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地源热泵:开采绿色能源真正实现节能、环保


时间:2014-07-08 11:48:01  来源:  作者:chinaxzy

    两年前投入使用的河北建筑科技研发中心办公楼有一件稀罕事:盛夏时节室外温度升至30℃,十分炎热。然而,没有安装传统空调的30多个房间内凉爽宜人,室温只有26℃左右,没有让200多名工作在这里的员工感到丝毫炎热。寒冬季节同样让人惊奇,尽管室外温度低达零下十余摄氏度,但没有安装一块暖气片的办公室同样温暖如春。
 
  这个尖顶的漂亮建筑外表看不到传统空调的外机,也看不到大型空调所用的冷却塔,更没有锅炉的踪影,四季如春的感觉如何而来?
 
  答案在地下。在河北省建筑科技研发中心气派漂亮的主楼内和地下,布有浅层地热利用设施。这个新颖的方法成功使近2万平方米的建筑内四季如春。这里安装了土壤型地源热泵,往地下打了108个110米深的孔,每个孔下了一个U形管,管内注满了水。水作为一种介质,能够实现地上地下热量的交换和传递。地源热泵就是地上与地下热量交换枢纽。在冬天,地下土壤中的热量通过热泵带到室内;相反,在夏天,室内的热量通过热泵排入到地下土壤中去。然后,再通过布在楼内的管道输送到各个办公室。
 
  空调制冷大市场专家介绍,浅层地热能是一个巨大的“绿色能源宝库”。在我们脚下的数十米到数百米深的地下,温度很恒定,这个地区在15摄氏度左右。浅层地热能间接来自于太阳能,它收集了太阳射向地球60%的能量,相当于人类每年能耗的近2万倍,加上地核芯热综合作用,这个地层形成相对恒温层带。
 
  不过,这一温度并不能达到冬季供暖和夏季制冷要求,要实现冬暖夏凉还需要“地源热泵技术”。空调制冷大市场专家解释说,地源热泵技术主要是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性,通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。
 
  与传统能源相比,地源热泵的应用让整栋建筑不再需要锅炉、冷却塔等设备,建筑看起来更漂亮、完整。传统的空调系统中,不管是水冷或风冷,其换热器对建筑立面造型均造成一定的破坏作用。而且,水冷换热器须配置冷却塔,且必须置于大气中,风冷机组也一样,都要暴露于建筑物之上的大气之中,影响了建筑立面造型美观效果。
 
  而且,风冷换热器和水冷换热器的换热环境均为大气,和大气换热不可避免地受到环境条件变化的影响。比如,夏天当室外温度达到40℃时,由于换热效率的降低,主机的制冷量将下降20%~40%。而且,风冷机组将废热排入大气,使室外温度升高,还将水蒸气带入大气中,这也导致大气环境更加恶劣。
 
  这些弊端对于地源热泵机组来讲是没有的。地源热泵机组改变了“换热对象”,不与大气换热,而变成与大地换热,换热对象是1.5米以下的地层,其初始温度大约等于年平均气温,一般在14~16℃左右,基本不受外界环境的影响。而且在换热过程中,地下换热器在夏季将多余的热量排到大地中,在冬季又将热量取回,以达到冬夏取散热量平衡,达到制冷和供暖的目的,这使得热泵无论在制冷或制热工况中均处于高效率。

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