各种空调热泵的比较.doc

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1、各种空调热泵的比较 随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，采暖、空调、生活用热的需求越来越大，是一般民用建筑物用能的主要部分。在发达城市，夏季空调、冬季采暖与供热所消耗的能量已占建筑物总能耗的40%—50%，而在公共建筑总能耗中，暖通空调能耗约占60%-65%。由此可见，暖通空调的节能力度将直接影响着我国建筑节能整体目标的实现。在我国传统的舒适性室内环境控制技术中，北方一般以燃烧煤锅炉解决冬季取暖问题，南方则以水冷机组解决夏季空调制冷问题。20世纪80年代后，经济的高速发展和人们生活水平的迅速提高，对供热和空调的需求快速增长，对室外环境

2、质量的要求也不断提高，供热、制冷的方式越来越多样化。从可持续发展的角度看，采暖空调用能必须提高能源利用效率，努力寻找可再生的能源。热泵技术就是空调领域内实施建筑节能的重要方法之一，对于节约常规能源、缓解大气污染和温室效应起到积极的作用。热泵即通过少量的高位热能的输入，把不能直接利用的低位热能转化为可以利用的高位能，从而达到节约部分高位能的目的。以下是对几种热泵的特点及其局限性做一比较：一、空气源热泵空气源热泵以室外空气作为冷热源，具有系统简单、年运行时间长、初始投资较低、技术比较成熟等优点，在冬季气候较温和的地区，如我国长江中下游地区，已得到相当

3、广泛的应用。空气源热泵的主要缺点是受室外环境的制约，在遇到夏季高温和冬季寒冷的天气时热泵的效率大大降低，而且制热量随室外空气温度降低而减少，制冷量随室外温度升高而降低，这与建筑物的冷、热负荷需求趋势正好相反。其次在供热工况下空气源热泵的蒸发器上会结霜，需要定期除霜，这也消耗大量的能量，特别是在寒冷地区和高湿度地区，热泵蒸发器的结霜可成为较大的技术障碍，除霜损失约占热泵总能耗的10%。另外，空气源热泵体型较大，占地面积大；噪声较高。空气源热泵还会使得外界局部空间环境条件恶化，存在热岛效应。二、水源热泵水源热泵是利用地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热

4、源，进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体，包括地下水或河流、地表部分的河流和湖泊以及海洋。由于水体温度一年四季相对稳定，其波动范围远小于空气温度的变化，水源热泵机组可利用的环境水体温度冬季为12－22℃，比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体温度为18－35℃，比环境温度低，所以制冷的冷凝温度降低，机组效率提高。因而水源热泵不仅性能稳定、工作可靠、运行费用低，而且可以实现一机多用，满足供暖、空调及生活热水的需要。水源热泵的COP一般可达到4~5，节能效果十分明显。但是，水源热泵也有其致命的弱点，理论上可以

5、利用一切的水资源，其实在实际工程中，它要受到可利用的水源条件、水层的地质结构、水资源使用政策以及能源结构和价格等因素的限制。不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。目前的水源热泵利用方式中，闭式系统一般成本较高。而开式系统，能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件，水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑到使用地的地质的结构，确保可以在经济条件下打井找到合适的水源，同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件，保证用后尾水的回灌可以实现。在靠近江、河、湖

6、、海等大体积自然水体的地方利用地表水热泵是值得考虑的一种空调热泵型式，但受到自然条件的限制，一定的地表水体能够承担的冷、热负荷与其面积、深度和温度等多种因数有关，需要根据具体情况行计算。此外，热泵的换热对水体中生态环境的影响有时也需要预先加以考。地表进水中的泥沙、水藻等杂质含量高，水表面直接与空气接触，水体含氧量较高，腐蚀性强，直接供应到每台热泵机组进行换热，容易导致热泵机组寿命的降低，换热器结垢而性能下降，严重时还会导致管路阻塞，因此不宜将地表水直接供应到每台热泵机组换热，而需通过中间换热器运行。因此在应用水源热泵之前必须做详细的水文地质调查和

7、技术经济性能分析。三、土壤热源热泵地热能是一种典型的清洁能源，是可以再生的。地表浅层中蓄存的低品位热能的利用技术是比较成熟的。土壤作为热源具有一些优点：热容量大，土壤的温度比较稳定，变化幅度比较小，有适宜的温度范围，另外土壤的蓄能性能好，土壤温度变化比空气温度变化相位有延迟效应。土壤源热泵是利用浅层的地热能源作为热源的闭路循环地源热泵系统，即通过载能循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭地下埋管中的流动，实现系统与大地之间耦合和热量的传热。冬季热泵从浅层的土壤中取热，用于建筑供暖，同时蓄存冷量以备夏用；夏季热泵逆向运行，将建筑物内的热量转移到

8、地下对建筑进行降温，同时蓄存热量以备冬用。因此，土壤源热泵既保持了地源热泵高效、稳定运行及维护费用低等优点，又可利用岩土的天然蓄能能力，