水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范中國建筑科學研究院徐偉

水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范中國建筑科學研究院徐課題的提出及目標一參加單位二主要研究內容及成果三課題的提出及目標一參加單位二主要研究內容及成果三水、地源熱泵的發展和推廣發展中仍然存在一些問題能源緊張環境惡化發展可再生能源實現低碳經濟確保可持續發展資源短缺一課題的提出及目標水、地源熱泵的發展中仍然存在一些問題能源緊張環境惡化發展可再水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范缺乏軟件指導水、地源熱泵工程的設計國產水源熱泵產品性能有待提高，污水、海水用機組有待開發制約了水、地源熱泵的發展和推廣為解決這些問題缺乏對水、地源熱泵適宜應用區域研究,無法對項目規劃做出有效指導缺乏區域地質資源方面的研究及熱泵系統對環境影響的研究水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范缺乏軟件指導國產水源熱1制定資源規劃方案根據我國水、地源熱泵應用的實際現狀，建立資源數據庫，分析評估區域資源潛力，提出不同區域水、地源熱泵系統應用資源方案。3提供水源地源熱泵系統工程實際應用的關鍵技術。建立水、地源熱泵系統分析和優化設計方法。開發關鍵技術設備機組，建立示范工程項目。2制定水地源熱泵應用評估體系。針對現狀建立水、地源熱泵系統對環境影響評估方法。制定水、地源熱泵應用條件及適用范圍技術導則。課題的目標1制定資源規劃方案根據我國水、地源熱泵應用的實際現狀，中國建筑科學研究院中國地質科學院水文地質環境地質研究所山東富爾達空調設備有限公司重慶大學哈爾濱工業大學主要參加單位二主要參加單位中國建筑科學研究院中國地質科學院水文地質環境地質研究所山東富山東亞特爾集團股份有限公司

濟南泰勒斯工程有限公司

際高建業有限公司

北京市華清地熱開發有限責任公司

寶業集團浙江建設產業研究院有限公司

南京豐盛能源環境科技發展有限公司

北京依科瑞德地源科技有限責任公司

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參與單位山東亞特爾濟南泰勒斯際高建業北京市華清寶業集團浙江南京豐盛能2、水源地源熱泵系統資源利用規劃研究3、土壤源熱泵系統應用技術研究4、地下水、地表水源熱泵系統應用技術研究5、污水源熱泵系統取水及換熱技術研究6、水源地源熱泵系統高效熱泵機組開發1、水源地源熱泵技術適宜性研究7、水源地源熱泵系統工程示范研究三主要研究內容2、水源地源熱泵系統資源利用規劃研究3、土壤源熱泵系統應用技污水源熱泵地表水源熱泵土壤源熱泵地下水源熱泵海水源熱泵適宜性研究1適宜性研究污水源熱泵地表水源熱泵土壤源熱泵地下水源熱泵海水源熱泵適宜性1.1土壤源熱泵適宜性研究土壤源熱泵系統適宜性資源性條件系統性條件辦公建筑居住建筑單一系統復合系統1.1土壤源熱泵適宜性研究土壤源熱泵系統適宜性資源性條件系統單一性土壤源熱泵適宜性

巖土體資源條件土壤源熱泵系統性條件土壤的平均溫度節能性經濟性環保性平衡性系統能效比投資回收期標煤替代量(碳減排)吸排熱量不平衡率（1）單一式土壤源熱泵宜性評價層次結構圖單一性土壤源熱泵適宜性巖土體資源條件土壤源熱泵系統性條件土復合式土壤源熱泵適宜性

巖土體資源條件土壤源熱泵系統性條件土壤的平均溫度節能性經濟性環保性系統能效比投資回收期標煤替代量(碳減排)（2）復合式土壤源熱泵宜性評價層次結構圖復合式土壤源熱泵適宜性巖土體資源條件土壤源熱泵系統性條件土水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范1104課件水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范1104課件水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范1104課件1.2地下水源熱泵適宜性研究地下水源熱泵系統適宜性資源性條件系統性條件公共建筑居住建筑1.2地下水源熱泵適宜性研究地下水源熱泵系統適宜性資源性條件地下水源熱泵適宜性

水文地質因素場地施工因素社會經濟因素氣象因素環境保護因素年均氣溫富水性水溫礦化度地形地貌回灌條件人口密度人均GDP年均降雨量降雨漏斗地裂縫地面裂縫（1）地下水源熱泵資源性適宜評價層次結構圖地下水源熱泵適宜性水文地質因素場地施工因素社會經濟因素氣象我國地下水源熱泵資源性適宜分區圖我國地下水源熱泵資源性地下水源熱泵系統性條件節能性經濟性環保性與常規系統相比的節能率投資回收期標煤替代量(碳減排)（2）地下水源熱泵資源性適宜評價層次結構圖地下水源熱泵系統性條件節能性經濟性環保性與常規系統相比的節能我國地下水源熱泵應用于公共建筑適宜性分區圖我國地下水源熱泵應用于公共建筑我國地下水源熱泵應用于住宅建筑適宜性分區圖

我國地下水源熱泵應用于住宅建筑1.3地表水源熱泵適宜性研究地表水源熱泵系統適宜性資源性條件系統性條件能效方面經濟方面社會環境方面1.3地表水源熱泵適宜性研究地表水源熱泵系統適宜性資源性條地表水源熱泵適宜性

經濟方面B2水資源C1取水溫度D1能效方面B1社會環境方面B3氣候C2技術C3初投資C4運行費C5社會支撐能力C6水質D2取水水量D3取回水方式D5機組效率D6水體熱污染D14城市熱島效應D15氣溫D4取回水投資D7機組價格D8系統運行所耗費電量D9系統運行所耗費電量D10人工費D11管理費D12人均GDPD13（1）地表水源熱泵適宜性評價層次結構圖社會環境方面C7地表水源熱泵適宜性經濟方面B2水資源C1取水溫度D1能效方我國地表水源熱泵適宜性分區圖我國地表水源熱泵適宜性分區圖1.4海水源熱泵適宜性研究海水源熱泵系統適宜性資源性條件系統性條件辦公建筑1.4海水源熱泵適宜性研究海水源熱泵系統適宜性資源性條件系海水源源熱泵適宜性

海水資源條件海水源熱泵系統性條件海水溫度節能性經濟性環境性系統能效比運行費用標煤替代量(碳減排)（1）海水源熱泵適宜性評價層次結構圖海水源源熱泵適宜性海水資源條件海水源熱泵系統性條件海水節能我國海水源熱泵適宜性分區圖我國海水源熱泵適宜性分區圖1.5污水源熱泵適宜性研究污水源熱泵系統適宜性經濟性環保性當地常規能源節能性污水源熱泵系統1.5污水源熱泵適宜性研究污水源熱泵系統適宜性經濟性環保性污水源熱泵適宜性評價

經濟方面能耗方面環境方面費用年值壽命周期成本投資回收期一次能耗標煤量一次能源利用率廢氣排放量噪聲（1）污水源熱泵適宜性評價層次結構圖評價方案污水源熱泵適宜性評價經濟方面能耗方面環境方面費用年值壽命周我國污水源熱泵適宜性分區圖我國污水源熱泵適宜性分區圖2水源地源熱泵系統資源利用規劃研究淺層地溫能數據庫地表水數據庫及環境影響評估體系的建立地源熱泵發展研究報告污水能數據庫2水源地源熱泵系統資源利用規劃研究淺層地溫地表水數據庫及2.1地源熱泵發展研究報告

2.1地源熱泵發展研究報告2.2地源熱泵淺層地溫能數據庫的建立（1）全國各省可利用淺層地溫能（kWh）2.2地源熱泵淺層地溫能數據庫的建立（1）全國各省可利用淺（2）全國各省可利用淺層地溫能比例分布

（2）全國各省可利用淺層地溫能比例分布2.3地表水數據庫的建立（1）地表水水體溫度分布數據庫2.3地表水數據庫的建立（1）地表水水體溫度分布數據庫地表水水體溫度分布數據庫操作界面：地表水水體溫度分布數據庫操作界面：（2）地表水源熱泵受納水體環境質量評價體系的建立湖水源熱泵受納水體環境質量評價水溫因素水質指標浮游生物細菌夏季最高水溫溫升冬季周平均最大溫降溶解氧濃度高錳酸鉀指數總磷濃度總氮濃度PH值總硬度Shannon-Wiener指數Margalef豐富度指數Pielou均勻度指數Shannon-Wiener指數Pielou均勻度指數Simpson指數（2）地表水源熱泵受納水體環境質量評價體系的建立湖水源熱泵受

將指標評價標準分為5個等級，分別賦予5分、4分、3分、2分、1分；最后確定了綜合評判標準，將水體環境劃定為“理想狀態、良好狀態、一般狀態、較差狀態和惡劣狀態”，對應相應分值為0.8-1.0分，0.6-0.8分，0.4-0.6分，0.2-0.4分及≤0.2分。將指標評價標準分為5個等級，分別賦予5分、4分、3分、2理想狀態良好狀態一般狀態較差狀態水體生物群落結構完整，功能性較強，水體熱承載能力強，生態環境問題不明顯，基本上未受到熱泵影響水體生物群落結構尚完整，功能尚好，一般干擾下可恢復，生態環境問題不顯著，較少受到熱泵影響水體生物群落結構不穩定，功能受損嚴重但尚可維持基本功能，受影響后易惡化，出現生態環境問題，受到熱泵影響水體生物群落結構變化較大功能不全，受干擾后恢復困難，生態環境問題較大，災害較多，受到熱泵較大影響惡劣狀態水體生物群落結構殘缺不全功能低下，恢復與重建很困難，生態環境問題很大，并經常演變成災害，受到熱泵影響很大地表源熱泵水體環境質量評價綜合判別指標特性：理想狀態良好狀態一般狀態較差狀態水體生物群落水體生物群落水2.4城市污水數據庫的建立數據庫開始界面：查詢界面：2.4城市污水數據庫的建立數據庫開始界面：查詢界面：（1）全國各地城市應用污水源熱泵節能潛力分析：（1）全國各地城市應用污水源熱泵節能潛力分析：（2）全國各省污水利用潛力比例分布

（2）全國各省污水利用潛力比例分布3土壤源熱泵系統應用技術研究土壤源熱泵應用技術施工技術完善設計軟件的開發熱物性測試儀開發研制規范修編復合式系統優化3土壤源熱泵系統應用技術研究土壤源熱泵應用技術施工技術設功能輸入條件輸出條件1、通過巖土熱響應試驗數據獲得巖土綜合熱物性參數；2、根據基礎參數條件，進行土壤源熱泵系統工程的進出水溫度、土壤溫度的計算，適合進行地埋管換熱器設計。鉆孔參數U型管參數流體參數巖土物性參數負荷文件運行時間等1、地埋管進出水溫度、土壤溫度；輸出形式可為文件和圖形；2、最不利工況熱泵機組進出口溫度，即地埋管進出水溫度的最大、小值；土壤溫度變化值。3.1土壤源熱泵設計軟件開發功能輸入條件輸出條件1、通過巖土熱響應試驗數據獲得巖土綜合熱軟件模塊輸入模塊界面軟件模塊熱物性擬合界面：熱物性擬合界面：3.2巖土熱物性測試技術研究11、健全標準體系；2、促進地源熱泵系統健康發展31、開發出滿足工程設計需求的巖土熱物性測試儀；2、制定一套完整的測試分析方法。21、開發土壤源熱泵地下換熱模型；2、開發土壤源熱泵地下熱換熱器工程設計用的測試儀器。目標內容產出3.2巖土熱物性測試技術研究11、健全標準體系；31、開發第一代巖土熱物性測試儀外觀第一代巖土熱物性測試儀簡介第一代巖土熱物性測試儀外觀第一代巖土熱物性測試儀簡介第二代巖土熱物性測試儀操控界面第二代巖土熱物性測試儀外形第二代巖土熱物性測試儀操控界面第二代巖土熱物性測試儀外形巖土熱物性測試的實際應用北京建研科技園土壤源熱泵系統工程（已投入運行）

建研科技園總體鳥瞰圖現場測試照片通過實地測量得到了當地真實的巖土熱物性參數，利用這些參數，較好的指導了地源熱泵空調系統的設計，經過嚴格的經濟性和節能性分析后，能夠達到預期的目標。截止到目前，已在北至呼和浩特，南至杭州，共計對約20個省市自治區進行了巖土熱物性測試，掌握了大量的一手材料。巖土熱物性測試的實際應用北京建研科技園土壤源熱泵系統工程（已土壤源熱泵系統與鍋爐復合系統3.3復合式土壤源熱泵系統優化研究土壤源熱泵系統與冰蓄冷復合系統土壤源熱泵系統與冷卻塔復合系統冷卻塔與地埋管并聯運行優于串聯。當允許土壤的年平均溫度上升3~4℃時，系統運行費用最低

復合系統與單獨土壤源熱泵系統相比運行費用降低30%。復合系統的排熱量增加，但仍可減少15%以上的地埋管鉆孔。當地埋管出水為6℃時,為啟動鍋爐最佳溫度。土壤源熱泵3.3復合式土壤源熱泵系統優化研究土壤源熱泵土壤3.4修編《地源熱泵系統工程技術規范》（2005版）核心：增加附錄C巖土熱響應試驗2、明確界定應當實施巖土熱響應試驗的應用建筑規模1、增加4條條文說明3、明確規定巖土熱響應試驗及報告的內容4、明確規定進行巖土熱響應試驗應符合的條件6、制定一套完整的巖土熱響應試驗方法5、對測試儀表精度給予限定3.4修編《地源熱泵系統工程技術規范》（2005版）核心巖土熱響應試驗一般規定測試儀表巖土熱響應試驗方法試驗前應進行勘察，確定試驗方案和孔數規定試驗進行中應當記錄的參數規定試驗報告的內容規定試驗的注意事項對關鍵測量儀器提出精度要求制定出一套完整的測試步驟對測試過程加以明確對測試試驗的關鍵性參數提出具體要求巖土熱響應試驗一般規定測試儀表巖土熱響應試驗方法試驗前應進行地埋管換熱系統

回填工藝成井

鉆井工藝施工組織及方案確定

3.5地源熱泵系統施工技術完善

井群布置地埋管換熱系統回填成鉆井施工組織及3.5地源熱泵系統施工4地下水、地表水源熱泵系統應用技術研究地下水地表水應用技術地表水工程應用方法和計算軟件地下水源熱泵系統綜合節能優化設計方法4地下水、地表水源熱泵系統應用技術研究地下水地表水工程地4.1地表水工程應用計算方法和軟件單溫、分層單溫、分層全年水源溫度模擬計算系統水溫模擬計算閉式盤管換熱器設計計算地表水、地下水系統能耗模擬計算浸沒式4.1地表水工程應用計算方法和軟件單溫、分層單溫、分層全年多層水溫擬合界面：實現了對深水體的垂向溫度分層模擬，解決了以往單點溫度模擬對水深大于一定值時不準確的局限。多層水溫擬合界面：實現了對深水體的垂向溫度分層模擬，解決了以地表水工程計算軟件界面：全年水源溫度模擬計算（單溫、分層）熱泵機組進、出水溫模擬計算（單溫、分層）系統能耗模擬(地表水、地下水)地表水工程計算軟件界面：全年水源溫度模擬計算（單溫、分層）4.2地下水源熱泵系統綜合節能優化設計方法（1）工程用地下水源熱泵群井方案優化模擬方法：井群優化模擬內容2、對不同水文地質條件、井結構等諸多因素下的熱貫進行通模擬研究，得出適合工程模擬分析的結論和方法。1、建立了地下水地源熱泵系統含水層熱量運移的數學模型。.4.2地下水源熱泵系統綜合節能優化設計方法（1）工程用地下單純孔隙率與滲透率對熱貫通影響不大，土壤類型與含水層厚度對熱貫通有顯著地影響。地下水流動對熱貫通現象影響顯著抽灌井按順水力水頭布置時對熱貫通現象有很好的緩解作用。

井間距對熱貫通現象影響較大，間距越大，熱貫通現象越不明顯。井群模擬優化結論較小的回灌量可以有效抑制熱貫通現象。故單井抽水多井回灌的方式可以緩解熱貫通現象。單純孔隙率與滲透率對熱貫通影響地下水流動對熱貫通現象影響顯著5污水源熱泵系統及取水、換熱技術研究寒冷地區處理后污水/原生污水熱泵系統淋激式板式換熱器淋激式管式換熱器具有快速除污功能的水/水或水/制冷劑殼管式換熱器污水源熱泵系統3215污水源熱泵系統及取水、換熱技術研究寒冷地區處理后污水/5.1寒冷地區處理后污水/原生污

水熱泵系統采用本系統，將處理后污水中的熱量提取出，作為寒冷地區原生污水曝氣池熱源。本系統還采用淋激式換熱器提高換熱效率的同時實現熱能的循環利用。5.1寒冷地區處理后污水/原生污

5.2淋激式換熱器淋激式換熱器結構簡單，換熱效果好，可有效避免換熱器腐蝕和堵塞，并可及時清污，除垢方法簡單可靠。5.2淋激式換熱器淋激式換熱器結構簡單，換熱效果好，可有效5.3具有快速除污功能的水/水或水/制冷劑殼管式換熱器1、由于殼管換熱器中轉軸的設置，殼體除污不用拆裝換熱器。2、具有自清洗功能。3、縮短除污耗時，不用停機，設備使用效率提高。5.3具有快速除污功能的水/水或水/制冷劑殼管式換熱器1、6水源地源熱泵系統高效熱泵機組開發壓縮機冷凝器蒸發器控制盤膨脹閥6水源地源熱泵系統高效熱泵機組開發壓縮機冷凝器蒸發器控制高效熱泵機組適合海水特性可實現水源側水溫差5-7℃機組的制熱制冷COP高于3.0機組特點設高效油分離器方便回油滿液式蒸發器提高換熱效率精確控制供液高效運行壓縮機蒸發器電子膨脹閥2004增加節能器提高機組性能制冷循環高效熱泵機組適合海水特性機組特點設高效油分離器方便回油滿液式測試項目24項測試條件（1）負荷率達到設計值60%（2）機組負荷達到額定值80%土壤源11項地下水7項海水源3項污水源3項7水源地源熱泵系統工程項目監測測試項目24項測試條件土壤源地下水海水源污水源7水源地源7.1土壤源工程項目7.1土壤源工程項目7.2地下水源工程項目7.2地下水源工程項目7.3海水源工程項目7.3海水源工程項目7.4污水源工程項目7.4污水源工程項目測試結果及分析影響因素分析：（1）循環水泵過大,水泵耗電占30%,甚至50%;（2）主機選型過大,頻繁起停；（3）缺乏有效的自控措施。測試結果：（1）系統能效比基本在2-3之間；（2）系統能效比3.6最低1.5,差距較大.7.5項目測試結果及分析測試結果及分析影響因素分析：測試結果：7.5項目測試結果對水、地源熱泵資源進行了調查，且對資源潛力進行了分析，為政策制定，項目前期的考察規劃做了鋪墊。1對水、地源熱泵應用的適宜范圍進行了分區，為水地源熱泵區域發展應用提供了有力的依據。對水、地源熱泵的工程設計方法進行了研究，為水、地源熱泵項目的推廣應用奠定了基礎。對水、地源熱泵系統中的關鍵設備進行了研究，從換熱設備、機組和系統幾個方面進行了完善。2348結論對水、地源熱泵資源進行了調查，且對資源潛力進行了1對水、地源中國建筑科學研究院ThankYou!中國建筑科學研究院ThankYou!水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范中國建筑科學研究院徐偉

水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范中國建筑科學研究院徐課題的提出及目標一參加單位二主要研究內容及成果三課題的提出及目標一參加單位二主要研究內容及成果三水、地源熱泵的發展和推廣發展中仍然存在一些問題能源緊張環境惡化發展可再生能源實現低碳經濟確保可持續發展資源短缺一課題的提出及目標水、地源熱泵的發展中仍然存在一些問題能源緊張環境惡化發展可再水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范缺乏軟件指導水、地源熱泵工程的設計國產水源熱泵產品性能有待提高，污水、海水用機組有待開發制約了水、地源熱泵的發展和推廣為解決這些問題缺乏對水、地源熱泵適宜應用區域研究,無法對項目規劃做出有效指導缺乏區域地質資源方面的研究及熱泵系統對環境影響的研究水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范缺乏軟件指導國產水源熱1制定資源規劃方案根據我國水、地源熱泵應用的實際現狀，建立資源數據庫，分析評估區域資源潛力，提出不同區域水、地源熱泵系統應用資源方案。3提供水源地源熱泵系統工程實際應用的關鍵技術。建立水、地源熱泵系統分析和優化設計方法。開發關鍵技術設備機組，建立示范工程項目。2制定水地源熱泵應用評估體系。針對現狀建立水、地源熱泵系統對環境影響評估方法。制定水、地源熱泵應用條件及適用范圍技術導則。課題的目標1制定資源規劃方案根據我國水、地源熱泵應用的實際現狀，中國建筑科學研究院中國地質科學院水文地質環境地質研究所山東富爾達空調設備有限公司重慶大學哈爾濱工業大學主要參加單位二主要參加單位中國建筑科學研究院中國地質科學院水文地質環境地質研究所山東富山東亞特爾集團股份有限公司

濟南泰勒斯工程有限公司

際高建業有限公司

北京市華清地熱開發有限責任公司

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南京豐盛能源環境科技發展有限公司

北京依科瑞德地源科技有限責任公司

無錫朗詩置業有限公司

參與單位山東亞特爾濟南泰勒斯際高建業北京市華清寶業集團浙江南京豐盛能2、水源地源熱泵系統資源利用規劃研究3、土壤源熱泵系統應用技術研究4、地下水、地表水源熱泵系統應用技術研究5、污水源熱泵系統取水及換熱技術研究6、水源地源熱泵系統高效熱泵機組開發1、水源地源熱泵技術適宜性研究7、水源地源熱泵系統工程示范研究三主要研究內容2、水源地源熱泵系統資源利用規劃研究3、土壤源熱泵系統應用技污水源熱泵地表水源熱泵土壤源熱泵地下水源熱泵海水源熱泵適宜性研究1適宜性研究污水源熱泵地表水源熱泵土壤源熱泵地下水源熱泵海水源熱泵適宜性1.1土壤源熱泵適宜性研究土壤源熱泵系統適宜性資源性條件系統性條件辦公建筑居住建筑單一系統復合系統1.1土壤源熱泵適宜性研究土壤源熱泵系統適宜性資源性條件系統單一性土壤源熱泵適宜性

巖土體資源條件土壤源熱泵系統性條件土壤的平均溫度節能性經濟性環保性平衡性系統能效比投資回收期標煤替代量(碳減排)吸排熱量不平衡率（1）單一式土壤源熱泵宜性評價層次結構圖單一性土壤源熱泵適宜性巖土體資源條件土壤源熱泵系統性條件土復合式土壤源熱泵適宜性

巖土體資源條件土壤源熱泵系統性條件土壤的平均溫度節能性經濟性環保性系統能效比投資回收期標煤替代量(碳減排)（2）復合式土壤源熱泵宜性評價層次結構圖復合式土壤源熱泵適宜性巖土體資源條件土壤源熱泵系統性條件土水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范1104課件水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范1104課件水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范1104課件1.2地下水源熱泵適宜性研究地下水源熱泵系統適宜性資源性條件系統性條件公共建筑居住建筑1.2地下水源熱泵適宜性研究地下水源熱泵系統適宜性資源性條件地下水源熱泵適宜性

水文地質因素場地施工因素社會經濟因素氣象因素環境保護因素年均氣溫富水性水溫礦化度地形地貌回灌條件人口密度人均GDP年均降雨量降雨漏斗地裂縫地面裂縫（1）地下水源熱泵資源性適宜評價層次結構圖地下水源熱泵適宜性水文地質因素場地施工因素社會經濟因素氣象我國地下水源熱泵資源性適宜分區圖我國地下水源熱泵資源性地下水源熱泵系統性條件節能性經濟性環保性與常規系統相比的節能率投資回收期標煤替代量(碳減排)（2）地下水源熱泵資源性適宜評價層次結構圖地下水源熱泵系統性條件節能性經濟性環保性與常規系統相比的節能我國地下水源熱泵應用于公共建筑適宜性分區圖我國地下水源熱泵應用于公共建筑我國地下水源熱泵應用于住宅建筑適宜性分區圖

我國地下水源熱泵應用于住宅建筑1.3地表水源熱泵適宜性研究地表水源熱泵系統適宜性資源性條件系統性條件能效方面經濟方面社會環境方面1.3地表水源熱泵適宜性研究地表水源熱泵系統適宜性資源性條地表水源熱泵適宜性

經濟方面B2水資源C1取水溫度D1能效方面B1社會環境方面B3氣候C2技術C3初投資C4運行費C5社會支撐能力C6水質D2取水水量D3取回水方式D5機組效率D6水體熱污染D14城市熱島效應D15氣溫D4取回水投資D7機組價格D8系統運行所耗費電量D9系統運行所耗費電量D10人工費D11管理費D12人均GDPD13（1）地表水源熱泵適宜性評價層次結構圖社會環境方面C7地表水源熱泵適宜性經濟方面B2水資源C1取水溫度D1能效方我國地表水源熱泵適宜性分區圖我國地表水源熱泵適宜性分區圖1.4海水源熱泵適宜性研究海水源熱泵系統適宜性資源性條件系統性條件辦公建筑1.4海水源熱泵適宜性研究海水源熱泵系統適宜性資源性條件系海水源源熱泵適宜性

海水資源條件海水源熱泵系統性條件海水溫度節能性經濟性環境性系統能效比運行費用標煤替代量(碳減排)（1）海水源熱泵適宜性評價層次結構圖海水源源熱泵適宜性海水資源條件海水源熱泵系統性條件海水節能我國海水源熱泵適宜性分區圖我國海水源熱泵適宜性分區圖1.5污水源熱泵適宜性研究污水源熱泵系統適宜性經濟性環保性當地常規能源節能性污水源熱泵系統1.5污水源熱泵適宜性研究污水源熱泵系統適宜性經濟性環保性污水源熱泵適宜性評價

經濟方面能耗方面環境方面費用年值壽命周期成本投資回收期一次能耗標煤量一次能源利用率廢氣排放量噪聲（1）污水源熱泵適宜性評價層次結構圖評價方案污水源熱泵適宜性評價經濟方面能耗方面環境方面費用年值壽命周我國污水源熱泵適宜性分區圖我國污水源熱泵適宜性分區圖2水源地源熱泵系統資源利用規劃研究淺層地溫能數據庫地表水數據庫及環境影響評估體系的建立地源熱泵發展研究報告污水能數據庫2水源地源熱泵系統資源利用規劃研究淺層地溫地表水數據庫及2.1地源熱泵發展研究報告

2.1地源熱泵發展研究報告2.2地源熱泵淺層地溫能數據庫的建立（1）全國各省可利用淺層地溫能（kWh）2.2地源熱泵淺層地溫能數據庫的建立（1）全國各省可利用淺（2）全國各省可利用淺層地溫能比例分布

（2）全國各省可利用淺層地溫能比例分布2.3地表水數據庫的建立（1）地表水水體溫度分布數據庫2.3地表水數據庫的建立（1）地表水水體溫度分布數據庫地表水水體溫度分布數據庫操作界面：地表水水體溫度分布數據庫操作界面：（2）地表水源熱泵受納水體環境質量評價體系的建立湖水源熱泵受納水體環境質量評價水溫因素水質指標浮游生物細菌夏季最高水溫溫升冬季周平均最大溫降溶解氧濃度高錳酸鉀指數總磷濃度總氮濃度PH值總硬度Shannon-Wiener指數Margalef豐富度指數Pielou均勻度指數Shannon-Wiener指數Pielou均勻度指數Simpson指數（2）地表水源熱泵受納水體環境質量評價體系的建立湖水源熱泵受

將指標評價標準分為5個等級，分別賦予5分、4分、3分、2分、1分；最后確定了綜合評判標準，將水體環境劃定為“理想狀態、良好狀態、一般狀態、較差狀態和惡劣狀態”，對應相應分值為0.8-1.0分，0.6-0.8分，0.4-0.6分，0.2-0.4分及≤0.2分。將指標評價標準分為5個等級，分別賦予5分、4分、3分、2理想狀態良好狀態一般狀態較差狀態水體生物群落結構完整，功能性較強，水體熱承載能力強，生態環境問題不明顯，基本上未受到熱泵影響水體生物群落結構尚完整，功能尚好，一般干擾下可恢復，生態環境問題不顯著，較少受到熱泵影響水體生物群落結構不穩定，功能受損嚴重但尚可維持基本功能，受影響后易惡化，出現生態環境問題，受到熱泵影響水體生物群落結構變化較大功能不全，受干擾后恢復困難，生態環境問題較大，災害較多，受到熱泵較大影響惡劣狀態水體生物群落結構殘缺不全功能低下，恢復與重建很困難，生態環境問題很大，并經常演變成災害，受到熱泵影響很大地表源熱泵水體環境質量評價綜合判別指標特性：理想狀態良好狀態一般狀態較差狀態水體生物群落水體生物群落水2.4城市污水數據庫的建立數據庫開始界面：查詢界面：2.4城市污水數據庫的建立數據庫開始界面：查詢界面：（1）全國各地城市應用污水源熱泵節能潛力分析：（1）全國各地城市應用污水源熱泵節能潛力分析：（2）全國各省污水利用潛力比例分布

（2）全國各省污水利用潛力比例分布3土壤源熱泵系統應用技術研究土壤源熱泵應用技術施工技術完善設計軟件的開發熱物性測試儀開發研制規范修編復合式系統優化3土壤源熱泵系統應用技術研究土壤源熱泵應用技術施工技術設功能輸入條件輸出條件1、通過巖土熱響應試驗數據獲得巖土綜合熱物性參數；2、根據基礎參數條件，進行土壤源熱泵系統工程的進出水溫度、土壤溫度的計算，適合進行地埋管換熱器設計。鉆孔參數U型管參數流體參數巖土物性參數負荷文件運行時間等1、地埋管進出水溫度、土壤溫度；輸出形式可為文件和圖形；2、最不利工況熱泵機組進出口溫度，即地埋管進出水溫度的最大、小值；土壤溫度變化值。3.1土壤源熱泵設計軟件開發功能輸入條件輸出條件1、通過巖土熱響應試驗數據獲得巖土綜合熱軟件模塊輸入模塊界面軟件模塊熱物性擬合界面：熱物性擬合界面：3.2巖土熱物性測試技術研究11、健全標準體系；2、促進地源熱泵系統健康發展31、開發出滿足工程設計需求的巖土熱物性測試儀；2、制定一套完整的測試分析方法。21、開發土壤源熱泵地下換熱模型；2、開發土壤源熱泵地下熱換熱器工程設計用的測試儀器。目標內容產出3.2巖土熱物性測試技術研究11、健全標準體系；31、開發第一代巖土熱物性測試儀外觀第一代巖土熱物性測試儀簡介第一代巖土熱物性測試儀外觀第一代巖土熱物性測試儀簡介第二代巖土熱物性測試儀操控界面第二代巖土熱物性測試儀外形第二代巖土熱物性測試儀操控界面第二代巖土熱物性測試儀外形巖土熱物性測試的實際應用北京建研科技園土壤源熱泵系統工程（已投入運行）

建研科技園總體鳥瞰圖現場測試照片通過實地測量得到了當地真實的巖土熱物性參數，利用這些參數，較好的指導了地源熱泵空調系統的設計，經過嚴格的經濟性和節能性分析后，能夠達到預期的目標。截止到目前，已在北至呼和浩特，南至杭州，共計對約20個省市自治區進行了巖土熱物性測試，掌握了大量的一手材料。巖土熱物性測試的實際應用北京建研科技園土壤源熱泵系統工程（已土壤源熱泵系統與鍋爐復合系統3.3復合式土壤源熱泵系統優化研究土壤源熱泵系統與冰蓄冷復合系統土壤源熱泵系統與冷卻塔復合系統冷卻塔與地埋管并聯運行優于串聯。當允許土壤的年平均溫度上升3~4℃時，系統運行費用最低

復合系統與單獨土壤源熱泵系統相比運行費用降低30%。復合系統的排熱量增加，但仍可減少15%以上的地埋管鉆孔。當地埋管出水為6℃時,為啟動鍋爐最佳溫度。土壤源熱泵3.3復合式土壤源熱泵系統優化研究土壤源熱泵土壤3.4修編《地源熱泵系統工程技術規范》（2005版）核心：增加附錄C巖土熱響應試驗2、明確界定應當實施巖土熱響應試驗的應用建筑規模1、增加4條條文說明3、明確規定巖土熱響應試驗及報告的內容4、明確規定進行巖土熱響應試驗應符合的條件6、制定一套完整的巖土熱響應試驗方法5、對測試儀表精度給予限定3.4修編《地源熱泵系統工程技術規范》（2005版）核心巖土熱響應試驗一般規定測試儀表巖土熱響應試驗方法試驗前應進行勘察，確定試驗方案和孔數規定試驗進行中應當記錄的參數規定試驗報告的內容規定試驗的注意事項對關鍵測量儀器提出精度要求制定出一套完整的測試步驟對測試過程加以明確對測試試驗的關鍵性參數提出具體要求巖土熱響應試驗一般規定測試儀表巖土熱響應試驗方法試驗前應進行地埋管換熱系統

回填工藝成井

鉆井工藝施工組織及方案確定

3.5地源熱泵系統施工技術完善

井群布置地埋管換熱系統回填成鉆井施工組織及3.5地源熱泵系統施工4地下水、地表水源熱泵系統應用技術研究地下水地表水應用技術地表水工程應用方法和計算軟件地下水源熱泵系統綜合節能優化設計方法4地下水、地表水源熱泵系統應用技術研究地下水地表水工程地4.1地表水工程應用計算方法和軟件單溫、分層單溫、分層全年水源溫度模擬計算系統水溫模擬計算閉式盤管換熱器設計計算地表水、地下水系統能耗模擬計算浸沒式4.1地表水工程應用計算方法和軟件單溫、分層單溫、分層全年多層水溫擬合界面：實現了對深水體的垂向溫度分層模擬，解決了以往單點溫度模擬對水深大于一定值時不準確的局限。多層水溫擬合界面：實現了對深水體的垂向溫度分層模擬，解決了以地表水工程計算軟件界面：全年水源溫度模擬計算（單溫、分層）熱泵機組進、出水溫模擬計算（單溫、分層）系統能耗模擬(地表水、地下水)地表水工程計算軟件界面：全年水源溫度模擬計算（單溫、分層）4.2地下水源熱泵系統綜合節能優化設計方法（1）工程用地下水源熱泵群井方案優化模擬方法：井群優化模擬內容2、對不同水文地質條件、井結構等諸多因素下的熱貫進行通模擬研究，得出適合工程模擬分析的結論和方法。1、建立了地下水地源熱泵系統含水層熱量運移的數學模型。.4.2地下水源熱泵系統綜合節能優化設計方法（1）工程用地下