PDF《热泵技术 自然能源规模利用的有效途径》

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0 建设科技

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3 热泵是一种利用大自然中蕴藏着大量的较低温度的低品位热能 (也称自然能源,包括大气、地表水、海水,地下水、土壤等)的 既可供热又可制冷的高效节能空调系统.

实际上,全国存在大量的 自然能源未得到充分利用, 这些自然能源与建筑能源的温度非常接 近,因此大面积推广热泵技术,使这些自然能源能够得到大规模利 用,对缓解我国的能源紧张形势,推进我国的建筑节能事业,具有 非常重要的现实意义. 建筑能源三大特性 建筑能源具有以下三个特点:

1、低品位能源.热能根据其温度的高低可分为低品位能源和 高品位能源.建筑采暖空调所需热(冷)能的温度小于 100℃,属 低品位能源.我国著名能源专家早在

1980 年就提出用能的基本原 则是"温度对口,梯级利用" .因此建筑能源应优先选择低品位能 源,而尽量避免采用直接燃烧化石能源的方式进行采暖和空调.

2、狭窄的温度范围.建筑空调冷冻水的温度一般为 5~12℃, 供热热水温度在 45~60℃左右,地板供暖温度在 40℃以下.由此 可见,建筑能源的温度范围非常狭窄.

3、与自然能源温度接近.北京地温全年约14 ℃左右;

污水 温度一般在16℃左右;

空气温度一般为-20~40℃;

江河湖水温 度夏季 28~35℃,冬季 3~5℃;

我国四大海域 50~100m 范围内全 年维持在20℃左右. 这些自然能源的温度与建筑能源非常接近, 只 需利用热泵将其温度提高和降低,就能满足建筑采暖空调的需要. 建筑能源的三个特点决定了我们应该大规模利用建筑自然能 源.事实上,这些自然能源在我国分布广泛,蕴藏量丰富,如在沿 海地区可以充分利用海水,在沿河沿湖地区可充分利用河水、湖 热泵技术 自然能源规模利用的有效途径 热泵技术是以大自然中蕴藏着大量的较低温度的低品位 热能为热源,通过压缩机从这些热源中吸取其中的热能,并 将其温度提高后再传给高温热源.热泵技术能效比可达3-6, 即当驱动压缩机的功率为1kW 时,在高温热源处可得到3-6kW 的热能.所以,采用热泵技术供热可节省建筑物燃料和电能的 消耗,降低运行费用,节能效果突出;

同时,它也是一种无 污染的清洁能源. 演讲嘉宾:北京工业大学教授 马重芳 专家篇 首届中国科技地产高峰论坛水,城市污水处理站附近区域可充分利用污水资源,低密度建筑可 充分利用土壤的能量.值得指出的是, 自然能源虽与建筑能源的温 度比较接近,但它很难直接利用,必须借助热泵技术才能满足建筑 采暖空调的需要. 热泵技术节能环保 热泵是通过做功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装 置. 建筑的空调系统一般应满足冬季的供热和夏季制冷两种相反的 要求.传统的空调系统通常需分别设置冷源(制冷机)和热源(锅炉) .而一套建筑物热泵供暖空调系统可以代替原来的采暖锅炉和 制冷机两套装置.而且系统紧凑,省去了锅炉房和冷却塔,不但节 省了初投资,也节省了建筑空间,而且全年仅采用电力这种清洁能 源,大大减轻了供暖造成的大气污染问题. 采用热泵为建筑物供热可以大大降低一次能源的消耗. 燃烧矿 物燃料通常可产生 1500-1800℃的高温,是高品位的热能,而建筑 供热最终需要的是 20-25℃的低品位的热能.这种低温热能若是通 过电锅炉加热或矿物燃料燃烧产生的高温热能来获得, 则意味着大 量可利用的高品位能源的流失. 把高品位的能量当作低品位能量使 用,是"能质不匹配" ,也是一种不可忽视的常规能源的浪费. 热泵是以大自然中蕴藏着大量的较低温度的低品位热能为热 源, 通过压缩机的工作从这些热源中吸取其中蕴藏着的大量较低温 度的低品位热能,并将其温度提高后再传给高温热源.供热用热泵 的能效比(COP 值,即建筑所获得的热能与热泵压缩机所消耗的电 能之比)可达