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碳中和下地源热泵技术的应用拓展与能效提升

来源:冷暖商情网2023-03-10

一、碳中和下的地源热泵技术

 

节能减排是减缓能耗增长的基本途径,践行绿色建筑和科学健康理念,按需供能、用能,开发与利用高效节能设备,设计、建造与运维高效节能建筑及其用能系统,营造资源节约、环境友好的生产方式和消费模式。大力发展可再生能源、提升可再生能源利用比例和能源效率,是实现碳中和的有效路径。

 

地源热泵技术是可再生能源利用技术,是利用地热能的地源热泵技术,地热能包括地埋管、地下水及地表(深)水。高品位地热资源(水热型):冬季供暖、全年供热。合法开采、取用、回灌有待完善;中深层地热能:起步阶段,理论与技术有待深化。只供热,不供冷热量回灌难;浅层地热能:量大面广、应用广泛。据2020年12月国务院发布的“中国能源发展”白皮书显示,截至2019年底,我国浅层和中深层地热能供暖建筑面积超过11亿平方米。

 

综上所述,碳中和下的地源热泵技术大有可为。

 

二、地源热泵技术的应用拓展

 

由浅入深:浅层地埋管地源热泵拓展到中深层地埋管,中深孔套管式地源热泵系统占地面积少、季节性蓄热及冬季换热性能好;

 

由北向南:采暖区域南扩,南方更适宜地源热泵供暖,供暖区域南延扩大了地源热泵供暖的适用范围;

 

由单一冷热源到多源:地源热泵与空气源热泵、太阳能、风力发电等能源复合,扩大了其应用范围;

 

应用范围拓展:双碳目标要求,政策法规倡导,地源热泵技术应用已进入新的快速发展阶段,如建筑+农、畜牧业种、养殖+地下工程+海岛。

 

功能拓展:跨季蓄(冷)热,太阳能、工业等余热非采暖季存蓄。

 

三、地源热泵技术的能效提升

 

1、降低循环液(蒸发)温度,传热温差增大,蓄热体可提取热量增加;

2、加大蓄热体及其体形系数,可从更大的岩土体中取热,与更多的周围岩土换热;

3、中深层地埋管,从体积和品质上增强蓄热体;

4、地板辐射末端春夏季补热;

5、竖直水平混合地埋管供热补热;

6、基于地埋管太阳能跨季补热,夏热冬用、夏蓄冬取、天地合一;

7、地埋管地源热泵复合系统补热,冬冷夏热地区冷热源——多能复合、蓄能、调峰,多能互补的地源热泵系统——热泵机组+地埋管、空气源热泵。

 

四、问题与展望

 

可再生能源利用的代价:很多可再生能源是低品位能源,获得的过程中要消耗高品位电能,比如:污、废水或海水热回收热泵需要消耗电能,太阳能集热器循环水泵需要消耗电能,地道风风机需要消耗电能,转轮回收排风热量风机需要消耗电能等等。

 

应因地制宜采用适宜技术,不宜盲目追求新奇,“先进”体现在适宜和高效。大型公建节能把常规系统做好,就能减少大量能耗,盲目求大、求新、求全,得到可能是标签,失去的却是更多能量。应重视软技术而不是仅偏重硬技术,深入充分方案论证,精心仔细设计,是好设备、好系统、好项目的保障。


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