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地源熱泵與冰蓄冷空調聯合運行系統
  • http://www.ldntsx.live
  • 2009/8/4 1
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  • 摘要: 分析了目前國內外地源熱泵與冰蓄冷空調系統的研究現狀、技術優點及存在的問題。進而論述了兩者聯合運行的必要性,在此基礎上構思出了一套以生態理念構建的復合式新型能源系統。最后結合目前國內在建的首個地源熱泵及冰蓄冷中央空調系統工程,闡述了該工程冬季供暖,夏季制冷的控制策略,并對該新系統的經濟性做了初步的分析。研究表明,該新型的復合式能源系統具有廣闊的發展前景。

     

    關鍵詞: 地源熱泵;冰蓄冷空調系統;供暖制冷;經濟性分析

     

    1 前言

     

        目前地源熱泵技術在北美和歐洲已經非常成熟,是一種廣泛采用的供熱空調系統。在美國,地源熱泵已占整個供暖空調系統的20% ;在歐洲,據1999年的統計,地源熱泵在家用供熱裝置中所占的比例:瑞士為96% ,奧地利為38%,丹麥為27%[1] 。在國內這項技術雖剛剛起步,但已得到政府部門的大力支持。1997年11月美國能源部和中國科技部簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書,其主要內容之一就是要大力推廣這種具有“綠色建筑”特性的技術。冰蓄冷空調技術主要是為了平衡電網晝夜峰谷差,夜間電力低谷時蓄冷,日間電力高峰時釋冷,是電力部門“削峰填谷”的最佳途徑。我國從20世紀9o年代開始推廣這項新技術,據有關數據顯示:至2003年為止,中國國內已建冰蓄冷空調工程304個,且每年均以40%左右的速度增長。

     

        但是這兩項新技術各有其局限性。地源熱泵技術雖可以供熱制冷,但卻無法在夜間電力低谷時蓄冷,進而削峰填谷。冰蓄冷技術雖可起到削峰填谷的作用,但卻無法在冬季供暖。基于以上考慮,本文將這兩項新技術嫁接在一起,“取長補短,優勢互補”,設計出了一套以生態理念構建的復合式新型能源系統;并且論述了其聯合運行的模式。

     

    2 地源熱泵與冰蓄冷空調系統聯合運行的必要性

     

        在選擇地源熱泵機組供熱制冷時,要根據不同區域建筑物的基本狀況進行設備的選擇。但是在我國的南方地區,建筑物冬季的熱負荷往往小于夏季的冷負荷,而熱泵機組往往都是制熱量大于制冷量(通常情況下熱泵機組的制熱量是制冷量的1.1~1.3倍) [2]。因此在機組選擇的時候,如果按照冷負荷標準選擇機組,則會導致機組的制熱能力大大超出建筑物的熱負荷需求,造成機組投資和運行的浪費;而若按照熱負荷標準選擇,則會出現夏季制冷量不夠,故可以按照冬季熱負荷標準進行選擇,以冰蓄冷空調系統作補充。這樣不僅可以降低地熱換熱器的初投資,而且還可以實現地源熱泵機組的間歇運行,有利于土壤溫度場的有效恢復。此外,冰蓄冷技術只能應用于夏季空調季節,起到“削峰填谷”的作用,但卻無法在冬季供暖;而地源熱泵技術雖然可以供暖制冷,但卻無法在夜間電力低谷時蓄冷,起到平衡電網負荷的功效。因此,地源熱泵和冰蓄冷技術的聯合運行,既可使用戶使用到冬季廉價的地熱能資源,又可使用戶使用到具有良好舒適性的冰蓄冷空調制冷。這樣既減輕了采用常規能源帶來的環境壓力,還為平衡電網負荷做出了貢獻,可謂一舉多得。

     

    3 聯合運行新系統設計

     

    3.1 新系統構成

     

     

     

     




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