随着人们生活水平提高,大众环保节能意识的增强,以及国家对节能减排的重视。节能环保这两个词再不仅仅是一句口号,而是实实在在地必须按照新的节能环保要求去实施。但是如何来具体计量某项技术到底可以节能多少呢?之前都很少有准确的计量。现在以地源热泵为例,理清计算节能的一条死路,便于以后类似计量工作的展开和效益的评定。
1、首先了解一下地源热泵的运行原理
地源热泵技术在欧美国家应用的极为广泛,相关国际能源机构将地源热泵技术评为“节能效果的单项技术”。我们首先来了解一下地源热泵的运行原理。
石家庄地源热泵系统原理:
地下浅层地能资源(包括土壤、地下水、地表水和人类的生产生活低位能量等)的非开采利用,可以通过热泵装置实现供热和制冷的双重作用。地源替代常规空气源,充分利用了地温逆变性(冬暖夏凉)和常年温变小以及蓄能的特点,实现了能量的再利用和良好的环保效能。使在北方冬季应用热泵供暖系统成为现实,并可实现供热制冷系统一体化。本文概述了国内外该领域的发展状况和该技术的可行性。
地源热泵系统是利用浅层土壤或地表水(地下水)能量,冬季把地能中的热量“取”出来,此时地能为“热源”给房间内供暖;夏季室内热量取出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地能为冷源。
石家庄地源热泵采暖系统冬季通过土壤换热器,从地下垂直埋管环路中吸收低品位能量,再借助地源热泵机组将低品位的能量提升为高品位的能量,产生 45 -50 ℃ 的热水,可以利用地板采暖、风机盘管、暖气片、中央空调等设施用于采暖,同时可以提供生活热水。同样在夏季,热泵将制冷系统产生的冷凝热释放到地下,制取7 ℃的冷水供应室内制冷。
如果用空气源热泵供暖,则进入蒸发器供吸收热量的就不是地下水或地埋管循环水,而是空气。冬天空气的温度比地下水低,常压空气的热导率只及水的1/26,因此空气源热泵从空气取热、靠空气传热的性能远远比不上地源热泵。
2、地源热泵如何实现节能
浅层土壤或地下水冬季温度约为12-22℃,温度比环境空气温度高,地源热泵机组循环的蒸发温度提高,能效比也提高;夏季浅层土壤或下地水温度约为为18-32℃,温度比环境空气温度低,制冷系统冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式系统,机组效率大大提高,热效比也相得益彰。与传统空调相比可以节约60--70%的运行费用,1KW的电能可以得到4KW以上的热量或5KW以上冷量。
世界上普通地源热泵平均可达到COP=4.3,而高温地源热泵因输出5070C相对艰难则COP降低。COP称为性能系数,其4.3的含义相当于消耗1kW的电力,可以产生4.3kW的热量。相比之下,空调机的COP为1.82,电热器供热的COP为1,燃油的热效COP为0.9,燃煤的热效COP为0.6。利用这些性能数据,我们就可以计算节能了。
⑴、燃油比燃煤节能33%
如果不计算成本价格,则燃油比燃煤节能33%,因为1kg标准煤能产生7000kcal热量,而1kg燃油能产生10500kcal热量,从获得的热量比较,同样重量的燃料油比标准煤多得到3500kcal的热量,3500/10500=33%,也就是节省(增产)了33%能量。
⑵、地源热泵的节能在省电
石家庄地源热泵COP为4.3,其产生4.3kW的热只用了1kW的电,就是在4.3kW的供热中节省了3.3kW,这3.3kW是额外来自地下水或地埋管的热量。于是,3.34.3=0.767,就是说它额外增产了76.7%的热,这肯定是节能。然而这是热泵本身的节能,实际在地源热泵系统中还有循环泵等消耗的电能。整套地源热泵系统可以做到节能大约40-50%,它肯定比“燃油比燃煤节能33%”要大,所以才有“节能效果的单项技术”之誉称。
⑶、还有其它的节能
通俗来说,供暖的节能就是比传统、比常规获得额外的热量来源。当然,从严格意义上来说,我们也得考虑经济成本,如果能量节省了,但成本多花了不少,这在短期可以依靠政府补贴费,而从可持续发展来看,还应寻求进一步改进的办法。国外对可再生能源的补贴政策,也是政府提供一段时期的补贴,补贴率会逐渐降低,目的是让你不断改进提高效率、降低成本,而不是包揽到底。
总而言之,石家庄地源热泵技术依托其节能减排效益的优势,借助国家优惠政策的扶持,在我国快速发展。然而地源热泵技术企业不能停留在目前水平。不能只看到眼前利益,要不断研发不断创新,要依靠更先进的科学技术,为整个地源热泵行业的发展做出贡献。为人们更舒适的生活,为国家整体的节能减排做出更多的贡献。