中國地源熱泵技術(shù)發(fā)展-昆山(非常全)ppt課件

1、中國地源熱泵技術(shù)開展趨勢 中國建筑科學(xué)研討院2006年10月. 主要內(nèi)容一、中國地源熱泵開展的背景二、地源熱泵系統(tǒng)分類及特點(diǎn)三、中國地源熱泵系統(tǒng)的開展四、地源熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析五、中國地源熱泵開展存在的妨礙六、中國地源熱泵的市場潛力和開展趨勢 .一、中國地源熱泵開展的背景 開展地源熱泵系統(tǒng)是我國建筑節(jié)能開展的需求。目前，建筑用能曾經(jīng)占全國總耗費(fèi)的27.5%。地源熱泵系統(tǒng)和常規(guī)的供熱空調(diào)系統(tǒng)相比大約節(jié)能50%，是一種利用可再生能源的高效節(jié)能、無污染的既可供暖又可制冷的新型空調(diào)系統(tǒng)。 開展地源熱泵系統(tǒng)是確保我國能源構(gòu)造調(diào)整的需求。長期以來我國不斷以煤采暖為主，北方地域污染嚴(yán)重、能源利用效率低，開展地

2、源熱泵技術(shù)是改動(dòng)我國目前能源供應(yīng)構(gòu)造的需求，是減少環(huán)境污染、確保能源平安的重要保證。 .一、中國地源熱泵開展的背景 開展地源熱泵系統(tǒng)是運(yùn)用可再生能源的重要技術(shù)手段。 目前，用可再生能源逐漸替代常規(guī)能源是一個(gè)世界趨勢，隨著我國的公布，大力加快開展可再生能源是落實(shí)國家提出的建立節(jié)約型社會(huì)，開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)方針的主要問題之一。 .一、中國地源熱泵開展的背景 開展地源熱泵在中國有其廣泛的地域要求中國國土面積宏大，從北到南可劃分為五個(gè)主要?dú)夂騾^(qū)，其中對冷熱量都有需求的地域占絕大部分；同時(shí)中國淺層地?zé)崮苜Y源蘊(yùn)藏豐富，適宜大力開展地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)。 開展地源熱泵系統(tǒng)是中國HVAC行業(yè)的技術(shù)開展方向在中國某些

3、地域，既沒有燃煤也沒有天然氣可以供熱，開展地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)是經(jīng)濟(jì)開展的需求，也是市場開展的必然趨勢。.二、地源熱泵系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) (1) 地源熱泵的定義及分類 50036-2005規(guī)定，地源熱泵系統(tǒng)是指以巖土體、地下水或地表水為低溫?zé)嵩?，由水源熱泵機(jī)組、地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)方式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。.垂直地埋管地源熱泵系統(tǒng) 程度地埋管地源熱泵系統(tǒng).間接地下水地源熱泵系統(tǒng) 直接地下水地源熱泵系統(tǒng).閉式地表水地源熱泵系統(tǒng) 開式地表水地源熱泵系統(tǒng).二、地源熱泵系統(tǒng)分類及特點(diǎn) (2) 地源

4、熱泵的特點(diǎn) 地埋管地源熱泵系統(tǒng) ： .程度地埋管地源熱泵系統(tǒng) 垂直地埋管地源熱泵系統(tǒng)包括一個(gè)地埋管換熱器，它或是程度地安裝在地溝中，或是以形管狀垂直安裝在豎井之中。不同的管溝或豎井中的熱交換器成并聯(lián)銜接，再經(jīng)過不同的集管進(jìn)入建筑中與建筑物內(nèi)的水環(huán)路相銜接，它經(jīng)過循環(huán)液水或以水為主要成分的防凍液在封鎖地下埋管中的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與大地之間的傳熱。.二、地源熱泵系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) (2) 地源熱泵的特點(diǎn) 地埋管地源熱泵系統(tǒng) ：優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)不受地下水量的影響，對地下水沒有破壞或污染作用，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。.二、地源熱泵系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) (2) 地源熱泵的特點(diǎn) 地埋管地源熱泵系統(tǒng) ：缺陷：1

5、由于管壁傳熱溫差的存在，機(jī)組冬季地源側(cè)水溫低于地下水式系統(tǒng)5-10，機(jī)組夏季地源側(cè)水溫高于地下水式系統(tǒng)10-15，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)條件相對較差，降低了運(yùn)轉(zhuǎn)效率；2埋地?fù)Q熱器受土壤性質(zhì)影響較大；延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，熱泵的冷凝溫度或蒸發(fā)溫度受土壤溫度變化的影響而發(fā)生動(dòng)搖；3地埋管換熱器所需占地的面積較大，如平面布置的埋管換熱器的面積約為房間面積的2倍左右；4鉆孔及埋管費(fèi)用較高。 .二、地源熱泵系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) (2) 地源熱泵的特點(diǎn) 地下水地源熱泵系統(tǒng) ： 地下水地源熱泵系統(tǒng)分為直接、間接兩種，直接地下水地源熱泵系統(tǒng)是將地下水直接供應(yīng)到每臺(tái)熱泵機(jī)組，之后將井水回灌地下。間接地下水地源熱泵系統(tǒng)中，地下水和建筑內(nèi)循環(huán)

6、水之間是用板式換熱器分開的。.二、地源熱泵系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) (2) 地源熱泵的特點(diǎn) 地下水地源熱泵系統(tǒng) ：優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡便易行，綜合造價(jià)低，水井占地面積小，可以滿足大面積建筑物的供暖空調(diào)的要求。.二、地源熱泵系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) (2) 地源熱泵的特點(diǎn) 地下水地源熱泵系統(tǒng) ：缺陷：1地下水熱泵系統(tǒng)需求有豐富、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的地下水；2此外，即使可以全部回灌，怎樣保證地下水層不受污染也是一個(gè)棘手的課題。 .二、地源熱泵系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) (2) 地源熱泵的特點(diǎn) 地表水地源熱泵系統(tǒng) ：地表水低位熱源包括河流、湖泊、海水、中水或到達(dá)國家排放規(guī)范的污水、廢水等。地表水地源熱泵系統(tǒng)分閉式、開式兩種，閉式系統(tǒng)類似地埋

7、管系統(tǒng)，由潛在水面以下的、多重并聯(lián)的塑料管組成的地下水熱交換器取代了土壤熱交換器；開式系統(tǒng)類似于地下水系統(tǒng)。 .二、地源熱泵系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) (2) 地源熱泵的特點(diǎn) 地表水地源熱泵系統(tǒng) ：優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡便易行，初投資較低。缺陷：1地表水地源熱泵系統(tǒng)也遭到自然條件的限制； 2由于地表水溫度受環(huán)境溫度的影響較大； 3一定的地表水體可以承當(dāng)?shù)睦錈嶝?fù)荷與其面積、深度和溫度等 多種因數(shù)有關(guān)，需求根據(jù)詳細(xì)情況進(jìn)展計(jì)算； .二、地源熱泵系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) (2) 地源熱泵的特點(diǎn) 地源熱泵系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢：1高效、節(jié)能，環(huán)保、無污染；可再生能源在建筑中運(yùn)用的主要方式，冬季可替代常規(guī)熱源，夏季制冷高；2運(yùn)轉(zhuǎn)本錢低；3

8、供暖空調(diào)的同時(shí)，可提供生活熱水。.二、地源熱泵系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) (2) 地源熱泵的特點(diǎn) 地源熱泵系統(tǒng)受低位熱源條件的制約地埋管系統(tǒng)：足夠埋管區(qū)域、比較適宜的巖土體特性。地下水系統(tǒng)：繼續(xù)水源的保證、可靠的回灌才干地表水系統(tǒng)：水環(huán)境的影響評(píng)價(jià)、地表水源情況綜合確定.三、中國地源熱泵技術(shù)的開展在我國，地源熱泵的研討起始于20世紀(jì)80年代，最近5年該項(xiàng)技術(shù)成了國內(nèi)建筑節(jié)能及暖通空調(diào)界搶手的研討課題，并開場大量運(yùn)用于工程實(shí)際，與此相關(guān)的熱泵產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，掀起了一股“地?zé)峥照{(diào)的熱潮。.三、中國地源熱泵技術(shù)的開展工程運(yùn)用方面：地下水地源熱泵系統(tǒng)數(shù)量最多，運(yùn)用范圍最廣,主要采用“異井抽灌和“單井抽灌技術(shù)，最大

9、單項(xiàng)工程建筑面積已達(dá)16萬。 土壤源地源熱泵開展最快，運(yùn)用潛力最大，最大單項(xiàng)工程建筑面積已達(dá)13萬 。 地表水地源熱泵系統(tǒng)在城市級(jí)示范工程中單體規(guī)模最大。 截止2005年，北京市淺層地能利用面積達(dá)800萬。全國地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)用近3000萬。 .目前，地下水地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)用面積約占全部市場分額的45%，土壤源地源熱泵系統(tǒng)約占35%，地表水地源熱泵系統(tǒng)約占20%。.三、地源熱泵技術(shù)的開展 北京、大連、上海、重慶、南京、上海、成都、內(nèi)蒙等地的工程都進(jìn)入建立部、財(cái)政部擬定共同支持的“十一五節(jié)能與可再生能源城市級(jí)示范工程。 GSHP在我國長江黃河流域、東北、西北、華北等寬廣對冷熱都有需求的地域，具有較

10、高的適用性；對南方部分只需夏季冷量適用性，而無冬季熱量需求的地域也具有一定的適用性，對那些由于條件限制而不能用煤、電、燃?xì)獠膳├涞牡赜蚋亲钫_選擇。.四、地源熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析根據(jù)現(xiàn)有實(shí)踐工程測算，地源熱泵系統(tǒng)初投資比傳統(tǒng)系統(tǒng)要稍高一些： 如采用地下水式地源熱泵系統(tǒng)，系統(tǒng)初投資約為300-400 元/，其中冷熱源部分投資約220元/，與采用國產(chǎn)冷水機(jī)組加鍋爐式中央空調(diào)系統(tǒng)的初投資大致一樣； 如采取土壤源地源熱泵系統(tǒng)，初投資約為350-450元/，其中冷熱源部分投資約為270元/。.四、地源熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析 假設(shè)和目前常規(guī)單一供暖方式相比，燃煤鍋爐房供暖系統(tǒng)投資約150元/，燃?xì)夥稚㈠仩t房供暖

11、系統(tǒng)投資約100元/，熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)投資約200元/包括增容費(fèi)，地源熱泵系統(tǒng)初投資要高，但地源熱泵系統(tǒng)提供供暖空調(diào)生活熱水多重功能，而傳統(tǒng)集中供熱根本為單一供暖功能，不可完全類比。.四、地源熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析采用地源熱泵系統(tǒng)其運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用可大大降低： 用地源熱泵系統(tǒng)供暖時(shí)，根據(jù)不同的地域、氣候、資源、環(huán)境，其運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用可比傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)降低25% - 50%，如北京市11個(gè)不同類型建筑地源熱泵工程20032004冬季運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用調(diào)查結(jié)果闡明，7項(xiàng)工程低于燃煤集中供熱的采暖價(jià)錢18.5元/,一切被調(diào)查工程均低于燃油、燃?xì)夂碗婂仩t供暖價(jià)錢。 用地源熱泵系統(tǒng)制冷時(shí)，其運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用可比傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)降低15

12、%-30%。.四、地源熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析 地源熱泵系統(tǒng)其靜態(tài)投資增量回收期約410年不等。如：北京菊兒胡同小區(qū)地下水地源熱泵供暖替代燃煤鍋爐房供暖，初投資與燃?xì)忮仩t房相比添加約51元/，每平米供暖折規(guī)范煤15公斤，與原燃煤鍋爐房供暖能耗25公斤規(guī)范煤/，相比節(jié)能40，靜態(tài)經(jīng)濟(jì)效益回收期約為6年。 伴隨著GSHP技術(shù)逐漸推行運(yùn)用，政府補(bǔ)貼的逐漸完善，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的不斷加大，消費(fèi)廠家和集成商的逐漸增多，市場競爭逐漸加劇，GSHP系統(tǒng)的初投資還會(huì)進(jìn)一步降低， GSHP系統(tǒng)本錢應(yīng)具有50-100元/左右的降價(jià)空間。 .五、中國地源熱泵開展存在的妨礙 1國家政策支持與財(cái)政補(bǔ)貼稍顯薄弱 地源熱泵是一項(xiàng)節(jié)能環(huán)保

13、的技術(shù)體系，但目前來講在房地產(chǎn)運(yùn)用推行中投資還是相對較高，開發(fā)商不情愿在本人的系統(tǒng)中運(yùn)用這種技術(shù)，政府在政策上的支持力度還是稍顯薄弱，鼓勵(lì)與補(bǔ)貼政策也還不很明確。 .五、中國地源熱泵開展存在的妨礙 2對GSHP系統(tǒng)運(yùn)用順應(yīng)性及其資源潛力缺乏研討和規(guī)劃 地源熱泵系統(tǒng)受地域資源潛力及特點(diǎn)的制約，由于缺乏GSHP系統(tǒng)運(yùn)用順應(yīng)性研討，不具備資源條件的地域用了，導(dǎo)致GSHP系統(tǒng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)對資源和環(huán)境也帶來不利影響。.五、中國地源熱泵開展存在的妨礙 3對GSHP系統(tǒng)研發(fā)還不夠深化 地源熱泵作為一種新的科學(xué)技術(shù)，目前在國家規(guī)范規(guī)范、宣傳資料、系統(tǒng)圖集方面還有所欠缺，同時(shí)在科研上還有一些問題沒有獲得突

14、破，比如：土壤源地源熱泵系統(tǒng)的地下溫度場的計(jì)算方法不一致；海水系統(tǒng)海水取水,防藻等問題；污水源系統(tǒng)水質(zhì)防腐處置問題；地下水系統(tǒng)取水回灌的成套技術(shù)等問題都還沒有較好的處理方法；對于曾經(jīng)完成并且運(yùn)轉(zhuǎn)的地源熱泵系統(tǒng)，對其能效性能缺乏正確的評(píng)價(jià)體系也是影響其正常開展的緣由之一。.五、中國地源熱泵開展存在的妨礙 4國內(nèi)GSHP產(chǎn)品消費(fèi)商的產(chǎn)品型號(hào)不全、可靠性不高 目前國內(nèi)消費(fèi)水源熱泵的廠家曾經(jīng)超越20個(gè)，但是產(chǎn)品的性能和質(zhì)量差別很大。大部水源熱泵產(chǎn)品未進(jìn)展過權(quán)威機(jī)構(gòu)的性能檢測，因此產(chǎn)品的性能與產(chǎn)品樣本差別較大，導(dǎo)致工程失敗的例子屢見不鮮。目前國內(nèi)用于地源熱泵系統(tǒng)的產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)較少，難以滿足不同低位熱源溫

15、度的需求。.五、中國地源熱泵開展存在的妨礙 5缺乏必要的宣傳推行活動(dòng) 曾經(jīng)成熟的技術(shù)沒有得到及時(shí)的廣泛的推行和普及，也給此項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用呵斥了一些妨礙。地源熱泵工程設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)技術(shù)含量較高的技術(shù)，目前很多設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)人員還沒有完全掌握。地源熱泵的推行運(yùn)用，目前缺乏各個(gè)專業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的人的共同配合，短少從政府政策、主機(jī)設(shè)計(jì)制造、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)管理等各個(gè)方面的共同參與。.六、中國地源熱泵的市場潛力和開展趨勢 目前，我國城鄉(xiāng)既有建筑總面積約400億，其中城鎮(zhèn)約為160億，在城鎮(zhèn)中居住建筑面積約為105億，其中能到達(dá)建筑節(jié)能規(guī)范的僅占5%，其他95%都是未來需求陸續(xù)進(jìn)展節(jié)能改造的高能耗建筑； 同時(shí)，我國

16、每年新增房屋建筑面積約20億，估計(jì)到2020年底，我國新增的房屋面積將近300億，新增城鎮(zhèn)民用建筑面積將為100-150億。 隨著人民生活程度提高，我國采暖線也將逐漸南移，采暖面積會(huì)逐漸增大，新建建筑將有70億以上需求供暖。. 據(jù)專家測算，目前我國發(fā)電裝機(jī)容量為4億KW，百米內(nèi)地下水每年可采集的低溫能量約為2.2億KW，相當(dāng)于其一半，近百米內(nèi)的土壤每年可采集的低溫能量相當(dāng)于1.5萬億KW，那么是其3750倍，淺層地能的運(yùn)用依然有相當(dāng)大的市場空間。 假設(shè)全國每年在1億建筑中推行地源熱泵系統(tǒng)供暖空調(diào)，那么可替代約350萬噸標(biāo)煤或26億立方米天然氣，削減約2350萬噸氮氧化物和約200萬噸顆粒物的排

17、放。六、中國地源熱泵的市場潛力和開展趨勢 . 基于此種情況，財(cái)政部與建立部在中初次提出淺層地?zé)崂梅桨改康模旱?021年，淺層地?zé)崂玫慕ㄖ娣e應(yīng)該到達(dá)6.41億，構(gòu)成替代常規(guī)能源的才干800萬噸規(guī)范煤；到2021年，地表水源熱泵的推行的建筑面積應(yīng)該到達(dá)2.14億。 同時(shí)，北京市發(fā)改委表示，北京將繼續(xù)大力推行淺層地能，作為現(xiàn)行供暖的替代能源。今后凡政府投資的工程如政府機(jī)構(gòu)、醫(yī)院等公共建筑,有條件的要優(yōu)先運(yùn)用淺層地能。估計(jì)到2021年，北京市將有2000萬的建筑采用淺層地能供暖。六、中國地源熱泵的市場潛力和開展趨勢 .六、中國地源熱泵的市場潛力和開展趨勢 政府、技術(shù)研討、工程設(shè)計(jì)與安裝、設(shè)備制造商等部門共同做好以下任務(wù)：1建議國家建立專項(xiàng)基金，鼓勵(lì)地源熱泵的推行運(yùn)用；2調(diào)查現(xiàn)有的地源熱泵工程，總結(jié)閱歷；3搜集現(xiàn)有的用于地源熱泵的全國水文地質(zhì)資料，建立根本資料庫；制定淺層地?zé)崮苓\(yùn)用規(guī)劃；4建立專業(yè)的地源