试析降低竖直型土壤源热泵换热器技术-暖通空调,中央空调,热水器 ...

  1.概述

  随着我国减排发展战略的实施,研究和利用新型环保空调已成为当前社会重要课题,由于土壤源具有制冷性能系数高、效果好、利用可再生能源、环保效果好、系统简单、维护方便等优点,已在欧美国家广泛地应用,我国各地在政府的积极支持推动下,土壤源空调也在领域得到了迅速发展。但土壤源空调造价比传统型空调贵,而使业主望而生畏,制约了土壤源的推广使用,因此,降低土壤源的造价,减少其一次性的投入,对土壤源在空调领域的发展具有重要意义。本文重点对土壤源换热器的造价影响的技术因素进行分析,供应用参考。

  地源系统(土壤源)的初投资比传统系统看似偏高,使消费者(开发商)担心使用该技术是否会使价格升高,影响着一些消费者对于该技术的认可。但地源系统免除了能源传递输送过程中的基础设施投资,而且该系统还能同时供冷(暖)和供新风(并可供生活用水),综合成本将大大节约的价格优势,却并未能被消费者全面认识。在一千平方米的办公楼中使用地源,冬季24小时运行,室温保持在22℃—24℃,其{yt}电耗仅为140~150度。如果将初投资、运行费用、维修费用、使用年限、土地使用、基础、能源使用等条件综合考虑,每日单位负荷费用均低于其他各类空调。

  土壤源价格分三个部分,室内末端部分、机房部分、室外地埋部分,土壤源空调造价主要贵在室外地下换热器,土壤源是把物的负荷通过地下换热器与土壤进行热交换,夏季把物的热量转移进土壤,冬季再把土壤中的热量转移到物,因此,地下换热器是土壤源至关重要的设备。土壤源换热器分水平型与竖直型两种,选用水平型或竖直型换热器由可利用土地面积、土壤的类型和挖掘费用而定,若有大量的土地、且开掘方便,则水平型换热器比较经济。竖直型换热器占地相对少些,因此,在城市等土地比较紧张的地方则多数采用竖直型换热器,它需要机械钻井和比较高的技术回填,其造价相对要高些。目前,城市土壤源空调建设中,均采用竖直型地下换热器,影响竖直型换热器造价的技术因素主要有如下几个方面。

  2.影响地下换热器造价因素分析

  2.1物负荷计算的影响

  由土壤换热器长度的设计公式:

  从设计计算公式可知:选用的水冷式制冷机组能耗比高,则换热器所需的长度相应减少,所以选用高效的制冷机组,也是降低地下换热器造价的途径之一。

  2.2土壤特性测试的影响

  由换热器长度设计公式可知:土壤换热能力与换热器长度成反比,但实际设计中,上述计算方法比较繁琐,且部分数据不易获取,所以很多设计采用管材“换热能力”来计算管长,其计算式为:

  Lc=1000Qc/ql

  式中:ql为每米管长换热量(W/M)由测试获得。因此,土壤源地埋管热响应测试就显得非常重要,测试规范、正确、地埋管换热能力的合理性,对换热器长度计算至关重要,有些测试报告过于草率,给出的换热能力与实际土壤特性不符,测试报告参数偏低,使得设计的地下换热器长度过长,造价偏高,这方面应引起有关部门重视并作出规范测试条例,保证地埋管热响应测试的正确性及合理性,以利土壤源技术的推广应用。如长江三角洲地区,地下水系丰富,渗流频繁,理应地埋管热响应测试中换热能力在60W/M以上,但有些测试中偏低,测试的换热能力仅为60W/M以下,,如某临湖的物负荷为2500KW,竖直地埋管井深为100M,水冷式制冷机的COP为5,采用单U形式,由计算公式得:

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