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地源热泵应更多发展多能源集成系统

江苏快三开奖结果来源:http://www.nbfrp.com/ 时间:2014-9-18

        近几年,地源热泵得到了大量应用和迅猛发展,也暴露出不少严重甚至难以逆转的问题,如有些地区经过长期使用,土壤温度持续下降或上升,影响系统运行能效;有些系统引用地表水却出现结冰现象,造成能效下降甚至干脆停机。针对此类问题,系统集成创新的概念被业内提出。其原理十分简单,即用新技术、新系统改造传统地源热泵系统,或者将新技术、新系统与传统方式的技术要素整合利用,可称之为热泵空调集成系统、复合式地源热泵系统或混合式系统。 
       热源多元化是这一过程的基础性问题。热泵热源种类很多,其特点不尽相同,如何将这些热源集成起来,让它们充分发挥优势并组合成新热源,以改善热泵运行特性和精密性,是当前行业人士的探索方向。笔者认为,以下几种模式值得参考借鉴: 
       一是地埋管 地表水复合地源热泵系统。地表水在部分地区特别是南方城市较为乐观,但冬季水温偏低也是常见问题,在夏热冬冷地区常降至4℃以下。对此,采用串联式地埋管和地表水集成系统(双热源系统),当冬季水温偏低,地埋管投下去后可让机组内的出水先经过它发热,然后进入地埋管,换热后再返回机组,从而使机组的地表水和土壤两方面都获得热量,减轻地表水温偏低的问题。需注意的是,当地表水温偏高时应关闭地埋管,使之成为单一的地表是水源热泵系统。而当地表水温正常但水量不多时,需要有相应对策。 
        二是地埋管 太阳能复合地源热泵系统。众所周知,太阳能是无穷无尽、无公害的清洁能源,更是21世纪后最有希望的能源。但太阳能也是“不稳定”的品类。目前,我国年日照时间在2000小时以上的地区占2/3,考虑到阴天和晚间等不安全性、不可靠因素,让地埋管和太阳能构成复合系统成为可能。从供热的安全角度看,地埋管必须按照满负荷设计,以满足最不利工况要求。同时,从经济角度考虑太阳能完全免费,因此在集成系统中必须优先采用太阳能并充分利用,要安全又要经济,就需从运行模式考虑并解决问题。 
       三是地下水 海水源热泵复合系统。我国一些港口和岛屿可利用的海水资源十分丰富,其夏季水温通常在20℃ 30℃的区间,是比较理想的冷却水源。冬季部分水域水温降到0 13℃,甚至表面出现结冰状况。遇到这种情况,天津滨海新区某项目采用地下水和海水源热泵组合的运行模式,充分利用了海水资源,并保证了系统稳定性和安全性。 
       四是室内余热可作为资源,即水环热泵空调系统。项目可将太阳能、水、空气、土壤里面的能量引入并结合,如果这些能量较低,可将相应的热泵引入系统,以此替代辅助加热的锅炉,组成太阳能水环热泵空调系统或井水源水环热泵空调系统、土壤源水环热泵空调系统、空气源水环热泵空调系统等复合运行模式。 
       五是地埋管热泵 冰蓄冷热泵系统。在北京某项目中,这套系统地埋管按冬季采暖负荷设计,由于空调负荷大于采暖负荷,因此夏季难以满足运行需求,其差值恰由冰蓄冷系统来解决,不但对电网资源起到了削峰填谷的积极作用,用户还享受了电价优惠,使运行费用下降。 
      六是土壤蓄冷 土壤热泵耦合集成系统。这种设想将蓄冷装置与热泵地下吸热装置合二为一,通过冷水机组实现集成系统热泵、蓄冷和空调功能。这种复合模式虽然通过土壤蓄冷来削峰填谷,是对蓄冷空调的原始创新,但面临问题同样不少,包括仿真模拟环节、对土壤蓄冷溢冷过程的热力特性和冷量损失等问题都需要认真研究。 
       此外,还有自然供冷 地埋管热泵系统以及分体空调器 热水供应空调系统等创新复合模式。特别是后者已经实现了商品化,但不少细节问题仍需要商榷,解决不彻底会影响自身发展。 
       在国家“十二五”政策支持下,2015年我国地热供能总面积有望达到3.5亿至4亿平方米,更有专家预测地热能开发利用市场总额将超过700亿元人民币,可见这一市场之巨大、前景之光明。一言蔽之,科学和理性发展是地源热泵行业取得健康成长的关键,切不可形而上学、搞“大跃进”。地源热泵市场兴起是一把“双刃剑”,为此要有四点认识: 
       首先,复合式热泵空调系统形式很多,应根据不同集成创新目标,提出不同的系统形式。其次,系统创新推动地源热泵发展,一定要有机集成而不是机械拼凑。目前“凑出来”的工程不在少数,应引起高度注意,特别是为了某些政策性补贴而搞出来的低质工程。再其次,创新要从工程出发,以节能、省钱为基本原则,只节能不省钱或只节钱不省能都是不可能持续的。最后,要加强混合系统模拟预测分析,同时加强自动控制系统发展,共同带动复合系统成熟。

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