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[什么是地源热泵]
作为太阳能最好,最广泛的接收器,大地中蕴藏了大量的能量。地源热泵是电力驱动的提取这种可再生的地下能量的系统。利用地下相对恒定的温度,地源热泵能高效地提供供暖、空调和生活热水。
[地源热泵是如何工作的]
地源热泵可以分为闭式循环和开式循环。系统的安装形式有水平埋管,垂直埋管和浅表水床底置管三种。选择哪种安装形式取决于现场的地形,土壤和岩石的种类。这些因素将有助于选定最经济的地下环路安装形式。
在闭式环路系统中,埋于地下的塑料管中循环流动的是水和防冻剂。冬季,这些流体从土壤中吸收热量,并将热量沿着系统送到建筑物中;夏季, 系统反过来向建筑物供冷,从建筑物中吸收热量,并将热量沿着系统传送到地下。这个系统,在夏季提供免费地热水,在冬季提供大量剩余地热水。
开式环路系统地运行原理与闭式环路系统相同。可以安装在适当水源充足供应,并且安可排放的任何地方。它的益处与闭式系统相似。
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[民用建筑]
地源热泵系统可以安装在任何尺寸,任何地方的民用建筑中,无论它是单个家庭还是多个家庭住宅。地源热泵几乎可以按照任何尺寸安装在草地下面,绿化带下面,行车道下面,或者房子本身下面。一栋已建好的住宅可以利用存在的风管道来安装地源热泵。您的开发商或者安装师会知道哪些管道需要以及哪些地方需要改动。在很多地区,社会公共事业公司或者生产商为地源热泵提供专项资金。建筑商和业主都可占有这一优势。能源部(DOE)和环境保护处(EPA)均认为地源热泵系统是最节能环保的供热,制冷,提供热水的系统。在1993年的一个报告中,能源部(DOE)断定地热技术为降低能源消耗,减少环境污染提供了主要途径,同时它还舒适,可靠和节能。
[民用建筑-地源热泵的优势]
集供热、制冷和热水系统为一体
如果利用预热水槽中的水可以节省50%的加热费用
由机械部件组成,而这些部件或者埋于地下或者置于房屋内部,使用寿命长,管路使用寿命可达50年
与传统的供热、制冷装置尺寸差不多
减少能源消耗20%到50%,并且降低维护费用
冬季室内空气更加温暖,室温更加稳定,同时不存在其他系统中普遍存在的热、冷不均问题。
十分安静,提供了一个悦人的居室内外环境
没有嘈杂的风机打扰户外活动
没有暴露在室外的设备,避免了儿童或宠物受到伤害和他们破坏外部的设备的可能性
没有明火,没有可燃性的燃料,也没有有潜在危险的燃料储存罐
[民用建筑-经济性]
是当今最为高效的一种家居供热和制冷系统
比其他供热系统的供热效率高50%到70%;比当今使用的空调的制冷效率高20%到40%
节约运行费用和维护费用
投资在很短的几年就可收回
正向现金流转,节约的能源远远超过系统的花费
一些公用事业公司为购买地源热泵的用户提供优惠或者奖励。
许多热泵的制造商,当地公用事业公司和信贷机构为安装地源热泵的业主设有专项资金。
[民用建筑-环境效益]
通过有效的室内气候的调节,降低了热损失,节约了自然能源
使用工厂密封的冷冻系统,将对臭氧层的破坏降低到最小程度,而这种系统几乎不用或者从来不用再次充注。
使用地下环路传递热量,无外置的通风器,对大气无污染。
[商业建筑]
地源热泵系统(GSHPs)是一种为建筑物制热和制冷的经济、节能又环保的方法。DOE和EPA对这项技术均表示认可。地源热泵系统(GSHPs)在每一个季节按照需求提供可靠的高质量的空调和热量。它不仅适合新建筑,同样适合于旧建筑的改造。灵活的按需设计使它成为学校,高层建筑,政府建筑,公寓和酒店-几乎所有的商业建筑的一个很好的选择。地源热泵(GSHPs)的低运行成本和维护费用,经久耐用和节约能源使它成为商业建筑的明智选择。
[商业建筑-地源热泵的优势]
同时为同一建筑的不同部分供热和制冷
非常安静-系统在运行时,使用者不会意识到。
可安装在复合区域,每一区域由各个房间的单独控制
机械占用空间减少50%至80%,使建筑设计更加自由
不需要掩藏和防止破坏外部设备,无房顶设备
管路使用寿命为50年
全部为电动机械,避免了多种公用事业的服务
无锅炉和机组的维护
地热交换换热器无需维护而且可以持续使用40多年
[商业建筑-经济性]
与大部分HVAC系统相比,初投资低,运行成本低,使其很有竞争力。
能源消耗节约25%至50%。
降低了峰值的需求,降低了运行成本。
利用空调系统的废热加热水,在夏季不需任何费用;在冬季则大大节省费用。
一些公用事业公司为购买地源热泵的用户提供优惠或者奖励。
[商业建筑-环境效益]
通过有效的室内气候的调节,降低了热损失,节约了自然能源。
使用工厂密封的冷冻系统,将对臭氧层的破坏降低到最小程度,而这种系统几乎不用或者从来不用再次充注。
使用地下环路传递热量,无外置的通风器,对大气无污染。
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[Q & A]
[Q&A-一般问题]
1.地源热泵(GSHP)的效率如何?
地源热泵(GSHP) 是现存效率最高的给住宅供热和制冷的系统之一。比其他的供热系统的加热效率高 50%至 70% ,比现有的空调的制冷效率高 20% 至40%。这些都直接节省公用工程的消耗。
2.一个系统能既供热又制冷吗?而且还能提供热水吗?
可以。地源热泵(GSHP)是一个集供热、制冷和热水供应于一体的系统。 你只要在你的户内自动调温器上一按,就能实现从一个模式转化成另外一个模式。 一些地源热泵系统(GSHPs)通过使用一个过热蒸汽减温器预热水箱中的水,能帮你节省多达50%的热水供应开支。
3.地源热泵系统热如何为我的家庭提供热水呢?
地源热泵系统使用一种所谓的过热蒸汽减温器,利用多余的热量将水加热。在夏天,系统处于制冷模式,热水被作为热传递过程的副产品生产出来。在冬天,系统处于供热模式, 过热蒸汽减温器加热所需热水的一部分。过热蒸汽减温器在一些设备上是标准配置,而在另外一些设备上是选项配置。全年加热热水的单机系统还可以在市场上购买到。
4.一台地源热泵设备需要占用多大空间呢?
地源热泵系统大部份的设备是安装在地下的。在室内, 热泵设备与传统供热制冷设备的大小相同。
5.我的地源热泵系统能使用多久呢?
地源热泵系统持久耐用并且高度可靠。GSHP包含比较少的机械部件,而且所有机械部件不是埋设在地下就是装在住宅内部,这就使设备免受外部破坏。地下埋设管路有 50 年的使用年限。
6.地源热泵设备的噪音有多大呢?
地源热泵系统非常安静,使住宅内外环境都很悦人 。地源热泵系统没有嘈杂的风机设备,无论在庭院内还是在庭院附近,都不会影响户外活动。
7.地源热泵系统GSHPs安全性如何?
地源热泵系统安全可靠。由于没有仪器暴露在户外,避免了儿童或宠物受到伤害和外置设备的损坏。地源热泵系统没有明火、易燃性的燃料或有潜在危险的燃料储存罐。
8.舒适性如何?
地源热泵系统通过标准的管道系统将暖风(90-105(F)送到家庭住宅或办公场所的每一个角落。 由于暖风风量比较大,建筑物受热更加均匀,因而更加舒适。这有助于冷热分布均匀,而且避免了燃料取暖普遍存在的冷气流。
9.这个地下系统的效率如何?
地下埋设管道或地下环路是热泵领域最先进的新技术。最近,地源热泵系统采用了新的热泵设计和改良的埋设管道材料,使其成为最有效率的供热制冷系统。
10.地源热泵系统有保用吗?
几乎所有的 GSHP 系统制造商都提供主要部件的保用,这几乎等同于传统供热制冷系统的保用。地下环路塑料管的制造商提供他们的产品50年的使用。
11.这些系统能否用于商业,工业和公寓居所的需求?
可以! 许多地源热泵系统的安装是将多个系统连接在一起,形成由立式或卧式埋设环路组成的阵列。这使区域控制和内部负荷平衡更加简单。
12.对一个供热、通风和空调(HVAC )经销商来说,有什么好处呢?
地源热泵系统带来了一个巨大的设备改造的市场,并且该设备改造不受民用建筑结构的限制。这也为稳定增长创造了足够的机会,使经销商和他的职员受益。除此之外,这些系统相对来说免维护,只需定期更换过滤器即可。这就意味着很少的保养和求助电话。由于没有外置设备,减少了保温材料的使用和制冷剂泄漏的可能。
[Q&A-节约开支/费用消耗]
1.使用地源热泵系统如何省钱?
地源热泵系统在运行费用和维护费用方面都很省钱。投资三年就可收回。由于系统节约的能源远远超过系统的花费,所以现金流转是正向的。
2.一台地源热泵的成本是多少呢?
地源热泵系统的初始投资比传统的系统要高。然而, 当考虑到地热供热、制冷和热水供应系统的运行费用时,节约的能源足可以弥补初始投资的差额。
3.除地源热泵系统之外还有其他的什么费用?
你需要支付一笔安装费用,用于电气施工、风道系统、水管布管和另外一些您家必需的安装和改建。这些费用安装人员将会提前估算出来。
4.地源热泵系统使用的增加会如何影响电费和电量供应?
峰值的削减,使电力公司可以为更多的用户服务,每个用户的固定费用降低,因此可以弥补一些可变费用的增长。由于新增电容量的初投资很高,这样就使每千瓦电的费用减少。
5.我所在的州鼓励安装地源热泵系统吗?
一些电力公司为使用地源热泵系统的客户提供优惠和奖励。点击这里可以看你所在的州的情况。
[Q&A-安装]
1.地源热泵系统安装困难吗?
大多数设备安装简单, 将强制排风系统改装为地源热泵系统时尤其容易安装——就是设备的改造。地源热泵系统可安装在不适合燃料取暖的地区。既然用不着燃烧,就自然不用排烟了。风管道系统一定要安装在没有空气分配系统的住宅内。你的经销商或安装人员会为管道系统的安装的费用估价。
2.我能自己安装地源热交换器吗?
我们不推荐。管道的融接、钻井和挖沟这些程序最好由认证的专业人员完成。非专业的安装可能导致设备不能充分发挥性能,不能像预期的那样节约能源。
3.管沟和地面上的竖直凿洞应分隔多远设置?
管沟要隔开四到五应尺的距离设置,而地面凿洞要隔开十到十五英尺的距离设置。
4.安装一个水平系统需要多长时间?
这要看土壤情况、管道埋设的长度和深度, 还有所需的设备。一般典型系统的安装一天或两天就可完工。
5.安装一个竖直系统需要多长时间?
竖直系统安装所需时间随安装场所的不同情况而发生变化。例如:覆盖层的类型和深度,岩床的类型和硬度,以及是否存在蓄水层。 开洞一般需一天或两天;整个安装通常在两天内完成。
6.水平系统和竖直系统的优缺点分别是什么?
水平安装比较简单, 需要的设备比较便宜。但由于土壤温度和湿度随季节变化,所以所需管道长度要长一些。水平热交换器由于是放在管沟中的,需要的占地面积自然比竖直系统多。在土地面积受限的地方,竖直安装或紧凑的水平曲线安装将是理想的选择。如果该地区的地质中含有大范围的坚硬岩石,那么立式安装将是唯一的选择。由于要对准管沟钻井,费用增加,所以竖直安装费用一般比较贵。但由于热交换器埋设得比水平系统深,竖直系统的效率通常要高,且节省管道材料。承包商将会根据您的特殊需求帮助您选择系统的结构。
7.我如何判断管道是否安装妥当?
选择有名气的承包商。要勇于索取和使用参考资料。有名气的经销商和环路安装人员会很乐意把他们的姓名和电话留给你,以方便您联系他们并对他们的能力进行肯定。
8.是否可以通过安装一个足够大的 GSHP 系统来解决我所有的供热需求呢?
地源热泵系统通常根据需要设计系统的大小。由于供热需求不同,一个 GSHP 系统通常在设计热负荷的80%到100%运行。设计系统的大小使其满足整个的供暖需求并可能减少一些暖气费用,但是节省的能源不可能弥补增大系统的所增加费用。在北方使用的系统应特别考虑能够承受热负荷与冷负荷之间的巨大变化的多功能的设备。您的经销商/ 安装人员会提供冷热负荷的计算结果来指导你选择设备。
[Q&A-环境 /气候]
1.地源热泵系统如何保护环境?
地源热泵系统通过进行高效率的室内环境调节,降低了热损失,节约了自然资源。地源热泵系统使用工厂密封的冷冻系统,将对臭氧层的破坏降低到最小程度,而这种系统几乎不用或者从来不用再次充注。
2.地源热泵系统对环境有什么好处?
现在安装的系统使我们的环境有极大的不同! 这一系统减少了三百万吨二氧化碳的排放量,这相当于汽车行驶650,000公里的排放量。 地源热泵系统节约能源,而且因为使用的是已存在的热能,不需要燃烧其他物质产生热能,又减少了有害物质向大气中的排放。它使用来自太阳的可再生能源, 而且系统不需要外界空气,所以室内空气更加洁净且免受花粉、室外污染物质、霉菌孢子和其他过敏原的污染。
3.土壤结冻后系统会不会出现问题呢?
如果系统正确设计安装就不会出现问题。在夏天,太阳的光照可以融化三到四英尺厚的冰冻土壤。根据冷负荷选取适当的埋管长度,从而消除这种土壤变化的不利影响。
4.这是否意味着在气候异常寒冷的地区需要附加热源呢?
所有的系统都需要安装用于应付紧急状况的备用热源。即使是在天气最寒冷时,热泵也能提供所需的全部热量。您的承包商所做的经济分析必须指明什么时候采用热泵供暖,什么时候采用其他辅助手段供暖。
[Q&A-关于您的住宅]
1.我原有的管道系统还能在这个系统中发挥作用吗?
在大部份的情况下是能的。经销商或安装人员就能决定哪些风管是需要保留的以及哪些风管需要较小的改动。
2.地下循环会影响草坪和景致吗?
不会的。研究表明循环对花草树木没有不良影响。大多数的水平安装需要挖六英寸宽的管沟。这些暂时裸露地方,以后可以撒草籽或铺草皮恢复。竖直安装几乎不占用空间,对草坪没有明显的破坏。
3.我家的庭院内有很多遮荫树木。这会不会影响地面温度,不利于能源利用呢?
一点也不会。系统埋在地下足够深的地方,利用的是温度恒定的土壤热能。
4.地源热泵系统能与燃料炉并用吗?
能。这叫做双重系统。如果您想使用双重供暖系统,轻而易举地就可以把地源热泵系统添加到原有的火炉上。双重- 燃料系统把 GSHP 系统作为主要的热源, 把燃料炉作为寒冷天气的附加热源补充所需增加热量。
5.如果安装了一个这样的系统,是不是需要设置绝热保温隔层呢?
无论房屋的绝热保温性能怎样,地源热泵系统都会降低你的供热制冷费用。但是,保温和制冷是任何供热制冷系统的获得最大节能量的关键因素。▲
(国际地源热泵协会中国地区委员会版权所有,转载请注明!)

高端建筑物室内生态环境的综合解决之道    瑞恒生态建筑系统——享我所想
 
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