摘要：傳統(tǒng)的空調(diào)供暖運(yùn)行能耗高、污染大， 因此尋求節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的空調(diào)方式來降低建筑能耗，是一個(gè)急需解決的問題。源自于太陽能的地源熱泵這一新興的綠色能源具有技術(shù)成熟、無污染的優(yōu)勢。文章通過地源熱泵原理的介紹和在浙江LNG項(xiàng)目中的具體應(yīng)用，對熱泵和常規(guī)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行了對比計(jì)算分析。實(shí)例表明地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低、具有明顯的節(jié)能環(huán)保功效，有良好的發(fā)展前景。

　　主題詞　地源熱泵  成熟技術(shù) 傳統(tǒng)空調(diào)供暖　節(jié)能減排　環(huán)境保護(hù)　可持續(xù)發(fā)展

　　前言

　　傳統(tǒng)的空調(diào)供熱方式因其產(chǎn)生大量的環(huán)境污染和能源的浪費(fèi)正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。生態(tài)環(huán)境的惡化，資源的衰竭，迫使人們找尋一種綠色節(jié)能的空調(diào)供熱方式。地源熱泵因其在環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約方面的顯著效果而被普遍看好。

　　一期建設(shè)規(guī)為300萬噸/年的浙江LNG接收站項(xiàng)目作為國家重點(diǎn)項(xiàng)目，不僅以“奉獻(xiàn)清潔能源”為目標(biāo)，在項(xiàng)目建設(shè)中積極采用節(jié)能技術(shù)，自覺承擔(dān)起實(shí)現(xiàn)國家“十一五”節(jié)能減排目標(biāo)的社會(huì)責(zé)任，在廠前區(qū)工程的空調(diào)選用中采用了地源熱泵空調(diào)。

　　廠前區(qū)是浙江LNG項(xiàng)目的附屬工程，。它包括行政樓、倒班宿舍(等辦公生活設(shè)施。其中行政樓為多層建筑，高度17.4米，建筑面積5392m2,空調(diào)冷負(fù)荷約為530KW，熱負(fù)荷約為395KW；倒班宿舍多層建筑，高度15.45米，建筑面積6176m2,滿負(fù)荷人數(shù)為134人，空調(diào)冷負(fù)荷約為620KW，熱負(fù)荷約為490KW，生活熱水平均小時(shí)負(fù)荷為43KW，最高小時(shí)負(fù)荷為138KW。

　　在空調(diào)設(shè)備的選型中，公司領(lǐng)導(dǎo)重視從設(shè)計(jì)階段采用綠色節(jié)能技術(shù)，動(dòng)員員工開展“貫徹科學(xué)發(fā)展觀，我為浙江LNG項(xiàng)目建設(shè)獻(xiàn)言策”活動(dòng)，最終采納了員工的合理化建議，選擇了地源熱泵--這種綠色可再生的新型能源技術(shù)。

　　地源熱泵原理

　　在地源熱泵系統(tǒng)中，地球成了無窮大的“冷卻塔”和“鍋爐”。 以寧波地區(qū)為例地下表層溫度常年維持在16.5度左右，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內(nèi)采暖，此時(shí)地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時(shí)地能為“冷源”(如圖)。通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。周而復(fù)始，能量在循環(huán)中生生不息。

　　地源熱泵結(jié)構(gòu)

　　地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、地源熱泵機(jī)組和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。

　　熱泵機(jī)組裝置主要有：壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥四部分組成，其工作原理同制冷機(jī)的工作原理是完全相同(如圖所示)：

　　空調(diào)系統(tǒng)選擇要求及機(jī)組選型

　　浙江LNG項(xiàng)目位于北侖區(qū)穿山半島白峰鎮(zhèn)的中宅村，依山傍海。該項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)采用地源熱泵系統(tǒng)，一機(jī)三用，夏天制冷，冬天制熱，同時(shí)提供生活熱水（在夏季制冷季節(jié)，生活熱水為免費(fèi)提供）。

　　一、

　　熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)(如下圖)

　　在制冷季節(jié)，利用室外地埋管作為兩臺(tái)主機(jī)的冷源，按照系統(tǒng)原理圖中的要求打開相應(yīng)的閥門A，就可實(shí)現(xiàn)為室內(nèi)供冷的目標(biāo)，并同時(shí)利用其中一臺(tái)機(jī)組的熱回收功能，實(shí)現(xiàn)對生活熱水的部分供應(yīng)，如生活熱水需求量大，即開啟高溫型地源熱水機(jī)組制備熱水。  在過度季節(jié)，利用室外地埋管，通過與土壤換熱，開啟高溫型地源熱水機(jī)組制備熱水。   在供暖季節(jié)，開啟一臺(tái)主機(jī)即可滿足供暖要求。按系統(tǒng)原理圖中的要求打開相應(yīng)的閥門B，就可滿足為室內(nèi)供熱的目標(biāo)。同時(shí)可利用其中一臺(tái)機(jī)組的熱回收功能，實(shí)現(xiàn)對生活熱水的部分供應(yīng)，如生活熱水需求量大，即開啟高溫型地源熱水機(jī)組制備熱水。

　　二、機(jī)組選型

　　根據(jù)冷熱負(fù)荷估算情況，考慮兩建筑使用時(shí)間及熱水供應(yīng)情況，擬選用兩臺(tái)制冷量為595KW、制熱量為639KW（其中部分回收熱量為108KW供生活熱水）的部分熱回收地源源熱泵機(jī)組，同時(shí)配備一臺(tái)制熱量為60KW的全熱回收地源源熱泵機(jī)組，在過渡季節(jié)供生活熱水使用。根據(jù)廠家產(chǎn)品選擇設(shè)備如下：

　　地源熱熱泵設(shè)備技術(shù)規(guī)格書

　　鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70～90%的燃料內(nèi)能為熱量，供用戶使用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省約二分之一的能量；地源熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，不消耗水也不污染水，不需要鍋爐，不需要冷卻塔，也不需要堆放燃料廢物的場地，環(huán)保效益顯著。

　　根據(jù)廠前區(qū)項(xiàng)目使用的實(shí)際特點(diǎn)，按照與傳統(tǒng)空調(diào)模式及VRV系統(tǒng)模式兩部分進(jìn)行比較。

　　1、與傳統(tǒng)空調(diào)模式的比較。

　　地源熱泵空調(diào)與傳統(tǒng)空調(diào)模式室內(nèi)部分（空調(diào)末端）一致，因此僅比較機(jī)房及室外部分。夏季按運(yùn)行4個(gè)月，負(fù)荷系數(shù)取0.7，冬季按運(yùn)行3個(gè)月，負(fù)荷系數(shù)取0.6。電價(jià)按1元/KWH計(jì)，燃油按4500元/噸計(jì)，燃?xì)獍?.2元/立方計(jì)。油的折標(biāo)煤系數(shù)為1.457kg/kg，氣的折標(biāo)煤系數(shù)為

　　1.33kg/m3，電的折標(biāo)煤系數(shù)為0. 122 9kg/kWh。

　　與傳統(tǒng)空調(diào)模式的投資比較表

　　2、與VRV空調(diào)機(jī)組+風(fēng)冷熱泵熱水機(jī)組比較

　　由于VRV空調(diào)系統(tǒng)包含室內(nèi)機(jī)部分，故地源水源熱泵機(jī)組也考慮室內(nèi)末端部分。

　　與VRV空調(diào)機(jī)組+風(fēng)冷熱泵熱水機(jī)組投資比較表

　　3、浙江LNG廠前區(qū)工程設(shè)計(jì)空調(diào)使用面積11568M2，使用地源熱泵技術(shù)全年可節(jié)約電能約76000KWh。雖然使用地源熱泵系統(tǒng)會(huì)使廠前區(qū)工程初期投資有所增加，但增量成本在系統(tǒng)運(yùn)行4年內(nèi)可收回。同時(shí)采用地源熱泵系統(tǒng)比風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)每年可節(jié)約能源折合90噸標(biāo)準(zhǔn)煤，并可減少221噸二氧化碳排放。

　　結(jié)論：綜合考慮初投資、運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)行的安全穩(wěn)定性、舒適度以及環(huán)保因素，同時(shí)考慮國家節(jié)能減排的政策，該項(xiàng)目采用地源水源熱泵系統(tǒng)是合理可行的。

　　我國地源熱泵的發(fā)展前景

　　今年三月八日國家財(cái)政部和住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的進(jìn)一步推進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用的通知，明確“十二五”可再生能源建筑應(yīng)用推廣的目標(biāo)“切實(shí)提高太陽能、淺層地能、生物質(zhì)能等可再生能源在建筑用能中的比重，到2020年，實(shí)現(xiàn)可再生能源在建筑領(lǐng)域消費(fèi)比例占建筑能耗的15%以上。  浙江省也提出了百萬平方米地源（水源）熱泵空調(diào)計(jì)劃實(shí)施方案，推進(jìn)地源（水源）熱泵空調(diào)系統(tǒng)在建筑中的應(yīng)用。通過實(shí)施百萬平方米地源（水源）熱泵空調(diào)計(jì)劃，力爭到2012年，使我省地源（水源）熱泵空調(diào)系統(tǒng)在建筑中的應(yīng)用面積超過100萬m2，并形成比較完善的扶持政策體系。

　　在項(xiàng)目所在的寧波市地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)屬于住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、市政府、市建委推廣使用的可再生能源建筑應(yīng)用的范圍，日前浙江LNG廠前區(qū)地源熱泵業(yè)已作為建筑節(jié)能項(xiàng)目獲得市建委申報(bào)備案。

　　國家政策的大力支撐、技術(shù)優(yōu)勢的重中之重、加上自身顯而易見的優(yōu)點(diǎn)，地源熱泵全面興起的時(shí)機(jī)已經(jīng)不遠(yuǎn)了！

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