1、地源熱泵供熱制冷節(jié)能的環(huán)保系統(tǒng)概述 報(bào)告提綱地源熱泵應(yīng)用的必要性地源熱泵系統(tǒng)簡(jiǎn)介 地源熱泵系統(tǒng)的分類地源熱泵系統(tǒng)末端形式地源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性揚(yáng)州大學(xué)地源熱泵工作業(yè)績(jī)地源熱泵應(yīng)用的必要性 1.能源消費(fèi)現(xiàn)狀 能源消費(fèi)造成的能源短缺與環(huán)境問題是制約可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性因素。 環(huán)境污染作為全球焦點(diǎn)已成為世界各國普遍注的重大問題。傳統(tǒng)能源資源的大量消耗在帶動(dòng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，也造成了環(huán)境的惡化。全球能源消耗統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)圖 全球CO2排放量統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)圖節(jié)能減排低碳經(jīng)濟(jì) 我國采暖和空調(diào)的能耗已占建筑總能耗的55，炎熱夏季節(jié)多數(shù)電網(wǎng)高峰負(fù)荷約有13用于空調(diào)制冷，使許多地區(qū)用電高度緊張，拉閘限電頻繁。 我國新

2、建建筑全面執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，建筑能耗要減少50%。我國建筑能耗33%夏季空調(diào)45%其他建筑能耗55%空調(diào)、采暖 2.國家政策扶持 （1）中華人民共和國可再生能源法中，地源熱泵的開發(fā)與利用被明確列入新能源所鼓勵(lì)發(fā)展范圍。 （2）中華人民共和國可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄中“地源熱泵供暖與空調(diào)、地下熱能儲(chǔ)存系統(tǒng)”列入重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。 （3）國家財(cái)政部發(fā)布可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金管理暫行辦法，明確提出“加強(qiáng)對(duì)可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金的管理，重點(diǎn)扶持太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿鹊拈_發(fā)利用”，并重點(diǎn)支持太陽能、地?zé)崮艿仍诮ㄖ镏械耐茝V應(yīng)用。 （4）建設(shè)部發(fā)布建設(shè)事業(yè)“十一五”重點(diǎn)推廣技術(shù)領(lǐng)域，確定了“十一五”期間九大重點(diǎn)

3、推廣技術(shù)領(lǐng)域，其中“建筑節(jié)能與新能源開發(fā)利用技術(shù)領(lǐng)域”中重點(diǎn)推廣太陽能、淺層地溫能及其他能源利用技術(shù)。 （5）國務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知，明確提出要“大力發(fā)展可再生能源，抓緊制訂出臺(tái)可再生能源中長(zhǎng)期規(guī)劃，推進(jìn)風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮堋⑺姟⒄託狻⑸镔|(zhì)能利用以及可再生能源與建筑一體化的科研、開發(fā)和建設(shè)”。 （6）財(cái)政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合制定可再生能源建筑應(yīng)用城市示范實(shí)施方案。對(duì)納入示范的城市,中央財(cái)政將予以專項(xiàng)補(bǔ)助，資金補(bǔ)助基準(zhǔn)為每個(gè)示范城市5,000萬 ，最高不超過8,000萬元。新增可再生能源建筑應(yīng)用面積=太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用面積0.5+地源熱泵系統(tǒng)建筑應(yīng)用面積1+太陽能

4、供熱制冷系統(tǒng)建筑應(yīng)用面積1.5+太陽能與地源熱泵結(jié)合系統(tǒng)建筑應(yīng)用面積。地源熱泵包括土壤源熱泵、淡水源熱泵、海水源熱泵、污水源熱泵等技術(shù)。 3、地源熱泵的節(jié)能環(huán)保性 我國近百米內(nèi)的土壤每年可采集的低溫能量達(dá)萬億千瓦，是我國目前發(fā)電裝機(jī)容量?jī)|千瓦的3750倍，而百米內(nèi)地下水每年可采集的低溫能量也有億千瓦。因此，許多專家將淺層地能比喻為一個(gè)巨大的“綠色聚寶盆”。 水泵的作用是把水從低處往高處送，熱泵就是熱傳導(dǎo)的“水泵”。把低溫的熱源提升，提供生活用能。用千瓦的電驅(qū)動(dòng)熱泵后，可以“搬運(yùn)”4千瓦的淺層地能。 地球表面吸收了太陽能的47，相當(dāng)于人類一年所需能量的500多倍 地球深處熱流或較深層的地?zé)崮軐?duì)地

5、表淺層也起到了加熱作用地源熱泵冬天代替鍋爐從土壤中取熱，向建筑物供暖，夏天代替普通空調(diào)向土壤排熱，給建筑物制冷。稱為二十一世紀(jì)的 “綠色空調(diào)技術(shù)” 地源熱泵是目前效率最高、對(duì)環(huán)境最有利的熱水、取暖和制冷系統(tǒng)。 屬于經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益顯著的社會(huì)公益技術(shù)。可見，地源熱泵技術(shù)地源熱泵系統(tǒng)簡(jiǎn)介 地源熱泵是一項(xiàng)值得大面積推廣的節(jié)能環(huán)保型建筑供能技術(shù)。地源熱泵是一種利用淺層大地能量（包括土壤、地下水、地表水等天然能源）作為冬季熱源和夏季冷源，然后再由熱泵機(jī)組向建筑物供冷供熱的系統(tǒng)，是一種利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空調(diào)系統(tǒng)。1、什么是地源熱泵2 地源熱泵為什么節(jié)能土地吸收大約一半的

6、太陽入射能量土地緩和溫度的變化GSHP更有效溫度變化隨深度而降低在15米以下可以忽略不計(jì) 3、地源熱泵的工作原理相對(duì)恒溫夏季吸收房間中的熱量，儲(chǔ)存到土壤中，達(dá)到制冷效果。冬季將土壤中的熱量“提取”出來，利用能量轉(zhuǎn)換對(duì)室內(nèi)供熱。實(shí)質(zhì)上是一種以地下土壤作為蓄能體的“夏灌冬取”跨季節(jié)蓄能及再利用技術(shù)4、地源熱泵工作流程（1）機(jī)組輸入電能淺層地能夏季:制冷、免費(fèi)制取生活熱水；過度季節(jié)：制取生活熱水；冬季：制熱、制取生活熱水；45-55衛(wèi)生熱水空調(diào)冷熱水洗浴等夏季制冷冬季采暖4、地源熱泵工作流程（2）5.地源熱泵的技術(shù)特點(diǎn) 一機(jī)三用，充分利用可再生能源，用一份電可制造四份以上的冷熱量，與傳統(tǒng)中央空調(diào)相比

7、可節(jié)約30%的能源。節(jié)能高效 地下能源為再生能源，沒有熱污染、噪音、視覺污染、沒有有害氣體排放。綠色環(huán)保 不受外界高溫或嚴(yán)寒影響，運(yùn)行穩(wěn)定，系統(tǒng)簡(jiǎn)捷，控制簡(jiǎn)單使用壽命長(zhǎng)。穩(wěn)定可靠 以土壤為載體，向其放出熱或吸收熱量，不消耗水資源，省去鍋爐房及儲(chǔ)油房等配套設(shè)施，機(jī)房面積小。節(jié)水省地 可同時(shí)實(shí)現(xiàn)供熱、制冷不同功能要求，機(jī)組可靈活安置在任何地方，無鍋爐、儲(chǔ)油罐等衛(wèi)生及安全隱患。靈活安全 操作簡(jiǎn)單，易于管理，故障率少。維護(hù)工作方便簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用低。維護(hù)簡(jiǎn)單系統(tǒng)驗(yàn)收輔助冷熱源設(shè)計(jì) 熱泵選型設(shè)計(jì)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)用戶冷熱負(fù)荷地層結(jié)構(gòu)理論模型實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)備制造系統(tǒng)集成安裝試營(yíng)運(yùn)土壤換熱器設(shè)計(jì)技術(shù)路線流程圖6. 地源

8、熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)地源熱泵系統(tǒng)分類地源熱泵地埋管地源熱泵地下水地源熱泵地表水地源熱泵水平地埋管垂直地埋管樁埋管直接使用地下水間接使用地下水開式閉式 垂直閉式系統(tǒng)運(yùn)行性能穩(wěn)定節(jié)省占地面積初投資較大。 垂直閉式系統(tǒng) 垂直閉式系統(tǒng)插入U(xiǎn)型管及灌漿管鉆孔流體隨灌漿材料的灌入而流出 垂直埋管施工 水平閉式系統(tǒng)運(yùn)行性能不穩(wěn)定，占地面積較大，但初投資較小。 水平閉式系統(tǒng) 水平閉式系統(tǒng) 水平閉式系統(tǒng) 水平閉式系統(tǒng) 水平閉式系統(tǒng) 水平閉式系統(tǒng) 螺旋型閉式系統(tǒng)兼顧了垂直與水平埋管的優(yōu)點(diǎn)，但管道加工困難，系統(tǒng)運(yùn)行阻力大。池塘湖泊環(huán)路形式安裝費(fèi)用不高，即使水面結(jié)冰仍能正常工作，適用于附近有水域的地方。池塘湖泊環(huán)路形式安裝銅

9、管安裝HDPE管池塘湖泊環(huán)路形式池塘湖泊環(huán)路形式能量系統(tǒng)樁：地下深孔式熱交換器能量采集樁安裝樁埋管形式節(jié)省占地空間，且性能穩(wěn)定。地表水系統(tǒng)（開式）效率高，但對(duì)水中生態(tài)平衡造成一定的影響。地下水系統(tǒng)（開式）回灌較難，且回灌不好容易引起地下陷。雙井系統(tǒng)地下水系統(tǒng)（開式）單井系統(tǒng)下面抽，上面回灌單井系統(tǒng)流向圖混合式系統(tǒng) 太陽能輔助地源熱泵系統(tǒng)適用于供熱負(fù)荷大于供冷負(fù)荷情況 冷卻塔輔助地源熱泵系統(tǒng)適用于供冷負(fù)荷大于供熱負(fù)荷情況地源熱泵系統(tǒng)的末端形式 地源熱泵中央空調(diào)，可實(shí)現(xiàn)三聯(lián)供（夏季供冷、冬季供暖、四季供衛(wèi)生熱水），根據(jù)末端（室內(nèi)布置）形式有可分三種形式： （1）風(fēng)機(jī)盤管（夏季供冷、冬季供暖）+負(fù)壓

10、式新風(fēng)系統(tǒng) （2）頂板輻射（夏季供冷、冬季供暖）+集中供新風(fēng) （3）風(fēng)機(jī)盤管（夏季供冷）+地板輻射采暖（或散熱器）+負(fù)壓式新風(fēng)系統(tǒng) 從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保、舒適等綜合考慮，對(duì)于高檔住宅而言，目前可采用的方案為： 地源熱泵中央空調(diào)，末端為風(fēng)機(jī)盤管（夏季供冷）+地板輻射采暖（或散熱器）+負(fù)壓式新風(fēng)系統(tǒng) 和其他形式相比舒適性最好，但代價(jià)是一次性投資最大，主要因?yàn)橛袃商啄┒讼到y(tǒng)。 在結(jié)構(gòu)樓板下部敷設(shè)毛細(xì)管網(wǎng)，將經(jīng)過處理的軟化水作為冷熱源媒介在毛細(xì)管中循環(huán)，并通過輻射給室內(nèi)帶來冷量和熱量。夏季高溫冷水（1719）供冷；冬季低溫?zé)崴?431）供熱。采暖制冷系統(tǒng) 毛細(xì)管平面輻射地板低溫輻射采暖系統(tǒng)（冬季

11、使用）將加熱盤管埋置于混凝土埋管層中,低溫?zé)崴诠軆?nèi)循環(huán)流動(dòng), 加熱整個(gè)地面, 使其表面溫度逐漸升高, 然后通過熱輻射向室內(nèi)散熱的一種供暖方式。符合人體要求的腳熱頭涼的熱環(huán)境地板采暖對(duì)熱水溫度要求較低負(fù)壓式新風(fēng)系統(tǒng)“強(qiáng)制排風(fēng)，自然進(jìn)風(fēng)”系統(tǒng)排風(fēng)口安裝在廚房、衛(wèi)生間等污濁空氣聚集的地方，污濁空氣通過排風(fēng)機(jī)集中排至室外。需要保持室內(nèi)清新的臥室、客廳窗戶的上方安裝自平衡進(jìn)風(fēng)口，新鮮空氣通過自平衡進(jìn)風(fēng)口處理后流入室內(nèi)。系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，可以與衛(wèi)生間排風(fēng)系統(tǒng)合并。 一年四季使用，健康、舒適地源熱泵的經(jīng)濟(jì)性 1.初投資 參照揚(yáng)州帝景藍(lán)灣項(xiàng)目：空調(diào)主機(jī)為克萊門特螺桿制冷機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管為浙江盾安。 單位面積造

12、價(jià)：地埋管元/m2、空調(diào)機(jī)房元/ m2、管網(wǎng)及盤管等元/ m2、地板輻射元/m2、新風(fēng)系統(tǒng)（國產(chǎn)品牌）元/m2、衛(wèi)生熱水系統(tǒng)28元/m2。 合計(jì)：373元/m2。 影響造價(jià)的主要因素有設(shè)備品牌、主要材料的價(jià)格、人工工資等。電費(fèi)按元/度計(jì)（民用電）。入住率取60%電費(fèi)按民用、負(fù)荷取60%時(shí)，折算到每平方米面積：元/m2.d電費(fèi)按民用、負(fù)荷取70%時(shí)，折算到每平方米面積，運(yùn)行費(fèi)用增加15%。2.運(yùn)行費(fèi)用另外有統(tǒng)計(jì)，認(rèn)為全年空調(diào)平均負(fù)荷為30% ，按此計(jì)算，則入住率分別取50%、60%、70%、80%、90%時(shí)，折算到每平方米面積：分別為元/m2.d、元/m2.d、元/m2.d、元/m2.d、元/m

13、2.d 。 因此，決定運(yùn)行費(fèi)用的主要因素為空調(diào)負(fù)荷和入住率 方案 比較內(nèi)容 地源熱泵 冷卻塔 冷水機(jī)組與燃?xì)忮仩t配套冷水機(jī)組與城市熱網(wǎng) 直燃式溴化鋰 冷熱水機(jī)組天然氣輕柴油 總初投資/萬元 3946.7 3508.3 4921.9 3615 單位面積初投資/元/ 243.8 216.7 304 223.3 全年總運(yùn)行費(fèi)用/萬元） 332.49 418.82 548.66 514.17 639.48 全年運(yùn)行費(fèi)合計(jì)/元/m2 19.92 25.87 33.89 31.76 39.5 費(fèi)用比例 1 1.3 1.7 1.59 1.98 地源熱泵與傳統(tǒng)空調(diào)方式初投資及運(yùn)行費(fèi)用比較 運(yùn)行費(fèi)用最低，只是初

14、投資相對(duì)比較大，主要在地下鉆孔、埋管方面。但由于年運(yùn)行費(fèi)用低，其高出的初投資在系統(tǒng)運(yùn)行5年后可全部回收 揚(yáng)州大學(xué)地源熱泵工作業(yè)績(jī) 1、揚(yáng)州大學(xué)建環(huán)專業(yè)簡(jiǎn)介 揚(yáng)州大學(xué)能動(dòng)力學(xué)院建環(huán)教研室，始于1979年，是國內(nèi)較早開設(shè)暖通專業(yè)的高校之一。目前在職教師13人，其中高級(jí)職稱3名，注冊(cè)設(shè)備工程師1名，博士5名，有50以上具有碩士學(xué)位。擁有國際資質(zhì)認(rèn)定的暖通空調(diào)設(shè)備檢測(cè)中心及各種熱工、暖通教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備，除承擔(dān)教學(xué)任務(wù)外，也可承接相關(guān)工程檢測(cè)、運(yùn)行調(diào)試等任務(wù)。 目前，教研室建立了一套集教學(xué)、科研及科技任務(wù)于一體的多功能地?zé)崮芫C合利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可完成單管及管群性能實(shí)驗(yàn)、地下巖土熱物性實(shí)驗(yàn)、地源熱泵供暖

15、制冷運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)、大地儲(chǔ)能特性試驗(yàn)、復(fù)合源地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)、地下土壤傳熱特性實(shí)驗(yàn)、土壤熱平衡問題分析及不同冷熱源的優(yōu)化匹配等，可為地源熱泵實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供相關(guān)依據(jù)。 教研室一直從事與建筑環(huán)境與設(shè)備有關(guān)的教學(xué)、研究及應(yīng)用方面的工作，與國內(nèi)眾多暖通空調(diào)設(shè)備的企業(yè)與廠家保持著長(zhǎng)期合作關(guān)系，在人才培養(yǎng)、產(chǎn)品開發(fā)及技術(shù)推廣方面取得了不少成果，在工程應(yīng)用方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。揚(yáng)州大學(xué)多功能地源熱泵實(shí)驗(yàn)室圖片2、揚(yáng)州大學(xué)地源熱泵方面所作的工作（1）研究工作 經(jīng)過多年研究工作積累，目前在地?zé)崮芾梅矫嬉阎鸩叫纬勺约旱奶厣诘叵侣窆軅鳠崂碚摗鳠醾髻|(zhì)模型、混合地源熱泵系統(tǒng)控制策略、熱泵機(jī)組模型、地下巖土

16、熱物性測(cè)試及其相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究方面取得了可喜的成果，在國內(nèi)外權(quán)威期刊上發(fā)表與地?zé)崮芾糜嘘P(guān)的學(xué)術(shù)論文30余篇，其中國際三大檢索收錄10余篇許，并承擔(dān)、參與一批有價(jià)值的研究項(xiàng)目： 中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目：地源熱泵利用中土壤熱平衡控制技術(shù)的傳熱機(jī)理研究 2008年建設(shè)部科技計(jì)劃項(xiàng)目：太陽能地源熱泵系統(tǒng)集成技術(shù)中關(guān)鍵問題的研究 江蘇省科技廳計(jì)劃項(xiàng)目：揚(yáng)州“陽光美第”住宅小區(qū)建筑節(jié)能及可再生能源應(yīng)用技術(shù)集成與示范工程國家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目夏熱冬冷地區(qū)建筑科學(xué)用能關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究及示范子課題建筑蓄能保溫材料與系統(tǒng)的研究開發(fā)及示范 2008年度江蘇省建設(shè)廳科技計(jì)劃項(xiàng)目：地源熱泵系統(tǒng)集成技術(shù)關(guān)鍵問題

17、研究及其示范 山東省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目：地?zé)峋C合利用關(guān)鍵技術(shù)的研究青島市科技計(jì)劃項(xiàng)目：多源熱泵技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究（2）工程項(xiàng)目 揚(yáng)州新能源虎豹陽光美第地源熱泵項(xiàng)目揚(yáng)州新能源虎豹壕弟坊別墅地源熱泵項(xiàng)目 揚(yáng)州恒通 帝景藍(lán)灣地源熱泵項(xiàng)目寧波鄞州區(qū)委黨校員宿舍地源熱泵系統(tǒng)工程上海文化廣場(chǎng)改造工程地源熱泵空調(diào) 地埋管換熱器熱響應(yīng)測(cè)試項(xiàng)目 揚(yáng)州帝景藍(lán)灣地源熱泵工程地下?lián)Q熱性能測(cè)試江蘇常熟“尚湖御景”地源熱泵工程地下?lián)Q熱器熱響應(yīng)測(cè)試揚(yáng)州天旺廣場(chǎng)地源熱泵工程地下熱物性測(cè)試揚(yáng)州桐園土壤源熱泵工程地下?lián)Q熱性能測(cè)試宿遷古黃河公園地源熱泵工程地下?lián)Q熱器熱響應(yīng)測(cè)試 揚(yáng)州460地塊地源熱泵地下?lián)Q熱器熱響應(yīng)測(cè)試 項(xiàng)目定位為“生態(tài)、科技、健康”主題的使用主義豪宅，推出第三代住宅理念，傾力為揚(yáng)州人民帶來了以6大科技系統(tǒng)為核心的科技節(jié)能住宅，其地源熱泵系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)小區(qū)集中供熱制冷；自平衡式新風(fēng)系統(tǒng)可以保持室內(nèi)空氣新鮮；太陽能集中供熱系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)供應(yīng)熱水；太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)則可以提供小區(qū)公共照明；建筑節(jié)能系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能50%以上。陽光美第項(xiàng)目作為揚(yáng)州市政府確定的首個(gè)“