2012年一級建筑師考試建筑物理與設(shè)備備考輔導(dǎo)17
來源：考試吧發(fā)布時間：2011-12-26 16:28:47
2、高溫地源熱泵技術(shù)
2.1 高溫地源熱泵的概念高溫地源熱泵的“高溫”是相對于目前占市場主導(dǎo)地位的最高熱水出水溫度在55℃以下的地源熱泵產(chǎn)品而言，一般指在地(水)源溫度10-15℃時，供熱溫度在60℃以上的產(chǎn)品，正常運(yùn)行出水溫度范圍在62—72℃，可以滿足所有的中央空調(diào)和生活熱水系統(tǒng)的水溫要求。雖然在供熱出水溫度上只有十幾度的提高，但對于熱泵技術(shù)來說卻是一個極大的突破，一般的地源熱泵機(jī)組在該工況下，性能會極大衰減甚至無法運(yùn)行，因此高溫?zé)岜卯a(chǎn)品對設(shè)備零部件的選擇和制冷劑的使用都有很高的要求，產(chǎn)品的研發(fā)和設(shè)計方面的成本也很高。目前國內(nèi)市常上擁有高溫?zé)岜眉夹g(shù)和產(chǎn)品的企業(yè)寥寥無幾。
2.2 高溫地源熱泵的幾個關(guān)鍵技術(shù)相對于輸出溫度55℃以下的熱泵技術(shù)，高溫地源熱泵在不提高低溫?zé)嵩?地源)溫度的情況下，熱泵供熱溫度達(dá)到60℃以上，并保持較高的運(yùn)行效率和穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，一般需要解決如下幾個關(guān)鍵技術(shù)。
(1)壓縮機(jī)的選擇：目前熱泵設(shè)備常用壓縮機(jī)類型主要有螺桿壓縮機(jī)、全封閉渦旋壓縮機(jī)與半封閉活塞壓縮機(jī)等，經(jīng)過對不同類型壓縮機(jī)工作特性進(jìn)行比較研究，目前高溫?zé)岜迷O(shè)備一般選用半封閉活塞壓縮機(jī);
(2)工質(zhì)的選擇：根據(jù)高溫?zé)岜迷O(shè)備最大工作壓力≤25bar，采用對環(huán)境友好的R134a作為制冷劑為工質(zhì)，對環(huán)境無污染，對臭氧層無破壞作用;
(3)循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計：采用多路獨(dú)立制冷循環(huán)系統(tǒng)，共用一個水循環(huán)系統(tǒng)，降低了設(shè)備的冷凝工作溫度和壓力;
(4)在設(shè)備內(nèi)部增設(shè)一特殊換熱裝置(經(jīng)濟(jì)器)，增加設(shè)備運(yùn)行時的穩(wěn)定性;
(5)系統(tǒng)控制的優(yōu)化：采用平均壓縮機(jī)運(yùn)行時間的優(yōu)化控制模式，保證整體機(jī)組的長時間高溫穩(wěn)定運(yùn)行和使用壽命，并根據(jù)地源溫度和冬季熱源溫度，調(diào)節(jié)高溫?zé)岜眠\(yùn)行工作狀態(tài)和條件。
2.3 高溫地源熱泵技術(shù)優(yōu)勢商用和民用熱泵技術(shù)在國外已相當(dāng)普及，以其高效、節(jié)能、環(huán)保、利用可再生資源等眾多眾所周知的優(yōu)勢在近幾年得到了迅速的發(fā)展。目前市場上的熱泵設(shè)備主要以風(fēng)冷熱泵和常溫地源熱泵為主，熱泵的輸出溫度低于55℃，主要以R22為工質(zhì)，其主要缺點(diǎn)是出水溫度低，受到地區(qū)性和項(xiàng)目使用特性的限制，使用范圍不廣，高溫?zé)岜眉夹g(shù)在這方面取得了一定的突破，其主要表現(xiàn)在于：
(1)輸出熱水溫度高：最高輸出熱水溫度為75℃。我國目前正在對城市燃煤采暖系統(tǒng)進(jìn)行改造，為了適應(yīng)原采暖系統(tǒng)的室內(nèi)末端設(shè)備，必須有較高的熱水溫度，高溫?zé)岜镁途哂羞@一特性;
(2)運(yùn)行費(fèi)用低。采用高溫?zé)岜貌膳到y(tǒng)，一個冬季供暖費(fèi)(4個月)13.2元/平方米，接近燃煤采暖費(fèi)用，比燃油(氣)采暖費(fèi)用低約40%.
(3)采用專用制冷劑，對環(huán)境沒有污染，綠色環(huán)保。
(4)一機(jī)多用，可滿足不同用戶的空調(diào)、采暖、制備生活熱水的要求。
2.4 高溫?zé)岜眉夹g(shù)現(xiàn)狀和前景目前，國內(nèi)外的熱泵產(chǎn)品主要以風(fēng)冷熱泵和地源熱泵為主，輸出溫度大于60℃，以地源或低溫地?zé)崴?50℃以下)為熱源的高溫地源熱泵在國內(nèi)只有少數(shù)幾個單位在研制，如中科院廣州能源研究所、天津大學(xué)、清華大學(xué)等，廣州能源研究所以于2001年初率先推出了最高出水溫度可達(dá)75℃的高溫地源熱泵機(jī)組(如圖1、圖2所示)，并在近兩年里由其下屬公司—北京中科能能源高科技有限公司在北京、廣州等地成功實(shí)施了十余個工程項(xiàng)目，涉及空調(diào)采暖、散熱器采暖、熱水供應(yīng)、地?zé)嵛菜疅峄厥绽玫榷喾N形式，取得了良好的運(yùn)行效果。
達(dá)城市，夏季空調(diào)、冬季采暖與供熱所消耗的能量已占建筑物總能耗的40-50%.特別是冬季采暖用的燃煤鍋爐、燃油鍋爐的大量使用，給大氣環(huán)境造成了極大的污染。高溫?zé)岜檬且环N高效節(jié)能環(huán)保設(shè)備，與燃油(氣)鍋爐采暖系統(tǒng)相比節(jié)能達(dá)40%，高溫?zé)岜靡跃G色環(huán)保制冷劑為工質(zhì)，除用少部分電能外，采暖、供熱的熱量主要來自于吸收了約47%的太陽能的地下水或土壤、江河湖水，由于實(shí)行封閉循環(huán)，因此，整個系統(tǒng)無有害物質(zhì)排放，高溫?zé)岜眉夹g(shù)解決了普通熱泵出水溫度低的問題，更加適合用于建筑物采暖、空調(diào)、供熱熱水系統(tǒng)，替代供熱鍋爐，有效改善城市的生態(tài)環(huán)境，減少由于使用燃煤、燃油鍋爐引起的有害氣體的排放，提高大氣環(huán)境質(zhì)量，減少因有害物質(zhì)引起人們疾病的發(fā)生，充分利用可再生資源和節(jié)約常規(guī)優(yōu)質(zhì)能源有利于社會的可持續(xù)發(fā)展�？梢姼邷�?zé)岜眉夹g(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，其市場前景廣闊。
