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關于熱泵技術及其應用的綜述
（作者未知） 2010/6/14
（接上頁）熱泵）可利用低品位的土壤熱能提供熱水或向建筑物供暖。美國、德國及瑞典等北歐國家，已有上萬臺此類熱泵裝置在運行，土壤熱泵技術已趨成熟，并迅速地加以推廣使用。目前正在制訂土壤熱泵用于供暖的技術規(guī)范。
天津商學院制冷技術研究所高詛錕介紹了無污染、低品位的土壤熱源熱泵實現(xiàn)冬季供暖的技術，提供了土壤熱交換的設計參數(shù)和室內(nèi)供暖的匹配方法，并指出，與空氣熱源熱泵的全年電費相比較，土壤熱源熱泵節(jié)電10％～12％。
房間供暖一般只需要較低的溫度，從的觀點來看，用煤的高品位化學能取暖是很大的浪費，而且煤是很多產(chǎn)品的寶貴原料。而利用土壤熱泵提供的40～45℃熱水供暖（尤其是地板供暖）則把本來難以利用的低品位、無污染的能源利用起來，是節(jié)能的途徑之一。
冬季土壤熱源的溫度不僅高于空氣，而且較為穩(wěn)定，如在天津市和河北省地區(qū)，在整個供暖期，地下1.6m深處土壤溫度在13～10℃之間變化�？諝鉄嵩吹臏囟葎t不可能這樣穩(wěn)定，而且空氣熱泵不適于在7～-4℃范圍內(nèi)工作，它需要復雜的除霜裝置，如空氣熱泵在外界溫度-4℃以下工作時，蒸發(fā)溫度較低，熱泵性能系數(shù)明顯下降。
在供暖季末期，由于供暖負荷的減少和土壤供熱量的降低，土壤熱泵的輸出與負荷有較合適的匹配。冬季熱交換器盤管附近土壤的濕潤和結(jié)冰能為熱泵提供附加熱量。夏季可以將土壤熱泵轉(zhuǎn)換為空調(diào)運行工況，可以達到節(jié)水目的，同時為冬季供暖貯熱。在其它季節(jié)里可以提供生活用熱水。
根據(jù)本文提供的參數(shù)，可以很快地進行設計計算。如已知供暖面積F2，選擇熱交換器型式所對應的匹配系數(shù)n，可以立刻知道土壤熱泵系統(tǒng)各設備的負荷及土壤熱交換器的占地面積及其結(jié)構(gòu)和尺寸。
在自然界和工業(yè)廢汽、廢熱、廢水中，低品位熱源不少，往往未加利用，從觀點分析，它們是冬季供暖的合適熱源。土壤熱泵可以把低品位的土壤熱能利用起來，其性能系數(shù)可達2.5～3.0，是有效的節(jié)能技術。
從年度電費上與空氣熱泵相比，土壤熱泵可以節(jié)省電費10％～12％（注：年度電費比較是土壤熱泵、空氣熱泵夏天用于空調(diào)、冬天用于供暖時全年用電費用比較）。
3、太陽能-水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)
太陽能水源熱泵系統(tǒng)由三部分組成，即太陽能集熱系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)和熱水供應系統(tǒng)。其系統(tǒng)是將建筑物的消防水池作為蓄水供應系統(tǒng)。以解決太陽能的間歇性和不穩(wěn)定性。當環(huán)路水溫高于35℃時，水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)同消防水池斷開，冷卻塔投入運行，當環(huán)路水溫在15~35℃之間時，太陽能作為冷卻塔停止運行，生活熱水供應的熱源收集的太陽能用來加熱生活用水；當環(huán)路水溫低于15℃時，環(huán)路與消防水池連通，太陽能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)吸收太陽能。若仍有多余的太陽能時，可繼續(xù)加熱生活用水。
作者對哈爾濱、上海、烏魯木齊等六城市應用該系統(tǒng)進行了詳盡的模擬計算和預測分析，得出了如下結(jié)論：
（1）太陽能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是一種節(jié)能系統(tǒng)，應用前景廣闊。其系統(tǒng)拓寬了水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的應用范圍，使目前內(nèi)部余熱小或無余熱的建筑物也可采用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能。
（2）初步得到太陽能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在我國各地的應用運行情況，并分別指出，對于不同的熱源設備形式及能源形式，該系統(tǒng)在各地區(qū)的運行能耗情況和節(jié)能特性。
（3）在我國大部分地區(qū)運用太陽能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，都會收到良好的節(jié)能效果，尤其是對于年太陽輻射總量較高，冬季日照率高的地區(qū)，該系統(tǒng)是一種理想選擇。
空調(diào)所鄭瑞澄根據(jù)全玻璃真空管太陽能集熱器的熱性能和上海、南京、武漢、濟南四地的太陽能輻射資源，通過計算得出了太陽能水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，該四地所需的太陽能集熱器面積，經(jīng)效益分析，以供暖面積100m2的水源熱泵機組為計算對象，太陽能集熱系統(tǒng)運行100天可節(jié)約的常規(guī)能源量為上太陽能集熱系統(tǒng)供應生活熱水（以住宅建筑面積100m2為例）可節(jié)約的年常規(guī)能源為天然氣636.5Nm3，電5550kwh。以現(xiàn)階段太陽能集熱系統(tǒng)平均200元/m2和北京現(xiàn)行電價計算，太陽能利用增加的投資可在6年左右回收，之后的節(jié)能費用，即是用戶的凈效益。
4、熱泵復合熱電冷三聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)優(yōu)化分析
隨著能源供需矛盾的日益突出，能源的綜合利用得到國內(nèi)外廣泛關注，從熱電分產(chǎn)到熱電聯(lián)產(chǎn)乃至熱、電、冷三聯(lián)產(chǎn)的提出和運用，無不說明人們對節(jié)能進行了有益的探索，而實踐證明，這些研究帶來了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
熱電分產(chǎn)就是供電和供熱相互獨立的供電供熱方式，由于這種系統(tǒng)的經(jīng)濟性差，不利于能源的分級利用而逐漸發(fā)展為熱電聯(lián)產(chǎn)，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中較高參數(shù)的蒸汽首先用來作功發(fā)電，然后用汽輪機的排汽和抽汽供熱，這樣就減少有用功的損失，達到能源分級利用的目的，從而使有用功效率得到提高。隨著（未完，下一頁）
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