地源热泵中央空调系统与冰河冷媒载冷剂的前世今生
地源热泵是以岩土体、地层土壤、地下水或地表水为低温热源,由水地源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热中央空调系统。根据地热能交换系统形式的不同,地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
冰河冷媒结合现有的市场应用经验,提出了一套全新的地源热泵系统,可降低户均投入成本,提高能源利用效率,并合理平衡地热。这套系统的核心主要是集中热负荷和冷负荷,然后再做能源综合布局。比如说再一个数据中心的附近做一套地源热泵系统,冬季热泵产生的热源通过冰河冷媒提供给周边的居民采暖,冷负荷共给数据中心给机房降温,多余的冷负荷传输到地下,维持系统稳定保证居民供热。夏季居民跟数据中心均需要冷负荷,产生的热负荷可以通过冰河冷媒给宾馆、居住小区、公寓、厂房、商场、办公楼、学校等提供生活热水,通过计算精确的热负荷排入地下,维持当地生态。从投资的角度看,单户的投资之和会远远高于集中的能源中心,热使用效率也会大大降低,因此这种集中式的地源热泵系统将来会成为未来的趋势。
冰河冷媒在地源热泵系统的应用,主要是地埋管系统。地埋管地源热泵系统相较其它系统存在以下优点:
A、在深埋于地下的封闭塑料管内,注入
冰河冷媒载冷剂,通过换热器与水或土壤交换能量的封闭系统。闭式系统不受地下水位、水质等因素影响。垂直埋管可获取地下深层土壤的热量。垂直埋管通常安装在地下50-150米深处,一组或多组管与热泵机组相连,封闭的塑料管内的冰河冷媒(对塑料管和热泵机组金属换热器无腐蚀,寿命长)将热能传送给热泵,然后由热泵转化为建筑物所需的暖气和热水。垂直埋管是地源热泵系统的主要方式,得到各个国家的政府部门大力支持。
B、地源热泵机组运行时,不消耗水也不污染水,不需要锅炉,不需要冷却塔,也不需要堆放燃料废物的场地,环保效益显著。地源热泵机组的电力消耗,与空气源热泵相比也可以减少40%以上;与电供暖相比可以减少70%以上,它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%,比燃气锅炉的效率高出了75%。
C、地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管,使用冰河冷媒寿命可达50年,要比普通空调高35年使用寿命。地源热泵夏天把室内的热量排到地下,冬天把地下的热量取出来供室内使用,相对来说,向环境排放更少的能量,维持生态环境的平衡。
国家发改委官网对外发布了《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021年)》,旨在提高北方地区取暖清洁化水平,减少大气污染物排放。”十二五”期间,中国预计将完成地源热泵供暖(制冷)面积3.5亿平方米左右,届时整个地热能开发利用的市场规模总计将超过700亿元。地源热泵将会是未来发展的一个重要方向。
目前国内的地源热泵系统应用还比较单一,其主要目的还是冬季的高效采暖。由于打井埋管受场地限制比较大,必须有足够的面积用于打井和埋管;设计及运行中对全年冷热平衡有较大要求,要做到夏季往地下排放的热量与冬季从地下取用的热量大体平衡,导致其系统费用较高,给地源热泵大力推广加大了难度。
LM-4冰河冷媒换热控制系统优点:(1)设备更简化如果是生产工艺需要高、中、低三种工作温度的话,那么在新的系统中只需配备加热装置一台,密闭式冷却水塔一台,冷冻机组一台。
(2)管路系统更简化由于系统均为闭式系统,所以管路系统设计、安装更为简化。用热设备不需安装蒸汽疏水器,也无需安装压冷冻盐水压缩空气管道。
(3)操作更简便在同一设备中三种不同温度介质根据工艺要求进行切换时只需要按需切换阀门就可以了。不用担心不同种类的换热介质互相串流。这也是优化前换热系统最担心也最容易出现的问题。
(4)维修量大大减少由于LM-4冰河冷媒具有良好的防锈性,冷热媒介质均采用LM-4冰河冷媒可以延长管道和设备的使用寿命,在阀门选型及安装工艺方面做的更好的话,一直困扰制药、化工行业的跑冒滴漏现象将彻底杜绝,现场管理工作也可以做得更好。
(5)设备投资、运行费用均可减少由于三种温度同一介质换热系统均为封闭系统,所以初期建设中可以省去蒸汽锅炉的水处理系统、中温系统中的循环水池、以及盐水池及化盐池等。同时日常运行也免去了水处理树脂的处理及更新,循环水池定期清淤,盐水补加等操作及运行费用。
