張智勇(陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司,陜西 西安 710077)
空調(diào)已經(jīng)成為普遍使用的家用電器。但是空調(diào)的能源消耗量非常大,沒有達(dá)到節(jié)能環(huán)保的要求,降低空調(diào)的能源使用量成為需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。熱泵使空調(diào)的冷熱源廣泛適應(yīng),特別是在城市中,多數(shù)的建筑物安裝有空氣源熱泵[1]。國家倡導(dǎo)綠色發(fā)展,空氣源熱泵的能源消耗流量大,人們開始關(guān)注地埋管地源熱泵。對空氣源熱泵的節(jié)能性與地埋管地源熱泵的節(jié)能性進(jìn)行對比是非常必要的。
空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中熱泵是冷熱源,其所發(fā)揮的作用是不可替代的。熱泵的應(yīng)用范圍是非常廣泛的,除了用于空調(diào)系統(tǒng)之外,還可以用于工業(yè)生產(chǎn)中,也可以發(fā)揮烘干作用。在空調(diào)系統(tǒng)中使用熱泵是非常有利的。在空調(diào)系統(tǒng)中,熱泵可以對熱源進(jìn)行調(diào)節(jié),為室內(nèi)環(huán)境提供高質(zhì)量的熱源。
近年來,熱泵呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢,作為空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源,不僅可以制冷,還可以供熱,充分滿足了空調(diào)的冷熱交換需求。所以,熱泵已經(jīng)受到了高度重視[2]。
對空調(diào)熱泵進(jìn)行分類中,不同的分類方法,熱泵的類型有所不同。在空調(diào)系統(tǒng)中,冷熱源熱泵如果按照循環(huán)原理進(jìn)行分類,根據(jù)熱泵吸熱和放熱的介質(zhì)以及熱泵的吸熱源對熱泵劃分,空調(diào)熱泵的種類可以分為三種,主要包括空氣源熱泵、地埋管地源熱泵、水源熱泵。其中,被廣泛關(guān)注的是空氣源熱泵和地埋管地源熱泵。從節(jié)能的角度而言,這兩種熱泵都存在優(yōu)勢,也都有缺點(diǎn)。具體如下。
1.空氣源熱泵。這種熱泵是空調(diào)系統(tǒng)中較為常用的,空調(diào)運(yùn)行中,空氣源熱泵就可以發(fā)揮出明顯的優(yōu)勢。
空氣源熱泵的運(yùn)行非常安全,不需要燃?xì)?,在運(yùn)行的過程中也不會有廢氣產(chǎn),更不會有露點(diǎn)出現(xiàn)導(dǎo)致危險狀況。
空氣源熱泵的運(yùn)行中,可以提高室內(nèi)的舒適度。在使用熱水的過程中,熱度可以保持恒定,不會出現(xiàn)冷熱不均的問題。熱水的供給可以24 小時持續(xù)進(jìn)行,不會有間斷性。
空氣源熱泵的運(yùn)行更加具有環(huán)保性。熱水器如果安裝空氣源熱泵,可以在需要的情況下釋放出冷風(fēng),使得室內(nèi)的溫度降低[3]。
空氣源熱泵主要為三種:第一種是冷暖空調(diào)機(jī)和一拖多空調(diào);第二種是VRV(Variable Refrigerant Volume)空調(diào)系統(tǒng)和空調(diào)多聯(lián)機(jī);第三種是風(fēng)冷式冷熱水熱泵。
地埋管地源熱泵。這種熱泵的熱源來自大地,為建筑物提供調(diào)節(jié)室內(nèi)空間的技術(shù),主要包括兩種:其一為地源熱泵;其二為大地藕合式熱泵。
地埋管地源熱泵的運(yùn)行原理是,天氣炎熱的時候,熱泵可以將室內(nèi)的熱量吸收,在地源中將熱量釋放出去,由此可以起到制冷的效果。當(dāng)天氣寒冷的時候,地源中的熱量被熱泵吸收,傳輸被建筑物,可以提升室內(nèi)的溫度[4]。
地埋管地源熱泵的使用中,可以發(fā)揮如下的優(yōu)點(diǎn)。
其一,地埋管地源熱泵是將可再生能源充分利用,達(dá)到了能源循環(huán)使用的效果。
其二,地埋管地源熱泵的使用中可以降低能源消耗,提高熱泵的經(jīng)濟(jì)性,降低熱泵使用成本。
其三,地埋管地源熱泵的使用中具有非常好的環(huán)境保護(hù)效果。
其四,地埋管地源熱泵的使用范圍非常廣泛,且可以一機(jī)多用,具有很好的兼容性。
其五,地埋管地源熱泵的技術(shù)維護(hù)比較簡單而且方便,所以維護(hù)費(fèi)要相對較低一些。
地埋管地源熱泵主要為三種:第一種是豎直埋管式的地源熱泵;第二種是水平埋管式的地源熱泵;第三種是前兩種熱泵技術(shù)相結(jié)合構(gòu)成的地源熱泵[5]。
空氣源熱泵和地埋管地源熱泵都有其各自的優(yōu)勢,但在具體的應(yīng)用中還要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的熱泵,以獲得良好的能源節(jié)約效果。
中國走綠色發(fā)展道路,在熱泵的選擇和使用中,首先要考慮的問題就是熱泵的能源節(jié)約效果。從當(dāng)前某地區(qū)的熱泵使用情況來看,當(dāng)?shù)氐南奶鞖夂蜓谉?,空調(diào)設(shè)計(jì)溫度為35.0 攝氏度,最高溫度是39.2 攝氏度。冬季氣候寒冷,空調(diào)設(shè)計(jì)溫度為69.2 攝氏度,最低溫度是零下12.5 攝氏度。
該地區(qū)早期使用的熱泵,夏天熱泵的冷凝溫度與冷凝空氣在進(jìn)口處的溫度會存在很大的差距,現(xiàn)在的熱泵則不然,差值大大縮小了。關(guān)注這種差距,進(jìn)口的熱泵和國產(chǎn)的熱泵還有所不同,通常國產(chǎn)熱泵的這種差距會更小一些。
由于當(dāng)?shù)氐南奶焓褂玫芈窆艿責(zé)嵩礋岜帽容^好,但是從節(jié)能的角度而言,冬季使用地埋管地?zé)嵩礋岜镁哂懈玫墓?jié)能效果。所以,與空氣源熱泵相比較,地埋管地源熱泵的能源節(jié)約效果會更好一些。當(dāng)夏天氣候溫度為27 攝氏度的時候,如果使用空氣源熱泵,在熱泵處于運(yùn)行狀態(tài)的時候,所消耗的能源等同于地源熱泵30 攝氏度的水溫度消耗的能浪。如果熱泵是在5 攝氏度的環(huán)境下運(yùn)行,所消耗的能源相當(dāng)于地源熱泵在0 攝氏度的時候所消耗的能量。這種比較看起來似乎不存在明顯的差別,但是如果將所有的熱泵用戶累加,按照全面的能源消耗量計(jì)算,差距就非常明顯了[6]。
當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度加快,對于熱泵的性能也有了更高的要求,具有良好的能源節(jié)約效果的熱泵是非常受歡迎的。通過比較可以明確,與空氣源熱泵的節(jié)能效果相比較,地埋管地源熱泵的節(jié)能效果會更好一些。當(dāng)然了,要將地埋管地源熱泵的效能充分發(fā)揮出來,還要結(jié)合實(shí)際的使用情況對技術(shù)不斷創(chuàng)新,使地埋管地源熱泵能夠更好地適應(yīng)環(huán)境,發(fā)揮其價值。
綜上所述,當(dāng)前,世界上的許多國家已經(jīng)普遍使用了地埋管地源熱泵,而且這種空調(diào)技術(shù)非常成熟。中國已經(jīng)認(rèn)識到地埋管地源熱泵的優(yōu)勢,在應(yīng)用上尚處于初級階段。地埋管地源熱泵技術(shù)與空氣源熱泵技術(shù)相比較,具有更好的節(jié)能性,符合了國家綠色低碳發(fā)展需求。隨著人們生活水平的提高,空調(diào)供熱成為主要的生活需求,對地埋管地源熱泵技術(shù)充分利用,發(fā)揮其價值,不僅可以室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)作用,而且還具有非常好的節(jié)能效果。