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地源熱泵發展瓶頸有哪些?

文章出處:   責任編輯:   發布時間:2021-09-02 22:56:57    點擊數:-   【

問:地源熱泵發展瓶頸有哪些?

答:能源和環境問題是當今世界各國面臨的重大問題,清潔可再生能源的利用更成為我們面臨的主要研究課題。

環境污染和能源危機已成為威脅人類生存的頭等大事,如何解決這一課題,已成為全人類的關注焦點。現代社會的生產和生活,依賴于能源的大量消耗。全球小于100度低溫用熱的能耗占總能耗的一半左右,把煤炭、天然氣等一次能源和電能等二次能源降級使用,轉換過程中有效能損失太大。當前能源的短缺,除需要加強常規資源的生產和積極開發各種新能源外,更迫切需要合理、綜合利用能源,提高能源的有效利用率。

地源熱泵發展瓶頸有哪些?

在未來的幾年中,中國面臨著巨大的能源壓力。一方面,中國的經濟要保持較高速度靜增長,另一方面,又必須考慮環保和可持續發展。所以要求提高能源利用率,要求能源結構調整。能源利用率的提高,會鼓舞各種節能技術和設備的推廣,能源結構調整的方向就是從以煤為主轉為以燃氣,直至以電為主。

在能源的總消耗量中,人們用于供熱、供冷的能源消耗占很大的一部分,而現今使用的建筑空調對熱泵的應用越來越廣泛。地源熱泵是按照逆長諾循環,通過少量的高位電能輸入,實現低位熱能向高位熱能轉移的一種裝置。它的冷熱源是土壤,不受室外溫度劇烈變化帶來的影響。循環水在地下換熱器中是閉式循環,不使用地下水,不會污染水源,而且不受地域性限制。作為一種新型的供暖、空調技術,地源熱泵技術已經越來越受人們的重視,也是今后空調事業發展的主體方向之一。

地源熱泵發展瓶頸有哪些?

與傳統的燃煤鍋爐相比,鍋爐供熱只能將燃料燃燒所獲得的70-90%的熱能得到充分利用,而地源熱泵供熱則可以實現百分百的使用,加上地熱能源全年穩定,制冷、制熱系數高達3.5-4.4,無論是從效果還是運行費用上來看,地源熱泵無疑是21世紀最有效的供熱供冷空調技術。

因為地源熱泵的高效清潔,在北方地區新的建筑正在推廣使用地源熱泵。地源熱泵具有很大的發展潛力,擁有非常廣闊的市場。但是在發展過程中存在著許多問題,對其全面的推廣起到了嚴重的阻礙作用。

除此以外,地源熱泵運行時不會產生任何的空氣污染物,無需清理打掃,加上工況穩定,系統組成簡單,機組運行可靠的因素,整個使用期內維護簡單,費用低,自動控制程度高,更加方便了用戶的使用。

地源熱泵發展瓶頸有哪些?

地源熱泵,因其初始投資大,目前只在大城市有一定的發展,占用大量的地表面也是約束地源熱泵推廣的一大因素。在我國地源熱泵的設計使用壽命一般在20-25年,實際上不到十年就會出現大量的問題,甚至整個地源熱泵系統都會癱瘓以至于報廢。這其中存在著如下兩個個問題:

⑴地源熱泵在設計前參數選取不準確,設計單位沒有相關的地質數據,負責任的設計單位會進行熱響應測試,合理的選出地層導熱系數,但有相當一部分只是象征性的或者根本不進行熱響應測試,根據一般的土層導熱系數保守的取一個值。地源熱泵不像巖土基礎勘察已經十分成熟,擁有豐富的周邊資料,可以進行一些合理的類比或類推。

地源熱泵發展瓶頸有哪些?

⑵在施工過程時,理論上是回填原土較好,但鉆進過程嚴重擾亂了土層特性,所以不能再簡單的回填原土。我們需要考慮每一層土或巖石的導熱性,回填具有相應導熱性的材料,但這些材料同時必須具有一定的抗裂性、抗滲性能(埋管內循環液的溫度會在0~37℃之間變化),才能保證回填料的耐久性。也能防止地表水對地下水的污染,對埋管的腐蝕等等。而在實際施工過程,只是簡單地把鉆屑回填,不進行任何處理,這樣的回填料會因膨脹收縮很快開裂,導熱系數急劇降低,毫無抗滲性可言。

地源熱泵發展瓶頸有哪些?

地源熱泵現狀—地源熱泵的發展瓶頸

雖然地源熱泵存在很多優勢,節能減排,使用壽命長,運行穩定,但是不可否認的是目前地源熱泵的發展仍然遇到了瓶頸,地源熱泵的冷熱源是土壤,而地區對溫度的需求的不一致也導致從土壤中獲得熱量和釋放熱量的不一致性,比如南方更重于制冷的應用,會從土壤中獲得更多的冷量,而北方則更注重制熱,從從土壤中獲得更多的熱量,冷量和熱量的不平衡使得不同地區的土壤溫差是很大的,長期這樣,就會導致生態的不平衡,另一方面是地源熱泵對土地的要求,地源熱泵需要比較大的空間進行鉆孔和埋管,但是在這個寸土寸金的時代,地源熱泵對土地的要求無疑帶來了困難。所有現在只能一些私人別墅有條件安裝地源熱泵,而在一下面積緊張的小區很難展開地源熱泵計劃。

地源熱泵發展瓶頸有哪些?

雖然地源熱泵現狀并不樂觀,但是不得不承認地源熱泵從興起到開始應用已經有了很大的發展,隨著地源熱泵技術的不斷提高,在技術方面也會發現克服瓶頸的方法。另一方面,由于環境和資源的要求,地源熱泵在節能減排方面也會扮演越來越重要的角色。

目前國家開始加大對新能源的投入,這勢必會促進地源熱泵的快速發展。地源熱泵是非常好的清潔能源,可再生能源,具有極大的發展前景,目前我們需要科研和生產單位互相合作,才能更好、更快的推進地源熱泵的發展。

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