2012年一級(jí)建筑師考試建筑物理與設(shè)備備考輔導(dǎo)18
來(lái)源：考試吧發(fā)布時(shí)間：2011-12-26 16:29:43
3、高溫地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用
3.1 高溫地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用形式高溫地源熱泵技術(shù)作為一種高效、環(huán)保、節(jié)能的供熱制冷技術(shù)可以應(yīng)用于所有的采暖空調(diào)和熱水供應(yīng)系統(tǒng)，并可以和其它新能源技術(shù)有機(jī)結(jié)合，提高綜合利用效率。目前，高溫地源熱泵在工程中的實(shí)際應(yīng)用主要有如下幾種形式。
(1)燃煤或燃油(氣)鍋爐改造。直接替代供熱鍋爐，具有占地少，工程量小，環(huán)保，安全，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，可以直接接駁散熱其采暖系統(tǒng)而不需要改造末端系統(tǒng)，雖然一次投資高于普通供熱鍋爐，但因其運(yùn)行費(fèi)用僅相當(dāng)于燃煤鍋爐，其增加的投資可以在3-5年內(nèi)收回;
(2)建筑采暖、空調(diào)和衛(wèi)生熱水三聯(lián)供。衛(wèi)生熱水溫度60℃以上，特別是夏季衛(wèi)生熱水可在制冷同時(shí)回收空調(diào)余熱免費(fèi)提供，經(jīng)濟(jì)效益顯著;
(3)低溫地?zé)岷偷責(zé)嵛菜�。�?duì)于許多溫度在50℃以下的地?zé)豳Y源，直接利用效益不佳，可以采用高溫地源熱泵，以其作為熱源，向采暖系統(tǒng)供熱或提供生活熱水。對(duì)于50℃以上的地?zé)豳Y源，一般地?zé)崴诮?jīng)過(guò)采暖系統(tǒng)或生活熱水系統(tǒng)后直接排放或回灌，地?zé)嵛菜臏囟仍?0℃左右，可以利用高溫地源熱泵回收地?zé)嵛菜械臒崃肯蛳到y(tǒng)供熱，使地?zé)嵛菜欧艤囟冉档椎?0℃左右，大大提高地?zé)豳Y源的利用率，使一眼井產(chǎn)生兩眼井的效益。
(4)與太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)的結(jié)合。目前太陽(yáng)能越來(lái)越多的應(yīng)用到建筑熱水供應(yīng)和空調(diào)采暖系統(tǒng)之中，但是因?yàn)樘?yáng)能資源的不穩(wěn)定性，基本上需要常規(guī)能源作為輔助，如采用電鍋爐、染油(氣)鍋爐輔助加熱。將高溫地源熱泵與太陽(yáng)能結(jié)合用于 建筑熱水供應(yīng)和采暖系統(tǒng)，一方面可以節(jié)省大量的能源費(fèi)用，減少對(duì)環(huán)境的污染，另一方面，對(duì)太陽(yáng)能熱水的溫度要求降低，在滿足供熱溫度的同時(shí)極大的提高了太陽(yáng)能集熱器的吸熱效率，減少集熱器的投資。
隨著新能源利用和節(jié)能建筑技術(shù)的進(jìn)一步推廣，建筑能耗逐漸降低，高溫地源熱泵的應(yīng)用空間將越來(lái)越大，將會(huì)出現(xiàn)更多的應(yīng)用形式。
3.2 高溫?zé)岜眉夹g(shù)應(yīng)用實(shí)例
(1)高溫地源熱泵空調(diào)、采暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)如中國(guó)科學(xué)院外國(guó)專家公寓，賓館，建筑面積11000m2，中央空調(diào)系統(tǒng)，末端設(shè)備風(fēng)機(jī)盤(pán)管。原空調(diào)制冷設(shè)備螺桿式冷水機(jī)組，采暖熱源為城市熱力，熱水由自備燃油鍋爐供應(yīng)。2001年8月系統(tǒng)進(jìn)行改造，安裝兩臺(tái)廣州能源研究所研制，北京中科能公司生產(chǎn)的地源熱泵機(jī)組替換原制冷采暖和制熱水設(shè)備，GWHP400型高溫?zé)岜脵C(jī)組一臺(tái)，額定制冷量356kw，額定制熱量401kw，WRB470型商用熱泵機(jī)組一臺(tái)額定制冷量402kw，額定制熱量470kw.設(shè)抽回灌井各一口，一抽一灌井深76.5米，井水溫度15℃，每口井設(shè)一潛水泵。
運(yùn)行工況：夏季機(jī)組制冷運(yùn)行，向空調(diào)系統(tǒng)供冷，并由高溫?zé)岜脵C(jī)組回收空調(diào)余熱產(chǎn)生每天60m3衛(wèi)生熱水，熱水溫度60℃。
冬季機(jī)組制熱運(yùn)行，向空調(diào)系統(tǒng)供熱的同時(shí)由高溫?zé)岜脵C(jī)組供應(yīng)衛(wèi)生熱水。
過(guò)渡季節(jié)由高溫?zé)岜脵C(jī)組制熱運(yùn)行供應(yīng)生活熱水。
目前該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了兩個(gè)采暖期和兩個(gè)空調(diào)期的運(yùn)行，取得了良好的效益。在運(yùn)行費(fèi)用方面地源熱泵系統(tǒng)每年可比原系統(tǒng)節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用38萬(wàn)元以上，經(jīng)濟(jì)性分析如上圖3所示(空調(diào)期150天;采暖期(含過(guò)渡期)150天;全年熱水)。
類似的高溫?zé)岜貌膳�、空調(diào)、熱水三聯(lián)供項(xiàng)目還有北京財(cái)貿(mào)干部管理學(xué)院。
(2)高溫地源熱泵采暖系統(tǒng)如中國(guó)科學(xué)出版社，主要為辦公用房，建筑面積22000m2，愿采用燃煤鍋爐供暖，末端設(shè)備為普通鑄鐵散熱器。2002年10月進(jìn)行鍋爐改造，安裝廣州能源研究所研制的GWHP600高溫?zé)岜枚_(tái)，單臺(tái)供熱能力602kW，熱源為淺層地下水，工打三眼水井，井深90米，一抽兩灌，井水溫度14℃。該系統(tǒng)2002年11月1日竣工投入運(yùn)行，至2003年3月15日采暖期結(jié)束，經(jīng)過(guò)一個(gè)冬季采暖運(yùn)行，其運(yùn)行費(fèi)用(包括井水潛水泵)為29萬(wàn)元，一個(gè)采暖期每平方米的采暖費(fèi)用為13.2元，接近燃煤采暖的費(fèi)用。采暖期間，室外最低氣溫-16℃時(shí)，室內(nèi)溫度仍能保持在20℃以上，熱泵設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，出水溫度保持在65℃以上。
本地源熱泵系統(tǒng)機(jī)房仍利用原燃煤鍋爐房，該鍋爐房現(xiàn)改造為兩層，二層和一層的三分之二用于其它用途，地源熱泵機(jī)房只利用了一層約100 m2的面積。
類似的高溫?zé)岜貌膳?xiàng)目還有北京廣渠門(mén)住宅小區(qū)，建筑面積26000m2，安裝GWHP600高溫?zé)岜枚_(tái)，供暖效果良好。
(3)高溫地源熱泵
地?zé)崮堋⑻?yáng)能等新能源的結(jié)合高溫地源熱泵與地?zé)崮芙Y(jié)合如北京中科能公司正在實(shí)施的某度假村的地源熱泵采暖空調(diào)項(xiàng)目，建筑面積約20000m2，采用GWHP400型高溫?zé)岜脵C(jī)組二臺(tái)，夏季空調(diào)采用冷卻塔冷卻。衛(wèi)生熱水由地?zé)崴?jīng)過(guò)換熱器換熱提供，冬季部分采暖熱源由地?zé)崴苯犹峁�，采暖和熱水系統(tǒng)換熱后的地?zé)嵛菜鳛楦邷責(zé)岜玫牡蜏責(zé)嵩矗筛邷責(zé)岜孟蛄硪徊糠纸ㄖ┡�，地�(zé)嵛菜毓鄿囟?2℃。
高溫?zé)岜眉夹g(shù)與太陽(yáng)能的結(jié)合如廣州能源研究所和北京中科能公司實(shí)施的國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目—奧運(yùn)新能源綜合利用建筑示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目建筑面積8000m2，采用太陽(yáng)能和高溫地源熱泵空調(diào)和采暖。太陽(yáng)能集熱器面積1200m2，太陽(yáng)能制冷機(jī)額定制冷量200kW，選配高溫地源熱泵機(jī)組型號(hào)為GWHP400，額定制冷量391kW，額定制冷量448kW.夏季空調(diào)由吸收式太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)和高溫地源熱泵聯(lián)合供應(yīng)。冬季部分采暖由太陽(yáng)能提供，當(dāng)太陽(yáng)能不足時(shí)由高溫地源熱泵加熱太陽(yáng)能熱水向建筑供暖，通過(guò)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使建筑采暖空調(diào)能耗的80%來(lái)自于太陽(yáng)能和地下熱能。
4、高溫地源熱泵技術(shù)的發(fā)展
隨著各科研單位對(duì)地源熱泵研究力度的深入和大量新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，高溫地源熱泵技術(shù)將不斷發(fā)展，其運(yùn)行效率、出水溫度、應(yīng)用范圍將會(huì)不斷的改進(jìn)，滿足各種方面的空調(diào)供熱需求。比如中科院廣州能源研究所目前正在研究出水溫度在80℃以上的高效高溫地源熱泵機(jī)組，相信在不久的將來(lái)，在地源熱泵市場(chǎng)上將會(huì)有越來(lái)越多的產(chǎn)品供供熱空調(diào)設(shè)計(jì)師和用戶選擇。
