天普新能源科技有限公司/劉文慶、楊曉敬、李強(qiáng)

0前言

北方冬季采暖傳統(tǒng)能源消耗主要依靠礦物質(zhì)燃燒獲得，礦物質(zhì)能源是不可再生的一次性能源，而且燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量污染物，嚴(yán)重污染生存環(huán)境。

近幾年政府及有關(guān)部門(mén)花大力氣整治大氣環(huán)境，逐步取消燃煤及其他礦物質(zhì)能源利用。鼓勵(lì)可再生的新能源利用技術(shù)及設(shè)備，政府財(cái)政部門(mén)給予新能源利用單位一次性資金補(bǔ)助。

1能源區(qū)分

不可再生的一次性礦物質(zhì)能源包括：煤、油、天然氣等；可再生的環(huán)保新能源包括：太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮芗俺毕艿?。其中地?zé)崮芗疤?yáng)能是綠色環(huán)保的新型可再生能源，資源儲(chǔ)量大，分布廣。熱泵是一種節(jié)能環(huán)保技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)地?zé)崮?、余熱等資源的清潔高效利用。采用地?zé)崮芎桶l(fā)展熱泵系統(tǒng)，對(duì)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，減緩資源壓力，改善大氣環(huán)境具有重要意義。

2新能源技術(shù)及分析對(duì)比

2.1太陽(yáng)能

主要功能：洗浴熱水、采暖

太陽(yáng)能熱水、采暖的利用較為便利及技術(shù)相對(duì)成熟，太陽(yáng)能洗浴熱水技術(shù)已有30余年歷史，得到人們廣泛認(rèn)可及應(yīng)用。太陽(yáng)能洗浴熱水系統(tǒng)運(yùn)行原理如圖1所示。

弊端：受氣候及光照密度影響較大，部分時(shí)間不能獨(dú)立完成工作，必須采用其它能源輔助達(dá)到加熱及采暖目的。

結(jié)論：太陽(yáng)能加熱洗浴熱水項(xiàng)目比較常見(jiàn)及成熟，建筑采暖技術(shù)還須加強(qiáng)。

2.2空氣源熱泵

主要功能：采暖、制冷及洗浴熱水

空氣源熱泵技術(shù)已有20余年歷史，初期時(shí)一般利用其加熱洗浴熱水，近10幾年逐步拓展到建筑采暖及制冷項(xiàng)目中?？諝庠礋岜脽嵩磥?lái)自空氣，只要輸入少部分電能，熱泵循環(huán)過(guò)程中便可在空氣中挖掘大量熱能，經(jīng)過(guò)提升壓力和升高溫度加以利用。與太陽(yáng)能相比幾乎不受天氣影響，低溫型空氣源熱泵在-25℃以上的環(huán)境溫度均能正常高效運(yùn)行，能效比（COP）一般在2.0~4.0之間?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)運(yùn)行原理如圖2所示。

弊端：運(yùn)行效率會(huì)隨環(huán)境溫度降低而下降，另外環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，由于空氣含濕量高，導(dǎo)致蒸發(fā)器表面結(jié)霜，機(jī)組會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)化霜程序，由化霜消耗的能量約占10%，嚴(yán)寒地區(qū)（環(huán)境溫度低于-25℃）不宜推廣空氣源熱泵。

結(jié)論：空氣源熱泵技術(shù)較成熟，適合中小型建筑體采暖及制冷。冬季結(jié)合室內(nèi)地板低溫輻射采暖，夏季配合風(fēng)機(jī)盤(pán)管制冷，在北方能出色完成采暖任務(wù)。

2.3地源熱泵

主要功能：采暖、制冷及洗浴熱水

地源熱泵技術(shù)自2007年起呈井噴式增長(zhǎng)，現(xiàn)已普遍被大家了解及認(rèn)可。地源熱泵熱源來(lái)自地下，溫度利用深度一般60m~120m，30m以下地下不受氣候影響，四季恒溫，地源熱泵運(yùn)行穩(wěn)定，與空氣源熱泵相比，沒(méi)有除霜能耗，效率提高約20%。

地源熱泵系統(tǒng)管道及設(shè)備隱藏式安裝，樓頂不設(shè)冷卻塔及墻體沒(méi)有外掛機(jī)，保持建筑完整及美觀。地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行原理如圖3所示。

弊端：地源熱泵熱源來(lái)自地下，必須在地下鉆井，井內(nèi)鋪設(shè)換熱系統(tǒng)，鉆井施工量大，鉆進(jìn)位置一般會(huì)占用單位綠化帶或停車(chē)場(chǎng)等位置，換熱系統(tǒng)鋪設(shè)完畢后，地面恢復(fù)平整保證原有設(shè)計(jì)功能。鉆進(jìn)鋪設(shè)地下?lián)Q熱系統(tǒng)增加了投資，一般土層地質(zhì)鉆井費(fèi)用及材料費(fèi)用約占總投資的30%，巖石地質(zhì)層該項(xiàng)費(fèi)用有所增加。

結(jié)論：地源熱泵熱源溫度使其運(yùn)行效率提高，并且沒(méi)有頻繁化霜?jiǎng)幼鳎\(yùn)行更加穩(wěn)定是其最大優(yōu)勢(shì)，是大、中型建筑采暖及制冷首選技術(shù)。

2.4空氣源熱泵直供式無(wú)水采暖

主要功能：采暖及制冷

該技術(shù)不足10年，直供式無(wú)水采暖系統(tǒng)與其它采暖系統(tǒng)相比，省去水路循環(huán)系統(tǒng)，徹底解決防凍難題。沒(méi)有熱泵與水路循環(huán)熱量傳遞，去除水泵功耗，減少二次換熱與管路熱損。系統(tǒng)可微小型化，小到每間房配一套獨(dú)立系統(tǒng)，操控及運(yùn)行極為靈活。結(jié)合其優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)效率提高約20%?？諝庠礋岜弥惫┦綗o(wú)水采暖如圖4所示。

結(jié)論：其它采暖設(shè)備必有水泵功耗，水泵功耗約占總運(yùn)行費(fèi)用的15%，直供式無(wú)水采暖技術(shù)，獨(dú)特的無(wú)水泵系統(tǒng)及降低換熱損失設(shè)計(jì)，有效提高了運(yùn)行效率，明顯降低了耗電量。適合家用及其它以居住類(lèi)為主的獨(dú)立建筑及建筑群體。