地源热泵供热制冷节能环保系统课件2.ppt
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- 源热泵 供热 制冷 节能 环保 系统 课件
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1、l生活热水生活热水 南方气候潮湿、冬季气温变化大(经常在南方气候潮湿、冬季气温变化大(经常在10-2010-20间变化)、夏季炎热,因此,洗澡用的生活热水间变化)、夏季炎热,因此,洗澡用的生活热水成为南方人的生活必须成为南方人的生活必须 ;l夏季空调制冷夏季空调制冷 南方夏季炎热,制冷空调已成为城市家庭南方夏季炎热,制冷空调已成为城市家庭和办公的基本设施和办公的基本设施 ;l冬季采暖冬季采暖 1616是人体对寒冷忍受程度的一个界限,南方是人体对寒冷忍受程度的一个界限,南方冬季绝大多数地方的气温都会降至冬季绝大多数地方的气温都会降至1616以下。以下。(1 1)南方对供热制冷的需求特点)南方对供
2、热制冷的需求特点 (2 2)农业消费需求特点)农业消费需求特点 需要温控的农业大棚、禽舍、鱼池等需求越来越旺。利需要温控的农业大棚、禽舍、鱼池等需求越来越旺。利用地源热泵技术,可以为现代农业提供价廉质优的温控系统用地源热泵技术,可以为现代农业提供价廉质优的温控系统 一、意义和必要性一、意义和必要性 一、意义和必要性一、意义和必要性 我国采暖和空调的能耗已占建筑总能耗的我国采暖和空调的能耗已占建筑总能耗的5555,炎夏季节多数电,炎夏季节多数电网高峰负荷约有网高峰负荷约有1 13 3用于空调制冷,使许多地区用电高度紧张,拉闸用于空调制冷,使许多地区用电高度紧张,拉闸限电频繁。限电频繁。20192
3、019年广西建筑能耗已经超过全社会总能耗的年广西建筑能耗已经超过全社会总能耗的20%20%。我国新建建筑全面执行节能标准,建筑能耗要减少我国新建建筑全面执行节能标准,建筑能耗要减少50%50%。我国建筑能耗我国建筑能耗33%夏季夏季空调空调45%其其他建筑他建筑能耗能耗55%空调、空调、采暖采暖 一、意义和必要性一、意义和必要性 建设部关于贯彻建设部关于贯彻国务院关于加强节能工作的决国务院关于加强节能工作的决定定的实施意见(建科的实施意见(建科20192312019231号)号)“到到“十一五十一五”期末,中等城市完成既有建筑节能改造的面积要占既期末,中等城市完成既有建筑节能改造的面积要占既有
4、建筑总面积的有建筑总面积的15%15%,小城市要完成,小城市要完成10%10%;太阳能、浅;太阳能、浅层地能等可再生能源应用面积占新建建筑面积比例达层地能等可再生能源应用面积占新建建筑面积比例达25%25%以上以上”美国每年安装约美国每年安装约4 4万套地源热泵系统万套地源热泵系统,意味着降意味着降低温室气体低温室气体(如如COCO2 2等等)排放排放100100万吨,相当于减少万吨,相当于减少5050万辆汽车的污染物排放或种植万辆汽车的污染物排放或种植404686404686公顷公顷(100(100万英万英亩亩)树的效果,年节约能源费用可达树的效果,年节约能源费用可达4242亿美元。亿美元。
5、地球表面吸地球表面吸收了太阳能的收了太阳能的4747,相当于,相当于人类一年所需人类一年所需能量的能量的500500多倍多倍 地球深处热流地球深处热流或较深层的地热或较深层的地热能对地表浅层也能对地表浅层也起到了加热作用起到了加热作用 我国近百米内的土壤每年可采集的低温能我国近百米内的土壤每年可采集的低温能量达量达1.5万亿千瓦,是我国目前发电装机容量万亿千瓦,是我国目前发电装机容量亿千瓦的亿千瓦的3750倍,而百米内地下水每年可采集倍,而百米内地下水每年可采集的低温能量也有亿千瓦。因此,许多专家将的低温能量也有亿千瓦。因此,许多专家将浅层地能比喻为一个浅层地能比喻为一个巨大的巨大的“绿色聚宝
6、盆绿色聚宝盆”。水泵的作用是把水从低处往高处送,热水泵的作用是把水从低处往高处送,热泵就是热传导的泵就是热传导的“水泵水泵”。把低温的热源提。把低温的热源提升,提供生活用能。用千瓦的电驱动热泵升,提供生活用能。用千瓦的电驱动热泵后,可以后,可以“搬运搬运”4 4千瓦的浅层地能。千瓦的浅层地能。称为二十一世纪的称为二十一世纪的 “绿色空调技术绿色空调技术”地源热泵地源热泵是目前效率最高、对环境最有利的热是目前效率最高、对环境最有利的热水、取暖和制冷系统。水、取暖和制冷系统。属于经济效益、社会效益属于经济效益、社会效益和生态效益显著的社会公和生态效益显著的社会公益技术。益技术。可见,地源热泵技术可
7、见,地源热泵技术1 1、可再生能源利用形式、可再生能源利用形式 地表浅层收集了地表浅层收集了47%的太阳能量,它利用地表浅层的可的太阳能量,它利用地表浅层的可再生能源,符合可持续发展的战略要求。再生能源,符合可持续发展的战略要求。2 2、高效节能、高效节能 制热系数高达制热系数高达3.53.54.54.5,而锅炉仅为,而锅炉仅为0.70.70.90.9,可比锅,可比锅炉节省炉节省70%70%以上的能源和以上的能源和40%40%60%60%运行费用;制冷时要比普通运行费用;制冷时要比普通空调节能空调节能30%30%左右。左右。3 3、美观、美观 传统空调系统的换热器置于室外,破坏建筑的外观;而传
8、统空调系统的换热器置于室外,破坏建筑的外观;而地源热泵把换热器埋于地下,保持建筑物外观的完美。地源热泵把换热器埋于地下,保持建筑物外观的完美。4 4、保护环境、保护环境 设备的运行没有燃油、燃煤污染。不抽取地下水,没有设备的运行没有燃油、燃煤污染。不抽取地下水,没有地下水位下降、地面沉降和开凿回灌井等问题,是真正的绿地下水位下降、地面沉降和开凿回灌井等问题,是真正的绿色环保能源利用方式。色环保能源利用方式。5 5、多功能、系统控制和管理方便、多功能、系统控制和管理方便 套地源热泵系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调套地源热泵系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统。和
9、生活热水加热的三套装置或系统。6 6、寿命长、寿命长 普通空调寿命一般在普通空调寿命一般在1515年左右,而地源热泵的地下换热年左右,而地源热泵的地下换热器由于采用高强度惰性材料,埋地寿命至少器由于采用高强度惰性材料,埋地寿命至少5050年。年。建设部启动建设部启动可再生能源行可再生能源行动计划动计划。主要。主要是:太阳能屋顶是:太阳能屋顶计划和浅层地热计划和浅层地热能利用计划。能利用计划。2019 2019年是开展示范的第一年,年是开展示范的第一年,第一批下达的第一批下达的2525个项目资金共个项目资金共1036810368万元,占首批可再生能源建万元,占首批可再生能源建筑应用示范项目补贴预
10、算的筑应用示范项目补贴预算的50%50%。这是一个显著的政策信号,政府投入带这是一个显著的政策信号,政府投入带动若干倍的社会资金,从而强力拉动新能源动若干倍的社会资金,从而强力拉动新能源在建筑领域的应用,推动国家节能、环保战在建筑领域的应用,推动国家节能、环保战略目标的尽早实现。略目标的尽早实现。(1 1)地表)地表(下下)水源方式水源方式我国实施地源热泵工程主要有两大类 利用河水、湖水、地下水为冷源或热源,换利用河水、湖水、地下水为冷源或热源,换热效率高热效率高,初期投资成本较低。初期投资成本较低。广西河流数量多,大多数城市(镇)临江而广西河流数量多,大多数城市(镇)临江而建。地下水也相当丰
11、富,全区有建。地下水也相当丰富,全区有600600多条地下河。多条地下河。土壤换热器以垂直埋管居多。广西雨水充足,绝土壤换热器以垂直埋管居多。广西雨水充足,绝大多数城镇地下水位较高,富水土壤比例大,土壤的大多数城镇地下水位较高,富水土壤比例大,土壤的水对流传热起重要作用,为土壤换热式地源热泵系统水对流传热起重要作用,为土壤换热式地源热泵系统应用提供了得天独厚的条件。一般土壤换热井应用提供了得天独厚的条件。一般土壤换热井20-3020-30米,换热效果就很明显。米,换热效果就很明显。1010口土壤换热井就可获得约口土壤换热井就可获得约2020千瓦的热量(或冷量)。千瓦的热量(或冷量)。而北方干性
12、土壤垂直埋管深度一般要超过而北方干性土壤垂直埋管深度一般要超过6060米,米,而换热量则一般小于而换热量则一般小于50W/m50W/m我国实施地源热泵工程主要有两大类(2 2)土壤换热器的闭式系统)土壤换热器的闭式系统 夏季采用供冷的冷凝热制热水,制热水夏季采用供冷的冷凝热制热水,制热水不耗电能,实现冷热联供,能效比不耗电能,实现冷热联供,能效比1 1:7 7;冬季制热水时热泵的低温热源为土壤冬季制热水时热泵的低温热源为土壤源。源。(1 1)对需同时供冷和供热水的酒店、或)对需同时供冷和供热水的酒店、或以供热水为主的学生公寓(民用住宅)和以供热水为主的学生公寓(民用住宅)和短时供冷的食堂(餐厅
13、)短时供冷的食堂(餐厅)(2 2)浅层地热能)浅层地热能+太阳能耦合系统太阳能耦合系统 对一些已安装了太阳能的系统进行改造,解决对一些已安装了太阳能的系统进行改造,解决其冬天耗电(或耗油)大的问题,技术关键是其冬天耗电(或耗油)大的问题,技术关键是太阳能集热器与土壤换热器合理耦合的问题,太阳能集热器与土壤换热器合理耦合的问题,如太阳能的被动利用与浅层地热能的主动利用如太阳能的被动利用与浅层地热能的主动利用的匹配和智能控制。的匹配和智能控制。我们已获得实用新型专利我们已获得实用新型专利“太阳能太阳能-地源地源热泵空调热水设备热泵空调热水设备”(专利号(专利号ZL201920191152.8ZL2
14、01920191152.8)已完成的广东工已完成的广东工业大学龙洞校区学生业大学龙洞校区学生公寓地源热泵公寓地源热泵-太阳太阳能能-冷却塔耦合的热冷却塔耦合的热水示范工程水示范工程(改造原有的太阳能(改造原有的太阳能+燃油锅炉系统)燃油锅炉系统)(3 3)对于夏热冬暖地区,一般供冷负荷)对于夏热冬暖地区,一般供冷负荷大于采暖负荷大于采暖负荷50%50%以上。以上。冬季采暖时热泵的低温热源为土壤热源,土冬季采暖时热泵的低温热源为土壤热源,土壤换热器按冬季采暖负荷匹配。壤换热器按冬季采暖负荷匹配。夏季制冷通过土壤换热器与冷却塔散热,可夏季制冷通过土壤换热器与冷却塔散热,可减少土壤换热器的埋管长度,
15、减少土壤换热器的减少土壤换热器的埋管长度,减少土壤换热器的投资和埋管所需占用的土地面积。投资和埋管所需占用的土地面积。需要解决建筑冷热负荷与土壤换热的平衡问需要解决建筑冷热负荷与土壤换热的平衡问题,对土壤换热器与冷却塔进行合理匹配。题,对土壤换热器与冷却塔进行合理匹配。系系统统验验收收太阳能集热太阳能集热蒸发器设计蒸发器设计热泵设计热泵设计自动控制自动控制设计设计用用户户冷冷热热负负荷荷地地层层结结构构理论理论模型模型实验实验模型模型设设备备制制造造系统系统集成集成安装安装试试营营运运土壤换热器土壤换热器设计设计技术路线流程图技术路线流程图四、地源热泵系统设计四、地源热泵系统设计产品系列产品系
16、列宾馆宾馆医院医院小区小区家庭家庭用户用户学校学校部队部队农业农业大棚大棚养殖养殖地源热泵地源热泵空调空调-热水设备热水设备GXDKYRB30-A地源热泵地源热泵热水设备热水设备GXDKYRB15-A地源热泵地源热泵-太阳能太阳能空调空调-热水设备热水设备GXDKYRB3-A地源热泵地源热泵温控设备温控设备GXDKYRB20-A8 8万大卡制冷(热)为一标准台套万大卡制冷(热)为一标准台套 注意三个现象:注意三个现象:不该用的地方在用;不该用的地方在用;不懂技术的人在安装;不懂技术的人在安装;不懂运行的人在运行。不懂运行的人在运行。五、五、广西大学广西大学-技术特点与优势技术特点与优势项目关键
17、技术:项目关键技术:适合亚热带资源条件的土壤换热器设计适合亚热带资源条件的土壤换热器设计以及系统的科学集成。以及系统的科学集成。自主创新技术:自主创新技术:v富水土壤垂直浅埋管换热器设计技术富水土壤垂直浅埋管换热器设计技术v多种可再生能源能源互补利用的系统优化匹配技术多种可再生能源能源互补利用的系统优化匹配技术v冷热联供热量多级分流技术冷热联供热量多级分流技术v系统自动控制技术系统自动控制技术 技术成果水平技术成果水平v20192019年年3 3月,广西大学完成的月,广西大学完成的“亚热带及温带地区地源热泵亚热带及温带地区地源热泵供热制冷节能系统技术研发供热制冷节能系统技术研发”科技项目通过了
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