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地源热泵

 
地源热泵与风冷与燃气系统的经经济性分析
 

一、运行的环境条件

1 . 与锅炉(电、燃料)供热系统相比,锅炉供热只能将 90% 以上的电能或 70 ~ 90% 的燃料内能为热量,供用户使用,地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量。
   2 .
地源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为 10 ~ 25℃ ,其制冷、制热系数可达 3.5 ~ 4.4 ,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调的 50 ~ 60% [13] 。

  运行费用分析:

  以北京市的物价水平 - 天然气价 1.90 元 /m 3 、电 0.44 元 /kWh 来比较 [14] 。如果利用天然气来采暖,天然气热值为 33500kJ/m 3 ,利用热效率 90% 计,则燃烧 1m 3 可以获得热量为: Q=33500×0.9=30150kJ 。
   如果使用地热热泵,取 COP=3.5 ,则获得同样的热量需要耗电量为:
W=Q/COP=30150/35=8614.3(kJ)=2.4(kWh)
   费用比较可知:
   热泵供暖电费 =0.44( 元 /Kwh)×W=0.44×2.4=1.056( 元 )
   而 1m 3 的天然气费用 =1.90( 元 )
   因此,用地热热泵供暖(热)可减少运行费用:

y=(1.9-1.056)/1.9=44.4%
二、工程实例投资及经济性对比分析

 现在再来通过实例来比较以地源热泵为冷热源与常规冷热源的户式中央空调的经济性比较 [15] :

  实例 1

  项目名称:上海市铁路局员工宿舍楼地源热泵空调系统项目
   项目地址:上海市长宁区
   执行单位:北京计科地源热泵科技有限公司
   建筑类型:宿舍楼
   建筑结构:砖混结构
   建筑占地: 280 平方米
   建筑面积: 679 平方米
   空调面积: 420 平方米

表 1 投资及经济性对比分析

系统类型

总投资(万元)

年运行费用(万元)

年节约运行费用(万元)

节约率

冷水机组加市政管网供热

24.5

3.2

0

0

地源热泵冷暖空调系统

26.6

1.3

1.9

59 %

 

实例 2

  项目名称:北京市顺义区月亮湾别墅地源热泵空调系统项目
   项目地址:北京市顺义区月亮湾别墅区
   执行单位:北京计科地源热泵科技有限公司
   建筑类型:别墅住宅(独栋)
   建筑结构:砖混结构
   建筑占地: 90 平方米
   建筑面积: 240 平方米
   空调面积: 190 平方米

表 2 投资及经济性对比分析

系统类型

总投资(万元)

年运行费用(万元)

年节约运行费用(万元)

节约率

冷水机组加市政管网供热

8.4

1.6

0

0

地源热泵冷暖空调系统

10.1

0.7

0.9

56 %

  通过上述分析可以看出,将地源热泵应用于户式中央空调中,有以下一些特点

(1) 从经济性方面考虑,设备的初投资较大,但是,地源热泵在夏季可以做空调冷源,冬季可以做供热的热源,因此兼用制冷的热泵系统与纯采暖相比的年运行费要明显降低。而且,地源热泵系统能耗少,机组性能系数高,节能效果明显。

(2) 从环保的角度考虑,地源热泵有不对使用地产生大气污染、噪声污染、热污染等优点,并且埋地换热器可布置在别墅区的花园、草坪或是建筑物周围的地下,而不占地上建筑面积,对环境保护有利,是一种 “ 绿色空调 ” ,符合可持续发展的要求。

(3) 从工程技术方面考虑,对于别墅区,建筑物周围空间较大,铺设埋管较容易,所以较适合使用地源热泵系统。

(4) 从操作运行角度来考虑,地源热泵系统操作要比普通制冷机组简单方便。

  尽管地源热泵的应用还存在诸如其区域性较强;初投资较高;缺少针对土壤热特物性参数的研究成果;缺少最佳匹配参数;缺少动态特性研究等方面的不足,但是随着科技的进步和工程技术人员的不懈努力这些问题都将得到很好的解决。

 

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