淺層地熱資源。地表淺層地熱資源也可稱為地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。它是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng),自然地保持能量接收和發(fā)散的相對均衡;它不受地域和資源等限制,量大面廣、無處不在;它屬于近乎無限的可再生能源。
2)有效節(jié)能性。地能溫度全年四季相對穩(wěn)定,冬季比環(huán)境空氣溫度高,夏季比環(huán)境空氣溫度低,是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源。這使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運行效率要高40%,節(jié)能和節(jié)省運行費用40%左右。地源熱泵每消耗1kW的能量,可得到4kW以上的熱量或3kW以上的冷量,而鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70%—90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)換為熱量,因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省2/3以上的電能,比燃料鍋爐節(jié)省1/2以上的燃料。據(jù)美國環(huán)保署EPA估計,設(shè)計安裝良好的地源熱泵,平均來說可以節(jié)約用戶30—40%的供熱制冷空調(diào)的運行費用。
3)運行經(jīng)濟性。地源熱泵的初投資看似偏高,但一套系統(tǒng)可以代替原來的供熱鍋爐、制冷空調(diào)和熱水加熱3套裝置,還免除了能源傳遞輸送過程的基礎(chǔ)設(shè)施投資,綜合成本大大降低;地源熱泵的運行費用僅為普通中央空調(diào)的50%—60%。另外,地能溫度較恒定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。
4)顯著環(huán)保效應(yīng)。地源熱泵屬于清潔能源,其污染物排放,與空氣源熱泵相比,可減少40%以上;與電供暖相比,可減少70%以上;可比燃煤鍋爐減少排放CO2約30%。裝置的運行使用電力,沒有燃燒過程,對周圍環(huán)境無污染排放;不需冷卻塔,沒有外掛機,不向周圍環(huán)境排熱,沒有溫室效應(yīng),沒有噪音;不抽取地下水,不破壞地下水資源;不需要堆放燃料廢物的場地。
5)機組效率高、應(yīng)用范圍廣。地源熱泵系統(tǒng)冬季供暖、夏季制冷以及全年提供生活熱水,一套系統(tǒng)可替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng),一機多用、靈活方便,使用安全、控制可靠。因此應(yīng)用范圍廣,可用于賓館、辦公樓、商場、學校、住宅等建筑,改善建筑的外觀和城市的風貌。
6)維護費用低、壽命長。地源熱泵非常耐用,它的機械運動部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安裝在室內(nèi),從而避免了室外的惡劣氣候,其地下部分可保證50年,地上部分可保證30年,因此地源熱泵可免維護,減少了維護費用,用戶的投資在3年左右即可收回。此外,機組使用壽命長,使用壽命可達20年以上,是分體式或窗式空調(diào)器的2—4倍。全電腦控制,節(jié)省空間,可以電話遙控,即可完成溫濕度控制和新風配送。
缺點
當前,對地源熱泵的優(yōu)點宣傳很多,使得人們往往忽略了它存在的諸多問題和隱患。這些問題,有些是技術(shù)本身造成的,有些是在設(shè)計及施工等應(yīng)用過程中造成的,有些則是由于研發(fā)深度不夠造成的,已造成了不小的負面影響。如其應(yīng)用會受到不同地區(qū)、不同用戶及國家能源政策、燃料價格的影響;一次性投資及運行費用會隨著用戶的不同而有所不同;采用地下水的利用方式,會受到當?shù)氐叵滤Y源的制約,并有可能對水質(zhì)產(chǎn)生一定污染;對地下水的過度開采可能引發(fā)了地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害。
因此,選擇地源熱泵技術(shù)時,除把機組能量的匹配予以最優(yōu)化以外,還要考慮不同時的使用率、使用的時序性、附屬設(shè)備的配套的準確性,以及電氣控制的先進性。只有整體趨于完美化,才能真正意義上使整個系統(tǒng)達到最優(yōu),也才能使得整個地源中央空調(diào)系統(tǒng)“高效、節(jié)能、環(huán)保、實用”的理念真正得以體現(xiàn)。