地源热泵的污染物排放,与空气源热泵相比,相当于减少40%以上,与电供暖相比,相当于减少70%以上。虽然也采用制冷剂,但比常规空调装置减少25%的充灌量,属自含式系统,即该装置能在工厂车间内事先整装密封好,因此,制冷剂泄漏机率大为减少。 4、一机多用,应用范围广
地源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统,可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的采暖、空调。 5、使用寿命长 与空气源热泵相比,地源热泵机组工作环境优于空气源热泵,设备维护量大为减少,设备使用寿命长。地源热泵系统地埋管寿命可达50年,机组使用寿命均在15年以上;而家用空气源使用寿命仅为10年。
6、对建筑立面无影响
地源热泵机组冷热源取自地下,与室外无冷热交换,主机可置于建筑物内地下室、厨房、卫生间、吊顶等处, 对建筑外立面无影响。
五、地源热泵空调系统与空气源热泵、VRV空调系统比较 地源热泵系统 空气源热泵系统 VRV空调系统 1、机组在室内,受1、室外温度为1、室外温度为外界环境影响小,即-15~45℃时机组可运-15~45℃时机组可运使在酷暑或严冬都转工作,但风冷热泵的转工作,但风冷热泵的可以满足制冷或制制冷制热与外界环境制冷制热与外界环境热要求,系统运行稳相逆,冬季制热能力会相逆,冬季制热能力会定。 随外界温度降低而明随外界温度降低而明2、与室外空气无热显下降,室外温度为显下降,室外温度为交换,对室外环境影-6~3℃时换热器会结-6~3℃时换热器会结响很小。没有室外机霜,供热效率下降更加霜,供热效率下降更加组,对建筑外立面几显著;夏季制冷能力也显著;夏季制冷能力也乎没影响。 会随外界温度升高而会随外界温度升高而3、使用寿命长,地降低,室外温度高于降低,室外温度高于源热泵系统地埋管35℃时,制冷效率下降35℃时,制冷效率下降寿命可达50年,机明显。 明显。 组使用寿命均在2、额定COP值约为2、制冷标定COP值为15~20年。 2.4~2.8。 3.00;制热标定COP4、制冷制热时COP3、主机与室外机进行值为3.52。 值约为3.2左右。 热交换,冬季吸取空气3、主机与室外机进行5、主机噪声值为48中的热量,排出再冷空热交换,冬季吸取空气分贝。 气;夏季向室外排出再中的热量,排出再冷空6、除地源埋管换热热空气,导致室外环境气;夏季向室外排出再器外,室内可采用毛更加恶劣。主机放置在热空气,导致室外环境细管吊顶辐射采暖室外,影响建筑物外立更加恶劣。主机放置在或制冷,系统COP面观感。 值更高。 室外,影响建筑物外立4、主机使用寿命较短,面观感。 7、除地源埋管换热约10年。 4、使用寿命较短,约器外,室内如采用风5、室外机噪声值为10年。 机盘管系统,其室内60~62分贝。 5、室外机噪声为54部分与空气源热泵6、寒冷地区,为防止分贝。 系统相同,可选用的室外机冻伤,应采用分6、室内设备管道含冷末端产品很多。 体式机组,其COP值更媒较多,冷媒泄漏影响低。 室内空气质量,补充冷媒的费用较高。
六、采用地源热泵系统一般应符合以下条件: 1、建筑物有供冷和供热需求,冬夏负荷相差不大;
2、如建筑物冷热负荷相差较大,应有其他辅助补热或排热措施,保证地下热平衡;
3、如仅单季供热,应有足够的地下换热器埋设空间和深度; 4、建筑物周围有可利用的绿地及其他空间,可埋设地下换热器; 5、采用地源热泵技术应通过经济比较后确定使用。
七、影响地埋管换热系统设计的因素
地源热泵系统的设计重点在于地埋管换热系统,影响地埋管换热系统设计的主要因素有以下几个方面: 1、大地初始温度 2、岩土的导热系数
3、回填料的导热系数 4、地源热泵系统的负荷
5、传热介质与“U”型管内壁的对流换热系数
大地初始温度平均值及岩土的导热系数宜采用现场测试,现场测试岩土体应在测试埋管状况稳定后进行,埋管深度或长度,测试一般应在测试埋管安装完毕72小时后进行。
设计前需要对现场岩土体热特性进行测定,并根据数据进行计算。此外建筑物全年动态负荷、岩土体温度的变化、地埋管及传热介质特性等因素都会影响地埋管换热器的换热效果。地埋管的长度应能满足地源热泵系统最大释热量和最大吸热量的要求,还应满足热泵机组长期运行的要求,也就是累计释热量和吸热量要求。因此,宜采用专用软件进行计算,而不能单纯依靠简单的试验方法得出的地下换热器每米的换热量来计算换热器的总数量。该软件应具有以下功能:
1、能计算或输入建筑物全年动态负荷; 2、能计算当地岩土体平均温度及地表温度波幅;
3、能模拟岩土体与换热管间的热传递及岩土体长期储热效果; 4、能计算岩土体、换热工质及换热管的热物性;
5、能对所设计系统的地埋管换热器的结构进行模拟(如钻孔直径、换热器类型、回填情况等)。
目前,在国际上比较认可的地埋管换热器的软件有:瑞典隆德lund大学开发的地下换热器设计软件程序,美国威斯康辛Wisconsin-Madison大学Soiar Energy试验室开发的TRNSYS程序,
美国俄克拉荷马州Okiahoma大学开发的GLHEPRO程序,国内一些大学也曾对地埋管换热器的计算进行过研究,并编制了计算软件。
八、华东、华北主要城市气候条件及冷热负荷比较 1、华东、华北地区主要城市气象参数
地区 城市 年平均冬季夏季夏季最大冻极端最极端最温度空调空调空调土深度低温度高温度(℃) 室外室外室外(㎝) (℃) (℃) 计算计算计算温度 干球湿球温度 温度 华北北京 11.4 地区 天津 12.2 华东上海 15.7 地区 南京 15.3 杭州 16.2
2、华东地区总冷热负荷比较
(1)南京、上海地区(深圳建科院计算资料) 地区 南京地区 上海地区 -12 -11 -4 -6 -4 33.2 26.4 85 33.4 26.9 69 34.0 28.2 8 31.4 28.3 9 35.7 28.5 - -27.4 40.6 -22.9 39.7 -10.1 38.9 -14.0 40.7 -9.6 39.9* 建筑类别 现行不节能符合节能标现行不节能符合节能标建筑 准的建筑 建筑 准的建筑