,采暖含热水及空调能耗约占建筑能耗的以上。
据统计,商场的空调单位面积年耗电量在每平方米每小时千瓦,占总能耗的写字楼空调电耗大约占总能耗的。
因此,必须从建筑能耗中的大头空调供暖含热水探索条建筑节能新途径,大幅度降低建筑能耗,己成为当前维护国家政治经济安全的头等大事。
为此,党中央国务院从国家战略发展的高度向全国人民提出能源开发与节约并举,把节约放在首位,同时提出了到年,全国城镇建筑的总能耗要节能,全社会建筑的总能耗要节能的总目标。
目的十分明确,就是要构建节能型社会,加快我国小康社会建设进程。
项目建设意义与必要性我国既有近亿平方米建筑中,属于高能耗建筑每年新建建筑面积近亿平方米中,以上仍然是高能耗建筑,单位建筑面积能源消耗为发达国家倍以上。
我国建筑能耗是相同气候条件发达国家的倍,采暖和空调的能耗占建筑总能耗的。
传统的空调系统,以自来水或环境空气为冷源的制冷机组解决夏季制冷问题。
近年来,空调负荷增长迅速,炎夏季节多数电网高峰负荷约有用于空调制冷,使许多地区用电高度紧张,拉闸限电频繁。
目前,中国房间空调机和单元式空调机的产量已达世界第,建筑耗能逐年大幅多上升。
年广西的建筑能耗已经超过全社会总能耗的,夏季空调高峰负荷约万千瓦。
如果不加控制,广西年的建筑能耗将比年增加倍,空调高峰负荷将超过万千瓦,接近在建的龙滩水电站的马负荷出力,需要增加电力建设投资数百亿元。
目前美国每年安装约万套地源热泵系统,这个规模意味着每年可以节约瓦的能量,相当于个龙滩水电站的年发电量。
建筑节能问题,不仅是经济问题,而且是重要的战略问题。
建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用,加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展,建设节约型社会,有着举足轻重的作用,也是保障国家能源安全保护环境提高人民群众生活质量贯彻落实科学发展观的项重要举措。
地表浅层是个巨大的太阳能集热器,只要浅层土壤或地下水的常温在以上,就具备开发利用低温地热的技术条件。
地源热泵是以定的能量从地表浅层热源中调出几倍于它的热能用于供热和制冷。
尽管各应用项目工况要求和条件不同,采用浅层低温地热系统虽然会比传统的中央空调系统增加初期投资,但运行费用节省。
所增加的投资通常能在年内从节省的运行费用回收,之后进入效益显著期。
地源热泵是种利用地下浅层地热资源也称地能,包括地下水土壤或地表水等的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
地源热泵通过输入少量的高品位能源如电能,实现低温位热能向高温位转移。
地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在冬季,把地能中的热量取出来,提高温度后,供给室内采暖夏季,把室内的热量取出来,释放到地下去。
通常地源热泵消耗的能量,用户可以得到以上的热量或冷量。
与锅炉电燃料供热系统相比,锅炉供热只能将以上的电能或的燃料内能转化为热量,供用户使用,因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省约二分之的能量由于地源热泵的热源温度全年较为稳定,般为,其制冷制热系数可达,与传统的空气源热泵相比,要高出左右,其运行费用为普通中央空调的。
因此,近十几年来,尤其是近五年来,地源热泵空调系统在北美如美国加拿大及中北欧如瑞士瑞典等国家取得了较快的发展,中国的地源热泵市场也日趋活跃,可以预计,该项技术将会成为世纪最有效的供热和供冷空调技术。
地源热泵技术属于经济利益社会效益和生态效益显著的社会公益技术。
地源热泵冬天从土壤中取热,代替锅炉向建筑物供热夏天向土壤排热,代替普通空调,给建筑物制冷没有向大气排尘排烟排气等污染问题,是目前效率最高对环境最有利的热水取暖和制冷系统。
地源热泵技术是既开发利用了可再生的新能源浅层地热源,有显著节能的不可多得的新技术,具有开源节能和环保的多重效果。
被称为二十世纪的绿色空调技术。
我国建筑总能耗约占社会终端能耗的。
其中,北方城镇建筑采暖和农村生活用煤约为亿吨标煤年,占我国年煤产量的建筑用电和其它类型的建筑用能炊事照明家电生活热水等折合为电力,总计约为亿度年,占全国社会终端电耗的。
建筑使用过程中的能耗主要包括建筑采暖空调热水供应等,各部分能耗大体比例为采暖空调占,热水供应占,电气占,炊事占。
有关数字表明,建筑能耗已经达到我国能源总消耗的左右,所以建筑节能非常必要,节约潜力巨大。
建设部总工程师王铁宏举例说,到年,如果城镇建筑达到节能标准,每年就可节省亿吨标准煤,空调高峰负荷可减少万千瓦时,约相当于到年年新增电力装机容量的总和,相当于个三峡大坝的发电量,相当于每年可减少电力建设投资约万亿元。
降低供水管网漏损率个百分点,年可节水亿吨推广使用节水器具等,全国城镇家庭年可节约用水亿吨。
到年我国建筑能耗将比年增加亿吨年标煤和新增耗电亿度年,总计折合电力约万亿度,新增量相当于目前建筑总能耗的倍。
我国城镇的住宅总面积约为亿。
除采暖外的住宅能耗还有照明炊事生活热水家电空调等,折合用电量为年,用电总量约占我国全年供电量的。
般公共维护费用低,运行费用仅为传统空调的④自动控制程度高,可无人值守。
浅层地热方案的论述太阳能地源热泵复合型系统的确定就地源热泵的运行方式而言,地源热泵系统分为两种,种为水源式开路系统,另种为土壤埋管式闭路系统。
水源式系统是利用地下水的高效换热,地下水直接进入机组而土壤埋管式系统则是通过土壤换热器小温差换热的方式运行将热量传递给热泵机组。
水源式系统般是通过地下水的循环使热量得到充分利用,但必须依赖充足可靠的地下水源,否则,有可能破坏地下水的蓄藏或地层结构,造成地面沉降回灌井堵塞等问题,而且地下水的品质直接影响到水源热泵机组的寿命土壤埋管式系统的埋地换热器只从地下取热或散热,不取地下水,没有地下水位下降地面沉降等问题,是真正的绿色环保能源利用方式。
土壤埋管式系统又分垂直型埋管水平埋管螺纹盘管等。
水平埋管施工简单埋管施工费用少,但占地面积大,对于城市用地日趋紧张土地价格不断上涨来说不合适螺纹盘管的管路造价高,占地面积也较大。
同时将太阳能集热器做为热泵的蒸发器,大大提高太阳能的吸热效率,机组的蒸发温度提高,使得热泵压缩机的耗电量减少,节省运行费用,有别于国外以太阳能集热方式辅助地源热泵和太阳能储热罐热泵,克服其效率低体积庞大等弱点。
百色学院的土质属于富水土壤,地下水位高,垂直型埋管可充分利用地下水渗流的对流传热特性,获得高的换热效果。
针对以上系统特点,同时综合考虑造价因素生态利用浅层地热能,决定本工程项目选用垂直型埋管的太阳能地源热泵复合型系统形式。
机组系统本项目采用的技术是广西大学依靠自己的技术力量开发的的太阳能地源热泵复合型系统应用技术,主要包括热泵机组暖通空调系统优化设计深井钻探技术自动化监控管理等技术。
关键技术是适合亚热带资源条件的土壤换热器设计及其与太阳能集热器的最佳匹配,以及系统的科学集成。
拥有富水土壤换热器垂直浅埋管技术自然能源优化互补利用技术夏季工况热量多级分流技术自动控制等多项自主创新技术。
该项技术经过多年的理论与实践探索,依据南方土壤和气候实际,形成了套由太阳能集热器土壤换热器热泵机组冷却塔控制系统等科学集成的工程系统技术。
不需抽取地下水,系统可因地制宜设计,避免了冬季过度取热引起系统效率下降或夏季排热负荷大易形成干燥土壤等种种弊端。
热泵应用技术方面拥有项实用新型专利太阳能地源热泵空调热水设备专利号多用途节能型热泵孵化机专利号申请了项发明专利多功能地源热泵烘干设备申请号。
目前已实施了近二十项工程,最早投入运行时间为年,几年的运行效果表明,该项技术实施的系统节能显著安全可靠,环保性好。
真正体现了可再生能源良性的生态的合理利用。
项目技术特点及优势充分利用南方富水土壤的传热优势,换热效率高根据南方亚热带地区土壤特性地下水位高,土壤含水量丰富液相对流传热起重要作用等,提出相应的土壤换热器设计理论和方法,实施土壤换热器垂直型管的浅埋方式。
经实际运行测试表明富水土壤垂直型管的换热器采用浅埋方式行之有效,在埋管深度比常规大大减少的情况下约减少,仍获得换热效率明显高于我国北方地区在干性土壤实施工程的效果见附件产品质量检测报告,附件查新报告。
范例工程南宁市三中的地源热泵系统,在埋管深度米时,获得的换热量地源热泵机组制热水工况的性能系数,系统制热性能系数达。
制热水与电锅炉比节能以上。
因此,根据该项目技术的优势,项目产品的主要覆盖范围为南方亚热带地区,并可依靠广西的区位优势扩展到东南亚带。
充分利用南方暖气候优势,自然能源互补利用南方常年需要生活热水,本项目技术充分利用亚热带地区暖气候优势,系统热源侧采用垂直管浅埋方式的土壤换热器并灵活组合冷却塔太阳能集热器等,制热工况采用土壤热源与空气热源间歇或互补运行方式。
我国南方尤其是亚热带地区,浅层土壤温度约左右接近环境年平均温度,而南方气候年中约有半以上天数的环境温度高于,冬季又有半以上天数的环境温度高于,南方暖气候为土壤热源和空气热源互补利用提供了得天独厚的条件。
当环境温度低于时,系统的低温热源以土壤热源为主环境温度在时,系统的低温热源综合利用土壤热源和空气热源环境温度高于时,系统的低温热源以空气热源为主。
这样既使热泵机组始终保持高能效比,又保证了地表浅层热能的合理利用。
避免了国内些地源热泵系统由于过度取热,运行段时间后出现效率下降的问题。
空调工况热量多级分流,能源利用率高南方夏季冷负荷大,制冷所需的埋地盘管长度要远大于加热所需的盘管长度。
本技术采取热量多级分流技术方案,将制冷产生的热量用于制热水向土壤和冷却塔散热,空调工况制热水不耗能,大大提高了能源利用率,并减少了制冷所需的埋地盘管长度,降低了系统的投资成本。
同时将太阳能集热器做为热泵的蒸发器,大大提高太阳能的吸热效率,机组的蒸发温度提高,使得热泵压缩机的耗电量减少,节省运行费用在夏季夜间运行时还可以作为辅助散热设备,减少了夏季向地下的排热量,使地温在数年内保持稳定,以保证机组在高效率下运行。
工程投资成本低由于富水土壤可以采用垂直埋管的浅埋技术方案和独特的回填方式,显著降低了土壤换热器的成本,大大降低了实施难度,扩大了市场的可容纳程度系统匹配功率低,例如南宁市三中多人的学生公寓,其地源热泵热水系统运行匹配功率小于,不到原来设计电






























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