白兴国
华电能源股份公司佳木斯热电厂, 黑龙江 佳木斯 154005
摘要:近年来,我国热泵技术得到巨大发展,热泵作为制冷空调行业一个新兴的产品类别,相对于燃气供暖、直接电加热等产品,具有明显的节能环保优势,是一种高效清洁的能源利用方式。近年来在国家和地方政府政策的大力支持和激励下,热泵在供暖、工农业生产等各个国民经济领域的应用逐步增加。行业针对热泵技术做了大量深入地研究和开发,提高了热泵的能效、应用范围和可靠性等。党的“十九大”报告指出,要不断满足人民日益增长的美好生活需要。
关键词:热泵;供热;清洁能源;节能;环保
引言
随着能源危机和环境污染问题日益突出,热泵以其节能、环保极具吸引力的优势近年在世界范围内得到了迅速发展。同时,热泵还可地热能、太阳能、空气能、废热废气能等有机组合形成复合式热泵系统,从而实现优势互补,能量的更高效利用。本文结合各类热泵系统利用的优缺点,给出使用建议,以便为各类热泵系统的使用提供借鉴。
1热泵技术应用现状与种类
1.1地源热泵技术
地源热泵是一种高效,节能和环保的空调系统,利用浅层和地下地热资源提供供热和制冷。地源热泵可通过输入少量高等级能量(电能)将能量从低温热源传递至高温热源。在冬季,土壤中的热量被“取出”,温度升高,然后送入室内用于取暖。在夏季,室内热量被“取出”并释放到土壤中,地下温度可以全年平衡。
1.2土壤源热泵系统
热量由地下岩土层提供。该系统既不像空气源热泵那般易受环境温度影响,也不像地下水源热泵那般易受限于地下水量和水质,且对生态环境影响较小。但土壤源热泵系统安装成本较高,且地下土壤热失衡也是土壤源热泵系统面临的重要问题。为解决热失衡问题,有学者提出太阳能、化石燃料、空气源、工业余热等热源补偿方式和改变热泵运行策略的方式对土壤进行热补偿。
1.3空气源热泵系统
在我国除了个别地区因为湿度太大或温度太低的原因不适合使用外,其他大部分地区都可以使用空气源泵系统进行供暖、制冷,甚至供生活热水等。也因此,空气源热泵在我国是应用最广的一种热泵形式。其主要优点是空气能易获取,系统安装受场地影响较小,安装简便,投资费用低,系统结构简单,便于管理和维护。其缺点是机组效率较低,且机组的效率受室外温度影响较大,在较冷天运行效率低,甚至不能正常使用。空气源热泵技术应用时需要解决化霜问题。尤其在湿度大,温度低的环境中运行时会化霜更加频繁,化霜时会使室温出现较大波动,且产生噪音。
1.4水源热泵系统
是指以特定水体为储存和提取能量的基本介质,通过热泵实现水体和建筑物形成换热。不像空气源热泵机组那般易受环境影响,水源热泵所用水体温度波动较小,机组效率高,运行稳定性好。其缺点也比较明显,水体因热泵的抽取与回流易导致水质、水温变化,影响水体周边的生态环境。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地下水源热泵易受限于地下水的水质和水量,地下水回灌效果将影响整个系统的性能和使用寿命。地表水源热泵系统在使用时需处理好结垢、腐蚀、生物污泥等问题。海水源热泵系统所用海水具有腐蚀性,故机组与海水连接侧所用管道、设备、水泵等应具有一定耐腐性。污水源热泵技术应用需要解决的关键难题是堵塞和污垢。
2热泵系统应用的未来前景
2.1热泵技术应用优势
环保:使用电力,不燃烧,对周围环境没有污染;无需冷却塔,不需要外挂机,不会对周围大气产生直接排热,无热岛效应,无噪音;不使用地下水,不破坏地下水资源。一机三用:冬季供暖,夏季制冷,全年供家用热水。使用寿命长:使用寿命在20年以上,是分体式或窗式空调的2到4倍。全电脑控制,性能稳定,电话远程控制,也可以温湿度控制和新风配送。
2.2国家层面的政策和法规
近年来,国家高度重视环境污染的防治工作。这些政策和措施主要涉及以下几个方面的内容:积极发展绿色建筑,政府投资的公共建筑、保障性住房等要率先执行绿色建筑标准,新建建筑要严格执行强制性节能标准。大力推动清洁能源的利用,北方地区严厉禁止散煤使用,推动“煤改电”、“煤改气”的应用。推动工业余热的综合利用,鼓励“热-电-冷”三联供,继续做好工业余热供暖,大力发展热泵、蓄热及中低温余热利用技术,进一步提升余热利用效率和范围。
2.3热泵技术推广的有效措施
从有效保护资源和实用性的角度出发,热泵技术的推广必须考虑到地下热平衡问题。就计划而言,有必要确保整个地区的热平衡,以便系统能够长期可靠地使用和运行。在该系统上,提倡热泵系统加上辅助冷热源设计方法。中国在应用热泵技术方面具有广阔的市场和条件。另外,热泵技术有自己的节能环保优势。热泵技术的应用前景非常看好。要充分利用国家现行的能源政策,真正实现经济,社会和环境效益的有效整合。
2.4热泵技术原理和工作原理上的优势
之所以热泵技术能够得到非常广泛的使用,主要是因为它能够非常好地满足人们的日常生活生产的需要,自身具备非常独特的技术特性。对其进行归纳总结,主要包含以下几点:(1)因为可以将地表水以及地球表面看作是一个太阳能接收器,并且其所储存的太阳能还具备平衡特性,也就是能够做到永不枯竭,所以,利用地热源技术将会绿色地解决城市居民的供暖问题。(2)由于地热源存在于地球的表浅层,这使得它能够在一年四季当中都不会发生变化。当处于冬天或者是夏天的时候,地热源的温度就与实际的季节温度相反,进而能够为人们提供一个适合身体体温的温度。
2.5地源热泵技术发展在我国受到的支持
国内外的很多专家学者都非常关注地源热泵技术在当前的应用情况。在我们国家,从中央到地方,各级领导都非常关注有关地源热泵技术方面的研究以及应用。如今,在国际能源竞争力当中,地源热泵技术已经成为了衡量其的一项重要指标。只有将地源热泵技术大力发展起来,才能够支撑我们国家和社会的进步,才能够保障人类赖以生存的家园。同时,我们国家也制定过相应的发展规划和发展报告书对地源热泵技术的发展应用做出指示。
结语
地源热泵技术是一种高效,节能,清洁,安全的先进技术。在现有技术的基础上,还应不断改进热泵技术,培养更多的专业人才,使地源热泵技术适应更多区域的土壤特征,让人们都能够使用地缘热能,方便千万家。从当前地源热泵技术的发展来看,加强地源热泵技术在中国经济,社会和环境发展中的应用和发展具有重要意义。
参考文献
[1]马最良,姚杨,姜益强.暖通空调热泵技术[M].中国建筑工业出版社,2008.
[2]吴伟,王宝龙,石文星等.氨水空气源吸收式热泵供热方案分析[J].供热制冷,
论文作者:白兴国
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年6月下
论文发表时间:2019/3/12
标签:热泵论文; 源热泵论文; 技术论文; 系统论文; 热源论文; 土壤论文; 空气论文; 《中国住宅设施》2018年6月下论文;