一引言 当今世界,环境污染和能源危机成为威胁人类生存的头等大事。随着人类生活水平的提高,中央空调的能耗占整个世界能源消耗的比例不断增加,而中央空调的能耗中绝大部分是消耗在冷热源上。因此,国内外广大专业人士一直努力寻求高效节能且环保的空调冷热源,建筑绿色建筑。 对于绿色建筑应体现在以下几个方面: 1、建筑与自然的共生:即要求保持环境、利用环境、防御自然灾害。保护生态系统并减少CO,及其他大气污染物的排放,保持建筑周边环境生态系统的平衡;充分利用太阳能、地热能进行供暖、供热、采光以及通风,充分考虑绿化配置,软化人工建筑环境;考虑建筑物的朝向等。
当今世界,环境污染和能源危机成为威胁人类生存的头等大事。随着人类生活水平的提高,中央空调的能耗占整个世界能源消耗的比例不断增加,而中央空调的能耗中绝大部分是消耗在冷热源上。因此,国内外广大专业人士一直努力寻求高效节能且环保的空调冷热源,建筑绿色建筑。
对于绿色建筑应体现在以下几个方面:
1、建筑与自然的共生:即要求保持环境、利用环境、防御自然灾害。保护生态系统并减少CO,及其他大气污染物的排放,保持建筑周边环境生态系统的平衡;充分利用太阳能、地热能进行供暖、供热、采光以及通风,充分考虑绿化配置,软化人工建筑环境;考虑建筑物的朝向等。
2、应用减轻环境负荷的建筑节能技术:即降低能耗、延长使用寿命、使用环保的材料,注重能源的再利用、使用耐久性强的建筑材料及可循环再生材料的利用。
3、循环再生型的建筑生涯。循环利用始终贯穿到整个建筑生涯。
4、创造健康、舒适的室内环境。包括健康持久的生活环境,优良的空气质量等。
5、使建筑融人历史与地域的人文环境。即继承地方传统的施工工艺,继承和保护城市与地域的景观特色,保持城市的恒久魅力和活力。
土壤源热泵系统是一种利用地下浅层的热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等),通过输入少量的高位能(如电能),将低温位能向高温位能转移,以实现既可供热又可制冷的高效节能的绿色空调系统。
在建筑绿色建筑的过程中,土壤源热泵是一种可以广泛应用的系统形式。
二土壤源热泵的优缺点及分类
2.1土壤源热泵的优点
土壤源热泵利用土壤一年四季温度稳定的特点,冬季把土壤能作为热泵供暖的热源,即把高于环境温度的地能中的热能取出来供给室内采暖,夏季把土壤能作为空调的冷源,即把室内的热能取出来释放到底于环境温度的土壤中。通常土壤源热泵消耗1KW的热量,用户可以得到4KW左右的热量或冷量,从而达到节能的目的,而且在系统运行过程中,不产生任何有害物质,实现了环保的功效。土壤源热泵的工作原理如图1所示:
该系统有如下特点:
1、资源可再生利用,土壤源热泵技术利用地球表面浅层地热资源(地能)作为冷热源进行能量转换,而地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能,相当于人类每年利用能量的500多倍,且不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这是储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,也是清洁能源。与地面上环境空气相比,地面5m以下土壤温度全年基本稳定且略低于年平均气温,可以分别在夏冬季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。所以从热力学原理上讲,土壤是一种比环境空气更好的热泵系统的冷热源。而且土壤源热泵系统不会把热量、水蒸气及细菌等排人大气环境,符合当前可持续发展的战略要求。通常土壤源热泵消耗lKW的能量,用户可以得到4KW以上的热量或冷量,这多出来的能量就是来自土壤的能源。另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。据美国环保署EPA估计,设计安装良好的土壤源热泵,平均来说可以节约用户30%~40%的供热制冷空调的运行费用。高效的土壤源热泵机组,平均产生1冷吨的冷量仅需0.88kW的电力消耗,其耗电量仅为普通冷水机组加锅炉系统的3O%~60%;
2、投资少,运行费用低,与传统空调系统相比,其一次性投资可节省15%~25%,每年运行费用可节约40%左右。采用土壤源热泵系统,由于土壤的温度理,土壤源热泵可以比风冷热泵具有更高的效率和更好的可靠性,其热源温度全年较为稳定,一般为l0-25℃。而且土壤源热泵系统可用于供暖、空调,还可提供生活热水,一套系统可以替换原来的锅炉、空调制冷装置或系统,一机多用;不仅适用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的供热和空调。此外,机组使用寿命长,均在20年左右;机组紧凑、节省空间:维护费用低;自动化控制程度高,可无人值守。土壤源热泵中的热源不是指地热田中的热气或热(温)水,而是指一般的常温土壤,所以对地下热源没有特殊要求,可在中国绝大部分地区应用。
土壤源热泵系统的COP值一般在3~6左右,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空50%~60%。
3、占地面积少,机房占地面积小,节省空间,可设在地下;
4、绿色环保,土壤源热泵系统利用地球表面浅层地热资源,没有燃烧,没有排烟及废弃物,情节环保,无任何污染,土壤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,如果结合其它节能措施节能会更明显。虽然也采用制冷剂,但比常规空调装置减少25%的充灌量;土壤源热泵系统属自含式系统,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。该装置的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,安装在绿地、停车场下,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,且不用远距离输送热量。土壤源热泵系统没有冷却塔和其它室外设备,没有中央空调集中占地问题,节省了空间和地皮,为开发商带来额外利润,产生附加经济效益,并改善了建筑物的外部形象;
5、自动化程度高,机组内部及机组与系统均可实现自动化控制,可根据室外温度变化及室内温度要求控制机组启停,达到最佳节能效果,同时节省了人力物力;
6、可自主调节机组,能够任意调机,投资者可按需要调整供应时间及温度,完全自主;
7、一机多用,即可供暖,又可制冷,在制冷时产生的余热还可提供生活生产热水或为游泳池加热,最大限度的利用了能源。
转自: http://nt.shejis.com/2008/0619/article_7992.html