1、地源熱泵供熱制冷節能的環保系統概述 報告提綱地源熱泵應用的必要性地源熱泵系統簡介 地源熱泵系統的分類地源熱泵系統末端形式地源熱泵系統的經濟性揚州大學地源熱泵工作業績地源熱泵應用的必要性 1.能源消費現狀 能源消費造成的能源短缺與環境問題是制約可持續發展的關鍵性因素。 環境污染作為全球焦點已成為世界各國普遍注的重大問題。傳統能源資源的大量消耗在帶動工業經濟快速發展的同時，也造成了環境的惡化。全球能源消耗統計與預測圖 全球CO2排放量統計與預測圖節能減排低碳經濟 我國采暖和空調的能耗已占建筑總能耗的55，炎熱夏季節多數電網高峰負荷約有13用于空調制冷，使許多地區用電高度緊張，拉閘限電頻繁。 我國新

2、建建筑全面執行節能標準，建筑能耗要減少50%。我國建筑能耗33%夏季空調45%其他建筑能耗55%空調、采暖 2.國家政策扶持 （1）中華人民共和國可再生能源法中，地源熱泵的開發與利用被明確列入新能源所鼓勵發展范圍。 （2）中華人民共和國可再生能源產業發展指導目錄中“地源熱泵供暖與空調、地下熱能儲存系統”列入重點發展項目。 （3）國家財政部發布可再生能源發展專項資金管理暫行辦法，明確提出“加強對可再生能源發展專項資金的管理，重點扶持太陽能、風能、地熱能等的開發利用”，并重點支持太陽能、地熱能等在建筑物中的推廣應用。 （4）建設部發布建設事業“十一五”重點推廣技術領域，確定了“十一五”期間九大重點

3、推廣技術領域，其中“建筑節能與新能源開發利用技術領域”中重點推廣太陽能、淺層地溫能及其他能源利用技術。 （5）國務院關于印發節能減排綜合性工作方案的通知，明確提出要“大力發展可再生能源，抓緊制訂出臺可再生能源中長期規劃，推進風能、太陽能、地熱能、水電、沼氣、生物質能利用以及可再生能源與建筑一體化的科研、開發和建設”。 （6）財政部、住房和城鄉建設部聯合制定可再生能源建筑應用城市示范實施方案。對納入示范的城市,中央財政將予以專項補助，資金補助基準為每個示范城市5,000萬 ，最高不超過8,000萬元。新增可再生能源建筑應用面積=太陽能熱水系統建筑應用面積0.5+地源熱泵系統建筑應用面積1+太陽能

4、供熱制冷系統建筑應用面積1.5+太陽能與地源熱泵結合系統建筑應用面積。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。 3、地源熱泵的節能環保性 我國近百米內的土壤每年可采集的低溫能量達萬億千瓦，是我國目前發電裝機容量億千瓦的3750倍，而百米內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，熱泵就是熱傳導的“水泵”。把低溫的熱源提升，提供生活用能。用千瓦的電驅動熱泵后，可以“搬運”4千瓦的淺層地能。 地球表面吸收了太陽能的47，相當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熱能對地

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，夏天代替普通空調向土壤排熱，給建筑物制冷。稱為二十一世紀的 “綠色空調技術” 地源熱泵是目前效率最高、對環境最有利的熱水、取暖和制冷系統。 屬于經濟效益、社會效益和生態效益顯著的社會公益技術。可見，地源熱泵技術地源熱泵系統簡介 地源熱泵是一項值得大面積推廣的節能環保型建筑供能技術。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，然后再由熱泵機組向建筑物供冷供熱的系統，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系統。1、什么是地源熱泵2 地源熱泵為什么節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 3、地源熱泵的工作原理相對恒溫夏季吸收房間中的熱量，儲存到土壤中，達到制冷效果。冬季將土壤中的熱量“提取”出來，利用能量轉換對室內供熱。實質上是一種以地下土壤作為蓄能體的“夏灌冬取”跨季節蓄能及再利用技術4、地源熱泵工作流程（1）機組輸入電能淺層地能夏季:制冷、免費制取生活熱水；過度季節：制取生活熱水；冬季：制熱、制取生活熱水；45-55衛生熱水空調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.地源熱泵的技術特點 一機三用，充分利用可再生能源，用一份電可制造四份以上的冷熱量，與傳統中央空調相比

7、可節約30%的能源。節能高效 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。綠色環保 不受外界高溫或嚴寒影響，運行穩定，系統簡捷，控制簡單使用壽命長。穩定可靠 以土壤為載體，向其放出熱或吸收熱量，不消耗水資源，省去鍋爐房及儲油房等配套設施，機房面積小。節水省地 可同時實現供熱、制冷不同功能要求，機組可靈活安置在任何地方，無鍋爐、儲油罐等衛生及安全隱患。靈活安全 操作簡單，易于管理，故障率少。維護工作方便簡單，維護費用低。維護簡單系統驗收輔助冷熱源設計 熱泵選型設計自動控制設計用戶冷熱負荷地層結構理論模型實驗模型設備制造系統集成安裝試營運土壤換熱器設計技術路線流程圖6. 地源

8、熱泵系統設計地源熱泵系統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 垂直閉式系統運行性能穩定節省占地面積初投資較大。 垂直閉式系統 垂直閉式系統插入U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 水平閉式系統運行性能不穩定，占地面積較大，但初投資較小。 水平閉式系統 水平閉式系統 水平閉式系統 水平閉式系統 水平閉式系統 水平閉式系統 螺旋型閉式系統兼顧了垂直與水平埋管的優點，但管道加工困難，系統運行阻力大。池塘湖泊環路形式安裝費用不高，即使水面結冰仍能正常工作，適用于附近有水域的地方。池塘湖泊環路形式安裝銅

9、管安裝HDPE管池塘湖泊環路形式池塘湖泊環路形式能量系統樁：地下深孔式熱交換器能量采集樁安裝樁埋管形式節省占地空間，且性能穩定。地表水系統（開式）效率高，但對水中生態平衡造成一定的影響。地下水系統（開式）回灌較難，且回灌不好容易引起地下陷。雙井系統地下水系統（開式）單井系統下面抽，上面回灌單井系統流向圖混合式系統 太陽能輔助地源熱泵系統適用于供熱負荷大于供冷負荷情況 冷卻塔輔助地源熱泵系統適用于供冷負荷大于供熱負荷情況地源熱泵系統的末端形式 地源熱泵中央空調，可實現三聯供（夏季供冷、冬季供暖、四季供衛生熱水），根據末端（室內布置）形式有可分三種形式： （1）風機盤管（夏季供冷、冬季供暖）+負壓

10、式新風系統 （2）頂板輻射（夏季供冷、冬季供暖）+集中供新風 （3）風機盤管（夏季供冷）+地板輻射采暖（或散熱器）+負壓式新風系統 從技術、經濟、節能、環保、舒適等綜合考慮，對于高檔住宅而言，目前可采用的方案為： 地源熱泵中央空調，末端為風機盤管（夏季供冷）+地板輻射采暖（或散熱器）+負壓式新風系統 和其他形式相比舒適性最好，但代價是一次性投資最大，主要因為有兩套末端系統。 在結構樓板下部敷設毛細管網，將經過處理的軟化水作為冷熱源媒介在毛細管中循環，并通過輻射給室內帶來冷量和熱量。夏季高溫冷水（1719）供冷；冬季低溫熱水（3431）供熱。采暖制冷系統 毛細管平面輻射地板低溫輻射采暖系統（冬季

11、使用）將加熱盤管埋置于混凝土埋管層中,低溫熱水在管內循環流動, 加熱整個地面, 使其表面溫度逐漸升高, 然后通過熱輻射向室內散熱的一種供暖方式。符合人體要求的腳熱頭涼的熱環境地板采暖對熱水溫度要求較低負壓式新風系統“強制排風，自然進風”系統排風口安裝在廚房、衛生間等污濁空氣聚集的地方，污濁空氣通過排風機集中排至室外。需要保持室內清新的臥室、客廳窗戶的上方安裝自平衡進風口，新鮮空氣通過自平衡進風口處理后流入室內。系統簡單，運行可靠，可以與衛生間排風系統合并。 一年四季使用，健康、舒適地源熱泵的經濟性 1.初投資 參照揚州帝景藍灣項目：空調主機為克萊門特螺桿制冷機、風機盤管為浙江盾安。 單位面積造

12、價：地埋管元/m2、空調機房元/ m2、管網及盤管等元/ m2、地板輻射元/m2、新風系統（國產品牌）元/m2、衛生熱水系統28元/m2。 合計：373元/m2。 影響造價的主要因素有設備品牌、主要材料的價格、人工工資等。電費按元/度計（民用電）。入住率取60%電費按民用、負荷取60%時，折算到每平方米面積：元/m2.d電費按民用、負荷取70%時，折算到每平方米面積，運行費用增加15%。2.運行費用另外有統計，認為全年空調平均負荷為30% ，按此計算，則入住率分別取50%、60%、70%、80%、90%時，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，決定運行費用的主要因素為空調負荷和入住率 方案 比較內容 地源熱泵 冷卻塔 冷水機組與燃氣鍋爐配套冷水機組與城市熱網 直燃式溴化鋰 冷熱水機組天然氣輕柴油 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 全年總運行費用/萬元） 332.49 418.82 548.66 514.17 639.48 全年運行費合計/元/m2 19.92 25.87 33.89 31.76 39.5 費用比例 1 1.3 1.7 1.59 1.98 地源熱泵與傳統空調方式初投資及運行費用比較 運行費用最低，只是初

14、投資相對比較大，主要在地下鉆孔、埋管方面。但由于年運行費用低，其高出的初投資在系統運行5年后可全部回收 揚州大學地源熱泵工作業績 1、揚州大學建環專業簡介 揚州大學能動力學院建環教研室，始于1979年，是國內較早開設暖通專業的高校之一。目前在職教師13人，其中高級職稱3名，注冊設備工程師1名，博士5名，有50以上具有碩士學位。擁有國際資質認定的暖通空調設備檢測中心及各種熱工、暖通教學實驗儀器與設備，除承擔教學任務外，也可承接相關工程檢測、運行調試等任務。 目前，教研室建立了一套集教學、科研及科技任務于一體的多功能地熱能綜合利用實驗平臺，可完成單管及管群性能實驗、地下巖土熱物性實驗、地源熱泵供暖

15、制冷運行特性實驗、大地儲能特性試驗、復合源地源熱泵系統運行特性實驗、地下土壤傳熱特性實驗、土壤熱平衡問題分析及不同冷熱源的優化匹配等，可為地源熱泵實際工程設計提供相關依據。 教研室一直從事與建筑環境與設備有關的教學、研究及應用方面的工作，與國內眾多暖通空調設備的企業與廠家保持著長期合作關系，在人才培養、產品開發及技術推廣方面取得了不少成果，在工程應用方面有著獨特的優勢。揚州大學多功能地源熱泵實驗室圖片2、揚州大學地源熱泵方面所作的工作（1）研究工作 經過多年研究工作積累，目前在地熱能利用方面已逐步形成自己的特色，在地下埋管傳熱理論、傳熱傳質模型、混合地源熱泵系統控制策略、熱泵機組模型、地下巖土

16、熱物性測試及其相關的實驗研究方面取得了可喜的成果，在國內外權威期刊上發表與地熱能利用有關的學術論文30余篇，其中國際三大檢索收錄10余篇許，并承擔、參與一批有價值的研究項目： 中國博士后科學基金項目：地源熱泵利用中土壤熱平衡控制技術的傳熱機理研究 2008年建設部科技計劃項目：太陽能地源熱泵系統集成技術中關鍵問題的研究 江蘇省科技廳計劃項目：揚州“陽光美第”住宅小區建筑節能及可再生能源應用技術集成與示范工程國家“十一五”科技支撐計劃項目夏熱冬冷地區建筑科學用能關鍵技術與裝備研究及示范子課題建筑蓄能保溫材料與系統的研究開發及示范 2008年度江蘇省建設廳科技計劃項目：地源熱泵系統集成技術關鍵問題

17、研究及其示范 山東省科技發展計劃項目：地熱綜合利用關鍵技術的研究青島市科技計劃項目：多源熱泵技術應用基礎研究（2）工程項目 揚州新能源虎豹陽光美第地源熱泵項目揚州新能源虎豹壕弟坊別墅地源熱泵項目 揚州恒通 帝景藍灣地源熱泵項目寧波鄞州區委黨校員宿舍地源熱泵系統工程上海文化廣場改造工程地源熱泵空調 地埋管換熱器熱響應測試項目 揚州帝景藍灣地源熱泵工程地下換熱性能測試江蘇常熟“尚湖御景”地源熱泵工程地下換熱器熱響應測試揚州天旺廣場地源熱泵工程地下熱物性測試揚州桐園土壤源熱泵工程地下換熱性能測試宿遷古黃河公園地源熱泵工程地下換熱器熱響應測試 揚州460地塊地源熱泵地下換熱器熱響應測試 項目定位為“生態、科技、健康”主題的使用主義豪宅，推出第三代住宅理念，傾力為揚州人民帶來了以6大科技系統為核心的科技節能住宅，其地源熱泵系統能實現小區集中供熱制冷；自平衡式新風系統可以保持室內空氣新鮮；太陽能集中供熱系統能實現24小時供應熱水；太陽能光伏發電系統則可以提供小區公共照明；建筑節能系統能實現建筑節能50%以上。陽光美第項目作為揚州市政府確定的首個“