地源热泵与太阳能热水对比

*******地源热泵和太阳能热水系

统对比

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*******地源热泵和太阳能热水系统对比

1.项目概况

本项目为*******易地新建建设项目，位于京杭大运河南侧，扁担河西侧,南观路北侧，时代路东侧，规划用地面积140359平方米，新建建筑面积88926平方米。

2.设计依据

2.1《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012

2.2《民用建筑热工设计规范》GB50176-93

2.3《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001

2.4《江苏省居住建筑热环境和节能设计标准》DGJ32/J 71-2008

2.5《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005

2.6《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力》

2009年版

2.7《实用供热空调设计手册》第二版

2.8《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002

2.9建筑等其他工种提供的设计图纸及资料

3.设计参数

3.1室外气象参数（本工程参照**气象条件）

3.2室内设计参数

4.负荷分析

4.1冷热负荷计算

根据负荷计算，本工程的空调设计冷负荷约为：4000 kW，设计热负荷约为：2400 kW。

4.2宿舍生活热水负荷计算

宿舍部分（床位数：2836）

设计用水量：40L/人•日

生活热水出水温度：60℃

冷水计算温度：5℃

全天用水量：220X400=113440L/日

热负荷：Q＝C×M×△T×ρ=113440×（60－5）×4.187×

0.983=25680MJ

餐饮部分

考虑热负荷：500MJ

总全天热负荷：25680+500=26180MJ

5.太阳能热水系统方案分析

根据太阳能集热器采光面积计算公式：

As=Qrd×C×(t r-tL)×f/J tη(1-ηL)

式中：

As-集热器采光面积，m2；

Qrd-日均用水量，kg；

c-水的定压比热容，（4.187kJ /kg ·℃）；

tr-贮水箱内水的设计温度，℃；

tL-水的初始温度，℃；

Jt-当地集热器采光面上年平均日太阳辐照量，kJ/m2；

f-太阳能保证率，无量纲；

η-集热器年平均集热效率，无量纲；

根据经验值取0.25～0.50，具体取值要根据集热器产品的

实际测试结果而定；

ηL-管路及贮水箱热损失率，江苏地区根据经验值宜取值

0.2~0.3。

*******若使用太阳能系统制取生活热水时，假设屋顶可铺太阳能集热器的地方全铺，考虑太阳能集热器的检修间距要求及屋面的具体情况考虑以及整体立面的效果综合考虑，剩余屋顶面积大约为2500平米。其中Jt =12497kJ/m2。

Qrd = As×J tη(1-ηL) /（C×(t r-tL)×f）

=2500×12497×0.4×（1-0.3）/（4.187×（60-5）×0.45）

=84416.2kg/d

根据GB50015-2003建筑给排水设计规范5.3.2

qrd=Qd/1.163(tr-tl)ρr

Qd=1.163(tr-tl)ρr qrd

=84416.2×1.163×（60-5）×0.983×3600=19108.4MJ

qrd设计日热水量

Qd设计日耗热量

tr设计热水温度

tl设计冷水温度

ρr热水密度

日平均实际产热量为19108.4MJ

理论日平均产热量为12497×2500=31242.5MJ

日平均实际产热热效率为61%

全年实际产热量为19108.4×365/3600=1937.4MWh

全年理论产热量为31242.5×365/3600=3167.6MWh

全年生活热水需要的热量为7970×365/3600=2654.4MWh

全年辅助加热产热量为717 MWh，辅助加热采用电能考虑，则全年耗电量为717MWh。

6.地源热泵系统提供生活热水分析

6.1地源热泵系统概述

地源热泵空调系统是把热交换器埋于地下，通过水在高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温。同时储存热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用。大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮的空间，这样就实现了能量的季节转换。

6.2地源热泵特点

①属于可再生能源利用技术

地表浅层好象一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能，比人类每年利用能量的500倍还多。这种近乎无限、不受地域、资源限制的低焓热能，是人类可以利用的清洁可再生能源。并且地能不象太阳

能受气候的影响，也不象深层地热受资源和地质结构的限制。另外地源热泵冬季供暖时，同时对地能蓄存冷量，以备夏用，夏季空调时，又给地能蓄存热量，以备冬用。因此说地源热泵是可再生能源利用技术。

②高效节能和低的运行费用

由于地源温度全年相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源、供热采暖网，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。

③环境效益显著

既不破坏地下水资源，又无任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

④一机两用

地源热泵可供暖供冷，全年冷热供应，节省投资和占地。地源热泵这种可再生能源利用技术，高效节能且无任何污染，顺应了国际能源发展大趋势，也顺应了我国的能源与环保政策，是值得研究与大力发展的可再生能源利用方式。

6.3地源热泵工作原理

地源热泵工作原理地源热泵则是利用水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。

6.3.2地源热泵技术路线地源热泵技术路线有以下两种：土－－气型地源热泵技术和水－－水型地源热泵技术土－－气型地源热泵技术

以美国的技术为代表，水－－水地源热泵技术以北欧的技术为代表。二者的差别是：前者从浅层土壤或地下水中取热或向其排热，通过分散布