地源熱泵與低溫地板聯(lián)合運(yùn)行可行性分析

地源熱泵與低溫地板聯(lián)合運(yùn)行可行性分析地源熱泵及低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的特點(diǎn)，并通過比較地源熱泵及低溫地板輻射供暖系統(tǒng)與傳統(tǒng)冷水機(jī)組和散熱器系統(tǒng)的初投資及運(yùn)行費(fèi)用，說明了地源熱泵及低溫地板輻射采暖系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行在節(jié)能環(huán)保及運(yùn)行費(fèi)用方面具有較大優(yōu)勢(shì)。指出了為推廣這種空調(diào)供暖形式需解決的問題。對(duì)于一個(gè)完整的供暖空調(diào)系統(tǒng)，其基本的組成都必須有三個(gè)部分組成，即熱（冷）源、管路系統(tǒng)和末端（向室內(nèi)供熱供冷的設(shè)備裝置），如何合理地選擇系統(tǒng)的熱（冷）源及末端裝置一直都是建筑設(shè)備與環(huán)境工程師及科學(xué)工作者不懈努力追求的。在以往的許多資料和研究文獻(xiàn)中大多是單獨(dú)對(duì)冷（熱）源或末端進(jìn)行的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等各方面的分析。但是在諸多冷（熱）源及末端系統(tǒng)的形式中選出互相匹配的源與端，對(duì)于供熱、空調(diào)系統(tǒng)同樣非常重要。

1、

地源熱泵簡(jiǎn)介

地源熱泵它是一種利用地下淺層低溫地?zé)豳Y源（常溫土壤或地下水）來實(shí)現(xiàn)制冷制熱的高效節(jié)能熱泵系統(tǒng)，利用地能分別可以在冬季作為熱泵供暖，同時(shí)大地儲(chǔ)存冷量，以備夏季供冷使用；相反在夏季作為冷源，同時(shí)儲(chǔ)存熱量以備冬季使用，地源熱泵具有以下特點(diǎn)：

（1）地源熱泵屬于可再生能源，由于其可在冬夏兩季交互地蓄存冷熱量，同時(shí)地球表面吸收并蓄存了47％的太陽能，此能量是人類每年利用能量的總和的500倍之多，這種蓄存于地表淺層的近乎無限的能源是取之不盡用之不竭的可再生能源，符合能源可持續(xù)性發(fā)展的趨勢(shì)。

（2）地源熱泵的污染物排放，僅相當(dāng)于空氣源熱泵的60％，是普通鍋爐供暖系統(tǒng)的30％。雖然其也采用制冷劑，但是比常規(guī)空調(diào)裝置減少了25％的充滿量，是真正的環(huán)保型系統(tǒng)。

（3）地源熱泵屬經(jīng)濟(jì)高效的冷（熱）源，其利用的地能或地表淺層地能的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，這種穩(wěn)定溫度使得地源熱泵的COP值比較高，夏季約為4.1（傳統(tǒng)冷源2.9），冬季3.1（傳統(tǒng)熱泵2.8），節(jié)能以及節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用達(dá)40％，另外地能由于溫度穩(wěn)定，這就使熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、高效性、經(jīng)濟(jì)性。

（4）地源熱泵可以一機(jī)多用。它可以用于供暖、空調(diào)、生活熱水，其適合于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校、住宅，更適合于別墅，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ闹醒肟照{(diào)冷(熱)源。

2、低溫地板輻射供暖簡(jiǎn)介

低溫地板輻射供暖是一種利用建筑物內(nèi)部地面進(jìn)行采暖的系統(tǒng)，該系統(tǒng)以整個(gè)或部分地面作為散熱面，其地板散熱面主要以輻射熱的形式（約占總熱量的61.25％）[16]向室內(nèi)散熱。低溫地板輻每m2造價(jià)（元/m2）裝修費(fèi)（元）占建筑面積折價(jià)（元）合價(jià)（元）普通散熱器供暖4020-5080140-17019.510-15地板輻射供暖5040（地板增厚）9016.6730風(fēng)機(jī)盤管110121222010-15

注：表2中建筑造價(jià)4000元/m2，每m2普通散熱器約占0.02m2，運(yùn)行費(fèi)用按每天10h計(jì)算，冬季按100天計(jì)算，電價(jià)按0.53元/度。

可以看出，其運(yùn)行費(fèi)用較普通供暖可節(jié)約能源約25％，初投資雖然直接費(fèi)用較普通采暖略高，但是綜合裝飾及占房間面積折價(jià)等因素，地板輻射供暖反而略低。

綜合表1和表2可以得出，對(duì)于普通水冷機(jī)組加中央換熱機(jī)組選用風(fēng)機(jī)盤管其初投資為288.7元/m2，地源熱泵與地板采暖初投資約為323.3元/m2，初投資增加僅為10.7％，而能源節(jié)約和運(yùn)行費(fèi)用的減少可達(dá)為42.33％，很顯然，增加的小量投資是很值得的。另外地源熱泵與低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)建筑新風(fēng)比較容易解決，室內(nèi)空氣質(zhì)量好，維護(hù)工作簡(jiǎn)便，安靜無噪音。

5、尚需解決的問題

5.1對(duì)于地源熱泵的經(jīng)濟(jì)性顯示，其運(yùn)行時(shí)間越長，效率高的特點(diǎn)發(fā)揮的就越好，如果全年運(yùn)行，即冬季供暖、夏季用于空調(diào)、春秋季節(jié)產(chǎn)生衛(wèi)生熱水等聯(lián)合運(yùn)行，其節(jié)能效果會(huì)更加突出，而對(duì)于多端的聯(lián)合運(yùn)行，所需熱泵容量的匹配以及與各端容量的耦合還有待研究。

5.2低溫地板輻射供冷由于地面在溫度較低時(shí)容易結(jié)露或即使不結(jié)露也會(huì)使室內(nèi)空氣濕度升高，使室內(nèi)環(huán)境變差，降低室內(nèi)濕度是夏季采用地板供冷的關(guān)鍵，也是地源熱泵與地板輻射供暖（供冷）聯(lián)合運(yùn)行的關(guān)鍵所在。如何降低室內(nèi)的空氣濕度還有待從理論到措施的研究。

5.3由于地源熱泵所用淺層大地的地能，而埋管換熱器的