太阳能`热泵制热节能技术应用.ppt

v 由于能源问题对国家安全和经济发展由于能源问题对国家安全和经济发展所起的重要作用，中央提出了建设节能型所起的重要作用，中央提出了建设节能型工业。省地型住宅的政策方针，因此，可工业。省地型住宅的政策方针，因此，可再生能源在工业、建筑中的应用是工业、再生能源在工业、建筑中的应用是工业、建筑业技术进步和行业发展的需要。随着建筑业技术进步和行业发展的需要。随着20062006年年1 1月月可再生能源法可再生能源法的正式颁布与的正式颁布与实施，太阳能、地热能在工业、建筑行业实施，太阳能、地热能在工业、建筑行业中的应用越来越受到人们的重视。太阳能、中的应用越来越受到人们的重视。太阳能、地热能也成为新能源开发和利用的必然之地热能也成为新能源开发和利用的必然之路。路。第一章：太阳能第一章：太阳能 v中国蕴藏着丰富的太阳能资源。就目前来说，人中国蕴藏着丰富的太阳能资源。就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。发电等方式。v太阳能的利用：太阳能的利用：v太阳能利用前景广阔。目前，我国太阳能产业规太阳能利用前景广阔。目前，我国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。我国比较成熟太阳能产品有两项：太阳能产国。我国比较成熟太阳能产品有两项：太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。光伏发电系统和太阳能热水系统。v我国太阳能资源我国太阳能资源v从全国来看，我国是太阳能资源相当丰富的国家，从全国来看，我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在绝大多数地区年平均日辐射量在4 kWh/4 kWh/以上，以上，西藏最高达西藏最高达7 kWh/7 kWh/。太阳能的优点太阳能的优点v(1)(1)普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。直接开发和利用，且勿须开采和运输。v(2)(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。这一点是极其宝贵的。v(3)(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于当于130130万亿吨标煤，其总量属现今世界上可以开万亿吨标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。发的最大能源。v(4)(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。是用之不竭的。v太阳能的局限性：太阳能的局限性：v a a时间性：太阳能集热器只能在白天有效时间性：太阳能集热器只能在白天有效工作工作8-108-10小时；小时；b b气候性：太阳能集热器只气候性：太阳能集热器只能在有阳光的时候达到最佳运行状态；能在有阳光的时候达到最佳运行状态；c c储储存性：太阳能长期储存只能依靠自然环境、存性：太阳能长期储存只能依靠自然环境、无法人为实现；无法人为实现；d d经济性经济性:太阳能首期投资太阳能首期投资偏高。偏高。v太阳能与传统加热设备的节能对比：太阳能与传统加热设备的节能对比：太阳能与其它加热设备节能比较表太阳能与其它加热设备节能比较表加热方式加热方式燃煤锅炉燃煤锅炉燃油锅炉燃油锅炉燃汽锅炉燃汽锅炉电锅炉电锅炉太阳能太阳能地源热泵地源热泵燃料类型燃料类型煤煤柴油柴油天燃气天燃气电电电电电电是否污染环是否污染环境境非常严重非常严重有有不严重不严重无无无无无无有无危险有无危险有有比较危险比较危险非常危险非常危险有有无无无无燃值燃值4300KCal/Kg10200KCal/Kg9000KCal/M3860KCal/Kwh860KCal/Kwh860KCal/Kwh热效率热效率64%85%75%95%300%400%燃料单价燃料单价0.45元元/Kg4.8元元/Kg2.2元元/M30.6元元/Kwh0.6元元/Kwh0.6元元/Kwh每每10T水需用水需用燃料燃料(Kg)163.5Kg51.9Kg66.7M3651Kwh5Kwh130Kwh每每10T水需用水需用费用费用(元元)73.58249146.7330.63.0078.3年燃料费用年燃料费用(万元万元)2.795.4120.59402.9人工费用人工费用(元元)4(2人人)4(2人人)2(1人人)无无无无无无费用合计费用合计(元元)6.7137.14120.59402.9以每天产生以每天产生10吨热水吨热水,温度差温度差55C计算计算,制热量为制热量为450000大卡大卡)注：太阳能循环泵按注：太阳能循环泵按5Kw5Kw。每天运行。每天运行9 9小时。年运行小时。年运行220220天计算。天计算。太阳能集热矩阵运用实例太阳能集热矩阵运用实例v 通过以上比较，发现太阳能是可再生通过以上比较，发现太阳能是可再生能源开发利用的最佳选择，但是，因太阳能源开发利用的最佳选择，但是，因太阳能的局限性，它不能能的局限性，它不能2424小时运行。所以，小时运行。所以，我们还得给太阳能寻找一个能优势互补的我们还得给太阳能寻找一个能优势互补的可再生能源。地热源：如土壤热源、地下可再生能源。地热源：如土壤热源、地下水热源、空气热源、余热回收等。但它们水热源、空气热源、余热回收等。但它们都是低品位热源，并不能直接服务于我们都是低品位热源，并不能直接服务于我们的工作和生活。的工作和生活。第二章：地源热泵第二章：地源热泵v 地源热泵技术是可再生能源应用的主地源热泵技术是可再生能源应用的主要应用方向之一，即利用浅层地热能资源要应用方向之一，即利用浅层地热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益，近年来在国内得到了日益广泛的应效益，近年来在国内得到了日益广泛的应用。随着用。随着地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范的实施，地源热泵系统工程的市场更加规的实施，地源热泵系统工程的市场更加规范化，能更好的发挥其节能、环保效益。范化，能更好的发挥其节能、环保效益。地源热泵机组地源热泵机组va.a.资源可再生利用；资源可再生利用；vb.b.运行费用低，每年运行费用可节省运行费用低，每年运行费用可节省30%30%左左右；右；vc.c.占地面积小，节约水资源；占地面积小，节约水资源；vd.d.绿色环保，工作过程中没有燃烧、排烟绿色环保，工作过程中没有燃烧、排烟以及不产生废弃物；以及不产生废弃物；ve.e.自动化程度高，机组以及系统均可实现自动化程度高，机组以及系统均可实现自动化控制；自动化控制；vf.f.一机多用，可用于供暖、空调以及制取一机多用，可用于供暖、空调以及制取生活热水。生活热水。v地源热泵耗能对比表地源热泵耗能对比表v它的主要特点如下：它的主要特点如下：v a.a.节能：冬季地下水温度比环境空气温度节能：冬季地下水温度比环境空气温度高，并且地下水温较为稳定，使得热泵工高，并且地下水温较为稳定，使得热泵工作效率高，热泵机组作效率高，热泵机组COPCOP可以达到可以达到5.25.2以上，以上，加上水泵等系统的加上水泵等系统的COPCOP在在4.84.8左右，即用左右，即用千瓦的电驱动热泵后，可以搬运千瓦的电驱动热泵后，可以搬运4.84.8千瓦的千瓦的浅层地能，而空气源热泵效率是浅层地能，而空气源热泵效率是，电采暖是，烧油，电采暖是，烧油是，烧煤。在室内采用各种是，烧煤。在室内采用各种电暖气、电热膜等方式，尽管末端装置热电暖气、电热膜等方式，尽管末端装置热利用率为，并且调节灵活，但使利用率为，并且调节灵活，但使用高品位电能直接转换为热，是很大的能用高品位电能直接转换为热，是很大的能源浪费。源浪费。各种热源实际热值表各种热源实际热值表 名称名称 理 论 热 值理 论 热 值 热效率热效率 实 际 热 值实 际 热 值 电采暖电采暖860kcal/kwh860kcal/kwh 95%95%817 817 kcal/kcal/k w hk w h 天然气天然气8300kcal/m38300kcal/m3 80%80%6640 6640 kcal/kcal/m3m3管道煤气管道煤气3800kcal/m33800kcal/m3 80%80%3040 3040 kcal/kcal/m3m3煤煤5000 kcal/kg5000 kcal/kg 60%60%3000 3000 kcal/kcal/kgkg柴油锅炉柴油锅炉 10200 10200 kcal/kgkcal/kg 85%85%8670 8670 kcal/kcal/kgkg热泵热泵860 kcal/kwh860 kcal/kwh 480%480%4128k4128kcal/kcal/kwhwh第三章：节能与优化组合分析第三章：节能与优化组合分析 v太阳能与电加热炉组合：从以上对比表中我们得太阳能与电加热炉组合：从以上对比表中我们得知，电加热炉的理论热值是知，电加热炉的理论热值是860kcal/kwh;860kcal/kwh;热效率热效率是是95%95%；从以上对比表中我们得知，；从以上对比表中我们得知，；电加热炉；电加热炉的实际热值是的实际热值是817kcal/kwh817kcal/kwh。至此我们已能看出：。至此我们已能看出：电加热炉耗能电加热炉耗能1kw1kw，实际做热功率，实际做热功率1kw1kw。而且是。而且是高耗能，具有一定安全隐患的加热设备。高耗能，具有一定安全隐患的加热设备。地源热泵机组地源热泵机组v太阳能与燃煤炉组合：从以上对比表中我们得知，燃煤炉的理论热值是5000kcal/kwh;热效率是60%；燃煤炉的实际热值是3000kcal/kwh。至此我们已能看出：燃煤炉耗能1kw，实际做热功率1kw。而且是高耗能，高污染，具有高安全隐患的加热设备。地源热泵机组地源热泵机组v太阳能与热泵组合：从以上对比表中我们得知，太阳能与热泵组合：从以上对比表中我们得知，热泵的理论热值是：热泵的理论热值是：860kcal/kwh,860kcal/kwh,热效率是：热效率是：480%480%，实际热值是：，实际热值是：4128kcal/kwh4128kcal/kwh；至此我们已；至此我们已能看出，热泵消耗能看出，热泵消耗1kw1kw高品位能源、就能生产高品位能源、就能生产5kw5kw以上的热能。热泵是低耗能以上的热能。热泵是低耗能,无污染，不受环境影无污染，不受环境影响的绿色环保设备。也是国家重点推广项响的绿色环保设备。也是国家重点推广项目。目。地源热泵机组地源热泵机组节能与优化组合分析表节能与优化组合分析表 v 综上所述，太阳能和热泵有机结合才是我们现在综上所述，太阳能和热泵有机结合才是我们现在和今后开发、利用节能环保新能源的最佳选择。和今后开发、利用节能环保新能源的最佳选择。v太阳能地源热泵技术应用的条件太阳能地源热泵技术应用的条件 v（1 1）在经济许可的前提下最大限度地利用太阳能。）在经济许可的前提下最大限度地利用太阳能。太阳能是完全免费的，在利用过程中，仅消耗水太阳能是完全免费的，在利用过程中，仅消耗水泵能耗，运行费用最低，所以在经济许可的情况泵能耗，运行费用最低，所以在经济许可的情况下，尽可能增大太阳集热器的面积，以提高太阳下，尽可能增大太阳集热器的面积，以提高太阳能的利用率。能的利用率。v（2 2）太阳能地源热泵技术适宜供全年生活热水、）太阳能地源热泵技术适宜供全年生活