2.1 各种低位热源形式的特点
2.1.1 空气源热泵
空气源热泵有许多优点,如高效、节能、环保,无须安装冷却塔,可以不占
用机房,使用维护方便等。
空气源热泵在高层建筑中应用,可能会面临室外换热器安装不便的问题。
一般高层建筑的室外换热器安装在裙房或塔楼的屋顶,但当热泵台数较多,换
热器占地面积大或屋顶需要承担其它功能时,就需要为空气源热泵的室外换热
器寻合适的安装位置。
多年的运行经验还表明,空气源热泵在寒冷地区应用存在以下突出问题:
(1) 热负荷与供热能力变化不一致 随着室外环境温度的降低,压缩机
吸气比容增大,使得机组制冷剂质量流量迅速下降,这样机组的制热量就以相
张云雷退赛应比例下降 与此同时,建筑物热负荷却随室外温度的降低而增大,这就涉
及到平衡点温度问题。所谓平衡点温度是指建筑热负荷与热泵机组所提供的供
热量相等时所对应的室外温度。当室外温度低于平衡点温度时,热泵供热量不
足,需要增加辅助热源,这将使设备初投资增加,系统更复杂,给运行、维
护、调节带来不便。平衡点温度取得过低,则选用的辅助热源较小,甚至可以
不设辅助热源,但这样热泵容量过大,机组长期在部分负荷下运行,效率降
低;如平衡点温度选得过高,则所需辅助热源过大,亦不利于节能。只有合理
平衡点温度,才能将此矛盾对系统经济合理性的影响降到最低限度
。
(2) 压缩机的工作状况变差 随着室外环境温度的降低,压缩机的吸气
压力降低,压缩比增大,压缩过程严重偏离正常压缩过程,导致机组排气温度
急剧上升。压缩比增大造成压缩机的输气系数、输气量及效率的下降。同时压
缩机排气温度过高,使润滑油的粘度急剧下降,影响压缩机的润滑。压缩比过
大使得压缩机排气温度超温、系统频繁启停,无法正常工作。
(3) 低温结霜问题 当室外温度较低而相对湿度过大时,室外换热器发
赵立新为什么被换脸生结霜现象
尹相杰的老婆是谁。换热表面上的积霜若不及时清除,将堵塞空气通道,减小传热
表面,增大传热热阻,使得供热量骤减,空气流动阻力显著增加,换热效率明显降低,制冷装置的总体性能下降。结霜严重时,除霜损失大,系统供热量及运行的可靠性、经济性均受影响,甚至有可能发生停机现象。因此,必须适时进行除霜,以保持系统高效率运行。
(4) 节能效果降低 室外温度降低,导致蒸发温度降低,在相同冷凝温
度下条件,压缩比大,单位制热量耗功增加,制热性能系数下降,再加上除霜
耗能,供热季节性能系数降低,能源利用率降低,热泵较其它热源形式的优越
性被削弱,甚至不如其它热源形式经济合理。
2.1.2 地表水源热泵
水的热容量大,换热系数大,机组效率高,地表无需回灌,投资小,环境
破坏小。
地表水热泵的应用条件及存在的问题如下:
(1) 附近有便于取用的地表水源的建筑才可能考虑此低位热源形式,多
数高层建筑周围不具备这样的有利条件。
(2) 地表水水质比传统空调用水要差得多,换热器易出现腐蚀、堵塞等
现象。水质对水处理成本,设备寿命,系统经济性影响很大。
(3) 北方冬季气温低,地表水热能品味低,难以被利用,这极大地限制
了水源热泵在北方的应用。
2.1.3 地下水源热泵
深井回灌式的地下水源热泵空调系统,近年来发展较快,在我国上海、浙
江、北京、内蒙古等许多地区都有了工程应用实例。
地下水水温比较恒定,为热泵提供较低的冷凝温度和较高的蒸发温度,使
地下水源热泵具有较高的制冷、制热性能系数,是建筑物夏季供冷、冬季供暖
的一种稳定、高效、节能、环保的冷热源设备。
最新入党志愿书1500字地下水源热泵应用条件及存在的问题如下:
(1) 水量、水质、水温问题。必须要有丰富、稳定、优质的地下水资
源,才能显现水源热泵的优越性。
(2) 要有便于开采回灌的地质条件。
(3) 建筑物周围必须具备井布置条件。深井涉及到地面沉降问题,会
对邻近的建筑基础造成影响。且如果井间距离过小,可能会形成抽水与回灌的
热短路。
(4) 地下水源热泵可能会造成地下水的污染和破坏。
(5) 地下水使用政策,也影响地下水源热泵的经济性。
2.1.4 土壤源热泵
土壤源热泵环保无污染,符合可持续发展的要求。地下土壤温度一年四季
相对稳定,冬季比室外环境空气温度高,夏季比环境温度低,这种温度特性使
得土壤源热泵效率较高
[39]
。土壤温度波动小的特性也使得热泵机组运行更稳
郑恺英语定、可靠,维护费用降低
[40]
。土壤的蓄能特性实现了冬、夏季能量的互补性,
提高了热泵的性能系数。
土壤源热泵的应用条件及存在的问题如下:
(1) 土壤导热系数小,使埋地换热器的面积较大,这就需要较大的埋管
场地。
(2) 连续运行时,热泵的冷凝温度或蒸发温度受土壤温度的影响而发生
波动。
(3) 此低位热源形式涉及钻探工程,东北地区的一些项目甚至要穿越冻
土层,施工困难,系统投资比较大。有资料统计,钻孔工程量大约为每平米
建筑面积的 1~2 倍,特别是垂直地埋管式地源热泵系统,需要大量的钻孔工
程,系统地下部分的投资约与地上部分持平,影响了一些业主对于该技术的
选择。
2.1.5 太阳能热泵
太阳能具有分布广泛、无需运输、安全、节能环保等优点。
太阳能热泵的应用条件及存在的问题如下:
(1) 太阳能能流密度低且不稳定 太阳能能流密度低,要获得足够的热
量需要较大的面积,集热器布置困难。太阳能受天气、季节影响较大,单一的
太阳能装置对许多连续用能的用户来说往往不能满足要求,需要其它热源
作为补充,或采取必要的蓄能措施。
(2) 投资经济性差 太阳能热泵系统初投资偏高,我国目前的能源结构
和较低的燃料价格直接影响太阳能热泵的市场竞争力。
(3) 技术不成熟 目前我国的太阳能利用主要集中在被动式太阳房采暖
和热水器提供家用热水上,而主动式太阳能供热系统的开发利用还相对落后。
我国对太阳能热泵的研究起步较晚,各种类型的太阳能热泵性能及其自动化水
平都有待提高。
(4) 标准化生产 太阳能热泵产品标准化水平不高。只有实现太阳能热
泵系统的产业化发展和规模化应用, 从而大幅度降低生产成本,才能增强其
市场竞争力。
2.3 各种低位热源形式的综合比较
根据上述分析,将各种低位热源做比较见表 2-1。在进行场地大小比较
时,以相同供热量下太阳能热泵所需集热器面积为基准 1。
各种低位热源形式对照表
显而易见,空气是条件最容易满足的,也是目前应用最为广泛的低位热源
形式,其对建筑周围环境及场地均没有特殊要求。但以空气为低位热源也存在
很多问题,首先要解决的是室外温度低时压缩比过大,排气温度过高,制热性中石化油价查询
能系数下降等问题。
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