基本信息
- 项目名称：
- 地下水—热泵处理空气的一体化空调系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品首次提出一种可直接利用地下水所储存低品位能量预处理新风的复合式热泵空调系统，实现可再生能源地热能高效利用，属于可再生能源利用技术。该系统具有高效、节能、环保的优点。其最大的优点在于其经济效益，与传统地下水源热泵空调系统相比，在新风比10%时，新系统压缩机耗功量约下降10%，即运行费用降低10%，空调系统总投资减少，回收期缩短。同时，该系统还可节省地下水循环量约30%。
- 详细介绍：
- 本作品首次提出一种可直接利用地下水所储存低品位能量预处理新风的复合式热泵空调系统，实现可再生能源地热能高效利用，属于可再生能源利用技术。该系统具有高效、节能、环保的优点。其最大的优点在于其经济效益，与传统地下水源热泵空调系统相比，在新风比10%时，新系统压缩机耗功量约下降10%，即运行费用降低10%，空调系统总投资减少，回收期缩短。同时，该系统还可节省地下水循环量约30%。 本产品可望成为未来地下水源热泵空调发展的重要方向。由于该系统利用天热能量直接供冷/供热，节省高品位电能。因此，该新系统在开发利用可再生能源的建筑空调领域具有重要应用推广价值，特别是在冬冷夏热水资源丰富的国家和地区具有更加广阔的应用前景。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品旨在提供一种提高地热能利用效率而降低地源热泵能耗的一体化空调系统。本作品的技术关键在于设计一个由地下水新风预处理系统和地下水源热泵空调系统复合的系统，系统需要设置新风热质交换设备以实现地下水对新风预处理。 本作品创新点是直接利用地下水所储存低品位能量对新风预处理，实现可再生能源地热能高效利用，节能效果显著，同时节省地下水循环量。主要技术指标：室外干球温度35.6℃、湿球温度27.4℃、地下水温16℃、新风占总送风量10%～30%时，复合式热泵空调系统较传统地下水热泵节约电能10%～30%，地下水循环量较传统系统也有所减少。
科学性、先进性
- 传统的地下水源热泵都是通过地下水直接与热泵机组内换热器换热而实现制冷或制热的，其最大缺点在于无法实现直接利用地下水所储存的天然能量。本作品的先进性在于先使用新风热质交换设备的地下储能直接对新风进行预处理，再进入间接利用地热能的热泵机组所主导的空气处理过程。因地下水所储存天然冷量/热能直接用于承担室外新风的全部显热负荷及部分潜热荷，从而节省热泵机组制冷量/制热量，热泵机组耗电量也因此减少，总体上通过有效利用低品位地下水储能而节省高品位电能。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 1、实物、产品 2、现场演示 3、图片 4、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品具有高效节能的显著优势，适合于较大新风量的空调建筑中，该作品通过直接利用低品位地下水所储存的冷量/热能预处理新风，减少热泵所承担的负荷，因此，本作品具有节省化石能源、减少温室效应气体排放、节省高品位电能和降低运行费用等优点。与传统地下水源热泵空调系统相比，该系统初投资相当，在室外新风量占总送风量10%～30%条件下，该系统可节能10%～30%，即降低运行费用10%～30%，空调系统总投资减少，回收期缩短。本作品在冬冷夏热水资源丰富的国家和地区有广阔的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 能源与可持续发展的问题已引起了全人类的极大关注。国家能源“十二五”规划纲要中明确提出，到2020年非化石能源在国家能源消耗中的比例要达到15%。因此，重点发展非化石能源已经成为当前我国大力倡导的一项政策。地热能作为一种可再生的新能源，具有易于开采、洁净并可以直接利用等优点，如能充分合理开采利用，可节省大量的常规能源。 地源热泵作为一种直接利用地热能的空调设备因其高效、节能而受到人们的重视。近年来，国内外许多科研机构都对地源热泵做了大量研究。目前，国外土壤源热泵的研究热点集中在埋地换热器的换热机理、强化换热及热泵系统与埋地换热器的匹配等方面。国内研究课题热点集中在地下埋管换热器性能研究、传热强化技术、传热模型的理论与实验研究等方面。此外，国内外一些热泵设备厂家侧偏重于热泵设备本身性能方面的研究。可见，目前国内外对于地源热泵系统的研究大都偏向于对热泵空调整个系统中的热泵这一独立部分进行研究，并没有将热泵空调系统整体加以考虑进行研究。 因此，本作品将地源热泵空调系统整体加以考虑后，首次提出了一种由地下水新风预处理系统和地下水源热泵空调系统复合而成的地源热泵空调系统。该系统的创新点在于它能够直接利用地下水储能处理空气，即将地下水所储存的天热冷量/热能直接用于承担室外新风的全部显热负荷及部分潜热负荷，地下水先经新风热质交换设备换热后再进入热泵机组换热，实现地下水储能的再次利用，热泵机组仅需承担室内负荷，从而热泵机组所承担负荷大大减少，热泵机组能耗显著降低，这样就间接的节省了高品位的电能，实现了低品位可再生能源地热能的直接利用。该系统节能效果显著高于传统地下水源热泵空调系统 ，同时地下水循环量也明显减少。
