燃煤与地源热泵比较

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在全球能源日益枯竭和短缺的今天,国家不断鼓励开发利用新能源和可再生能源。大同美亚新能源开发有限责任公司致力于改变传统采暖(冷)的方式,使其更加环保,更加节能。本公司由美国美意集团提供世界领先的技术和设备,并以地源热泵中央空调领域的核心技术为基础,着力于小区、办公楼和别墅的制冷、供暖和供热水系统,使其符合国家绿色节能的标准,更好的推进节能减排的工作,从而达到节约能源,减少污染的效果。

随着经济的发展和人民的生活品质的不断提高,中国的能源消耗量也相应地提高,并且已经对我国的能源储备形成了威胁,能源危机迫在眉睫。上个世纪90年代初期,随着经济的快速发展,中国已经成为仅次于美国的世界第二大能源消费国;同时也是世界最大的煤炭生产和消费国。近年来,在一些城市中,夏季制冷和冬天采暖使用电力,造成夏季和冬季的用电量紧张,迫使部分城市的用户和工厂限时用电,电力紧张已经给人们的生产和生活带来了诸多不便;另外,煤价不断上涨,给广大用户增加了不少的经济负担,同时由于燃煤取暖所带来的冬季大气严重污染已引起政府和公众广泛关注。

与燃料锅炉供热系统相比,地源热泵具明显的优势。锅炉供热只能将70~90%的燃料内能转化为热量,供用户使用,因此地源热泵要比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;与传统中央空调相比,传统中央空调夏季冷源(室外空气)温度在30℃以上,制冷效率低,而地源热泵系统以地下水和土壤为冷源,温度在20℃以下,制冷效率比传统中央空调高,因此,近十几年来,尤其是近五年来,地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧趋活跃,可以预计,该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。

在中国的传统空调系统概念中,由于国家的经济发展状况和政策的影响,在相当长的时期中,北方一般以燃煤锅炉解决冬季取暖问题,在南方以水冷机组解决夏季制冷问题。但是锅炉供暖需要大量的矿物燃料,燃烧后又产生大量的炉渣,燃料的运输和炉渣的清理、处理都要消耗大量的人力物力;同时燃料燃烧过程中产生大量的气体对环境造成一定的污染。而且矿物燃料属不可再生资源,煤、石油、天然气等矿物燃料资源随着消耗必然渐渐枯竭。近年来世界能源危机正在逐步加剧,矿物燃料价格成倍提高,而且矿物能源越来越少,能源危机只会不断加剧,燃料价格势必还会不断升高,直接使锅炉供暖成本提高。地源热泵不需要燃

料,只消耗电能,运行和维护简单方便,节省人力物力,不排放任何的废气,完全没有污染,对环境和人体不造成任何的伤害,是理想的绿色环保产品。

地源热泵与常规空调、供暖技术特性比较

目前,地源热泵供暖(冷)建筑是国家和省、市各级政府大力推广实施的节能减排项目。

地源热泵与传统燃煤过滤供暖的对比

现以两万平方米供暖项目为例,以地源热泵技术供暖与传统供暖方式进行比较:

1、耗能经济性对比

两万平方米供暖建筑年耗煤量约800吨,每吨煤含热量约20850000KJ,锅炉效率一般在70%左右,故800吨煤的可利用热量约为

20850000×70%×800=11676000000KJ

如果每吨煤700元,那么每年的买卖需要560000元

地源热泵技术耗1度电产生的热量相当于电锅炉耗4度产生的热量,纯电阻1度电产生的热量为3600KJ,那么地源热泵耗1度电产生的热量为14400KJ,故采用地源热泵供暖,产生800吨媒供暖的热量需要耗电量为

11676000000KJ÷14400KJ/度=810833度。

地缘热泵采暖电费按民用电收取,电费按0.47元/ 度计算,则地源热泵采暖每年电费约为381092元。

2、人员工资对比

传统燃煤锅炉需6人值守:

6人×1200元/人=7200元

地源热泵设备机房需2人值守

2人×1200元/人=2400元

3、运输费用对比

燃煤锅炉供暖所消耗的媒需要运输到锅炉房,媒燃烧后产生的煤渣还要运走,装卸和运输都需要大量的费用,而地源热泵供暖不产生任何废弃物,不需要运输,可节约大量的运输费用。

4、环境效益对比

直接环境效益

间接环境效益

地源热泵的特点

1 属可再生能源利用技术

地源热泵是利用了地球水体或土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量),而且是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说,地源热泵是一种利用清洁的可再生能源的一种技术。

2 高效节能

地源热泵机组可利用的水体温度冬季为12-22℃,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。而夏季水体为18-35℃,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高。据美国环保署EPA估计,设计安装良好的水源热泵,平均来说可以节约用户30~40%的供热制冷空调的运行费用。

3 运行稳定可靠

水体温度一年四季相对稳定,其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源,水体温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

4 环境效益显著

地源热泵使用电能,电能本身为一种清洁能源,但在发电时消耗一次能源,并导致污染和二氧化碳温室气体的排放,所以节能的设备本身的污染就小。设计良好的水源热泵机组的电力消耗,与空气源热泵相比,减少30%以上,与电供暖相比,减少70%以上。

地源热泵技术采用的制冷剂,可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共质。地源热泵机组的运行没有任何污染,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。

5 一机多用

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