地源熱泵供熱制冷節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)

地源熱泵供熱制冷

節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)廣西大學地源熱泵研究所廣西鈞富凰地源熱泵有限公司主講：胡映寧生活熱水南方氣候潮濕、冬季氣溫變化大（經(jīng)常在10℃-20℃間變化）、夏季炎熱，因此，洗澡用的生活熱水成為南方人的生活必須；夏季空調(diào)制冷

南方夏季炎熱，制冷空調(diào)已成為城市家庭和辦公的基本設(shè)施；冬季采暖16℃是人體對寒冷忍受程度的一個界限，南方冬季絕大多數(shù)地方的氣溫都會降至16℃以下。（1）南方對供熱制冷的需求特點

（2）農(nóng)業(yè)消費需求特點需要溫控的農(nóng)業(yè)大棚、禽舍、魚池等需求越來越旺。利用地源熱泵技術(shù)，可以為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供價廉質(zhì)優(yōu)的溫控系統(tǒng)

一、意義和必要性

一、意義和必要性

我國采暖和空調(diào)的能耗已占建筑總能耗的55％，炎夏季節(jié)多數(shù)電網(wǎng)高峰負荷約有1／3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。2004年廣西建筑能耗已經(jīng)超過全社會總能耗的20%。

我國新建建筑全面執(zhí)行節(jié)能標準，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

一、意義和必要性

建設(shè)部關(guān)于貫徹《國務(wù)院關(guān)于加強節(jié)能工作的決定》的實施意見（建科[2006]231號）“到“十一五”期末，中等城市完成既有建筑節(jié)能改造的面積要占既有建筑總面積的15%，小城市要完成10%；太陽能、淺層地能等可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例達25%以上”

美國每年安裝約4萬套地源熱泵系統(tǒng),意味著降低溫室氣體(如CO2等)排放100萬噸，相當于減少50萬輛汽車的污染物排放或種植404686公頃(100萬英畝)樹的效果，年節(jié)約能源費用可達42億美元。

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表淺層也起到了加熱作用

我國近百米內(nèi)的土壤每年可采集的低溫能量達1.5萬億千瓦，是我國目前發(fā)電裝機容量４億千瓦的3750倍，而百米內(nèi)地下水每年可采集的低溫能量也有２億千瓦。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１千瓦的電驅(qū)動熱泵后，可以“搬運”4千瓦的淺層地能。

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。稱為二十一世紀的

“綠色空調(diào)技術(shù)”

地源熱泵——是目前效率最高、對環(huán)境最有利的熱水、取暖和制冷系統(tǒng)。

屬于經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益顯著的社會公益技術(shù)?？梢?，地源熱泵技術(shù)——二、地源熱泵系統(tǒng)的一般形式

地源熱泵系統(tǒng)的特點及優(yōu)勢

1、可再生能源利用形式

地表淺層收集了47%的太陽能量，它利用地表淺層的可再生能源，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。2、高效節(jié)能制熱系數(shù)高達3.5～4.5，而鍋爐僅為0.7～0.9，可比鍋爐節(jié)省70%以上的能源和40%～60%運行費用；制冷時要比普通空調(diào)節(jié)能30%左右。3、美觀

傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的換熱器置于室外，破壞建筑的外觀；而地源熱泵把換熱器埋于地下，保持建筑物外觀的完美。

地源熱泵系統(tǒng)的特點及優(yōu)勢

4、保護環(huán)境

設(shè)備的運行沒有燃油、燃煤污染。不抽取地下水，沒有地下水位下降、地面沉降和開鑿回灌井等問題，是真正的綠色環(huán)保能源利用方式。5、多功能、系統(tǒng)控制和管理方便

—套地源熱泵系統(tǒng)可以替換原有的供熱鍋爐、制冷空調(diào)和生活熱水加熱的三套裝置或系統(tǒng)。6、壽命長

普通空調(diào)壽命一般在15年左右，而地源熱泵的地下?lián)Q熱器由于采用高強度惰性材料，埋地壽命至少50年。建設(shè)部啟動《可再生能源行動計劃》。主要是：太陽能屋頂計劃和淺層地熱能利用計劃。

2006年是開展示范的第一年，第一批下達的25個項目資金共10368萬元，占首批可再生能源建筑應(yīng)用示范項目補貼預算的50%。

這是一個顯著的政策信號，政府投入帶動若干倍的社會資金，從而強力拉動新能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，推動國家節(jié)能、環(huán)保戰(zhàn)略目標的盡早實現(xiàn)。

（1）地表(下)水源方式我國實施地源熱泵工程主要有兩大類利用河水、湖水、地下水為冷源或熱源，換熱效率高,初期投資成本較低。廣西河流數(shù)量多，大多數(shù)城市（鎮(zhèn)）臨江而建。地下水也相當豐富，全區(qū)有600多條地下河。

土壤換熱器以垂直埋管居多。廣西雨水充足，絕大多數(shù)城鎮(zhèn)地下水位較高，富水土壤比例大，土壤的水對流傳熱起重要作用，為土壤換熱式地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用提供了得天獨厚的條件。一般土壤換熱井20-30米，換熱效果就很明顯。10口土壤換熱井就可獲得約20千瓦的熱量（或冷量）。而北方干性土壤垂直埋管深度一般要超過60米，而換熱量則一般小于50W/m我國實施地源熱泵工程主要有兩大類（2）土壤換熱器的閉式系統(tǒng)

夏季采用供冷的冷凝熱制熱水，制熱水不耗電能，實現(xiàn)冷熱聯(lián)供，能效比1：7；冬季制熱水時熱泵的低溫熱源為土壤源。三、不同建筑類型冷熱需求情況分析（1）對需同時供冷和供熱水的酒店、或以供熱水為主的學生公寓（民用住宅）和短時供冷的食堂（餐廳）（2臺）淺脅層地因熱能足+太械陽能勒耦合態(tài)系統(tǒng)對一痛些已遞安裝訴了太柏陽能口的系隱統(tǒng)進賓行改器造，地解決打其冬渾天耗救電（丘或耗息油）適大的足問題絕，技意術(shù)關(guān)負鍵是除太陽閘能集住熱器北與土嘴壤換催熱器蹈合理蟻耦合蛾的問敢題，飛如太臟陽能轉(zhuǎn)的被否動利稠用與獎淺層夏地熱趨能的解主動辯利用僑的匹筐配和眉智能嬌控制民。我們革已獲能得實償用新石型專哈利“患太陽收能-高地源此熱泵睜空調(diào)算熱水會設(shè)備盈”（?？炖柶轟L悶20奧03鞋20橋10乞11節(jié)52妖.8營）三、蚊不同拖建筑璃類型膜冷熱煎需求剝情況衫分析已完猶成的炕廣東刪工業(yè)怒大學眨龍洞晚校區(qū)錘學生鑰公寓失地源療熱泵閉-太妻陽能蜓-冷敵卻塔迅耦合盤的熱在水示畝范工糕程（改去造原絡(luò)有的避太陽群能+榨燃油固鍋爐主系統(tǒng)模）（3擠）對戲于夏蝕熱冬屑暖地盈區(qū)，嶄一般斜供冷撇負荷貨大于遇采暖極負荷盜50昌%以唱上。冬季描采暖組時熱替泵的典低溫援熱源各為土禍壤熱胖源，者土壤姿換熱影器按凈冬季斜采暖纏負荷蓄匹配戲。夏季天制冷段通過傍土壤生換熱兩器與直冷卻必塔散臣熱，還可減塵少土尤壤換島熱器訓的埋繡管長校度，店減少夕土壤隨換熱斥器的渴投資見和埋孤管所課需占揀用的艘土地沃面積畝。需要免解決講建筑社冷熱叔負荷裕與土逃壤換擦熱的劉平衡奇問題京，對添土壤唉換熱擠器與耽冷卻休塔進當行合吵理匹忘配。三、完不同販建筑刃類型誼冷熱忠需求愚情況被分析系統(tǒng)驗收太陽能集熱蒸發(fā)器設(shè)計熱泵設(shè)計自動控制設(shè)計用戶冷熱負荷地層結(jié)構(gòu)理論模型實驗?zāi)Ｐ驮O(shè)備制造系統(tǒng)集成安裝試營運土壤換熱器設(shè)計技術(shù)路線流程圖四、下地源滑熱泵近系統(tǒng)蜂設(shè)計產(chǎn)品滲系列賓館醫(yī)院小區(qū)家庭用戶學校部隊農(nóng)業(yè)大棚養(yǎng)殖地源熱泵空調(diào)-熱水設(shè)備GXDKYRB30-A地源熱泵熱水設(shè)備GXDKYRB15-A地源熱泵-太陽能空調(diào)-熱水設(shè)備GXDKYRB3-A地源熱泵溫控設(shè)備GXDKYRB20-A8萬大卡制冷（熱）為一標準臺套注意泳三個失現(xiàn)象弓：不該克用的匙地方棵在用株；不懂突技術(shù)岔的人位在安預裝；不懂添運行用的人艙在運待行。五、廣西沒大學娘--技術(shù)暈特點瞇與優(yōu)促勢項目企關(guān)鍵再技術(shù)蓮：適合螞亞熱遺帶資玩源條赴件的堆土壤臟換熱氏器設(shè)阻計以維及系祖統(tǒng)的喝科學輪集成雞。自主銅創(chuàng)新夢技術(shù)犧：富水徒土壤嚼垂直卻淺埋始管換脫熱器堂設(shè)計浴技術(shù)多種宅可再恩生能柏源能效源互映補利斬用的什系統(tǒng)礦優(yōu)化胳匹配隆技術(shù)冷熱披聯(lián)供廁熱量憑多級藝分流殊技術(shù)系統(tǒng)裂自動碎控制閉技術(shù)技術(shù)祥成果麻水平20咐05年3月，皺廣西誘大學沾完成獵的“固亞熱阻帶及勻溫帶森地區(qū)抽地源沒熱泵乳供熱收制冷慶節(jié)能且系統(tǒng)叢技術(shù)遞研發(fā)遠”科獵技項含目通衡過了奶廣西優(yōu)科技來廳組丈織的匙技術(shù)信鑒定幟。（葵成果仗登記靈號20于05惕68巖00揚3）專家箏的鑒活定意光見為系：項拔目針常對亞鑄熱帶兔及溫繩帶地點區(qū)在翁利用眾淺層魔埋管誓技術(shù)躍、優(yōu)臟化埋早地換致熱器鉛及系早統(tǒng)節(jié)墨能方價面達憲到國斬內(nèi)領(lǐng)睛先水虜平。產(chǎn)品婚質(zhì)量閥檢測丹單位君經(jīng)國轎家空僅調(diào)設(shè)乖備質(zhì)音量監(jiān)曬督檢借驗中干心現(xiàn)掩場檢叛測，機組剖制熱總水工竄況的鞏能效征系數(shù)CO鴉P達4.述5，系忠統(tǒng)的舌能效堆系數(shù)CO爽P達4.務(wù)0，換域熱量鼻大于60毅w/僅m。知識橋產(chǎn)權(quán)爆情況課題齡組已胃申請頭地源氧熱泵株相關(guān)足設(shè)備叼發(fā)明吧專利挪1項狂，實說用新葡型專裕利2叔項，笛發(fā)明爹專利印“多蘇功能下地源裕熱泵及烘干如設(shè)備臂”已泳通過擾初審燒（申留請?zhí)杻€：2掠00缸51者00穩(wěn)32慮80江3.騾6）紙?！疤愱柲苁?地慎源熱錄泵空暑調(diào)熱還水設(shè)億備”屯（專刪利號魯：Z每L2猾00孫32氣01失01蹲15劉2.摟8）伯和“暑多用騰途節(jié)溝能型糧熱泵討孵化階機”妹（構(gòu)專利襯號：堂L0犧32抗46行72似1.滑4）展，已服經(jīng)獲寬得國恒家實偉用新受型專各利。自主蓄開發(fā)青技術(shù)棕之一響：富水圾土壤呀垂直睡淺埋飾管換箏熱器寨設(shè)計俗技術(shù)根據(jù)掠南方賣地區(qū)典土壤超地下凝水位北高、趟含水掃量豐咽富、鼓液相很對流纏傳熱控起重跡要作匯用的深特性里，提演出富喚水土擁壤換抓熱器洞的設(shè)冊計理而論和薦方法程，實監(jiān)施垂擱直U煩型管酷的淺仆埋技躁術(shù)方斯案。蹄使土等壤換競熱器謊投資際比干礙性土喂壤減驢少3囑0%相以上專。如南直寧市機三中月的地麻源熱尖泵系集統(tǒng)，燥在埋蛇管深種度＜帥32旬米時棒，獲意得＞鬧66銅w/嫁m的除換熱斜量，扇地源際熱泵業(yè)機組鉤制熱反水工示況的厘性能蝴系數(shù)憑＞4虹.5督，制裁熱水充與電榆鍋爐作比節(jié)濁能7幫0%脊以上扮。地源涼熱泵割系統(tǒng)個設(shè)計頂軟件采用恢淺層趕地熱劣能-違太陽輝能耦嘆合的失冷熱息聯(lián)供吃系統(tǒng)怠設(shè)計紙軟件，包淹括土摟壤換酸熱器拜、冷剛卻塔著、太茂陽能匯集熱免器的碑換熱加量計格算；膠系統(tǒng)很匹配膜；系另統(tǒng)自詠動控媽制設(shè)哀計；斗復合玩型系而統(tǒng)的跌經(jīng)濟鮮性評甲價等軋模塊。自主勤開發(fā)究技術(shù)片之二籌：南方否氣候悔一年另中約肆有一士半以節(jié)上天磚數(shù)的散環(huán)境姿溫度斧高于帳20啦℃，狠冬季獎又有輝一半畝以上倉天數(shù)較的環(huán)控境溫叨度高孫于1裹2℃傻。充分妖利用博南方去暖氣企候優(yōu)議勢，惜實現(xiàn)國土壤窩源、鞭空氣床源、挪太陽床能多種懼可再息生能濁源間歇距或互件補利扁用的系統(tǒng)候優(yōu)化康匹配，避倘免了竿由于漆過度呈取熱涂，出蔽現(xiàn)系竿統(tǒng)效散率下恥降的靈問題奏。多種比可再警生能俊源能辜源互址補利抖用的阻系統(tǒng)進優(yōu)化拴匹配秘技術(shù)自主動開發(fā)松技術(shù)麻之三危：冷熱沸聯(lián)供捐熱量既多級吉分流繁技術(shù)冷熱甩聯(lián)供扁工況苗實現(xiàn)齡熱量欄多級悔分流縣技術(shù)扶。將制此冷產(chǎn)禽生的漁熱量僑用于謠制熱餐水、昂向土鉗壤和松冷卻順塔散芒熱，嘆空調(diào)社工況藥制熱逝水不燙耗能氏，大境大提瞎高了瞎能源疼利用踏率，灣并減傭少了玻制冷她所需怠的埋柜地盤騎管長涂度，眾降低姿了系淺統(tǒng)的殖初期霉投資售。實現(xiàn)倚系統(tǒng)培運行袋參數(shù)腔實時駁數(shù)字呆顯示束，配士置遠把程控課制接銳口，腿可實程現(xiàn)遠送程控舟制。自主起開發(fā)么技術(shù)接之四?。合到y(tǒng)扇自動四控制曉技術(shù)自主屈開發(fā)括技術(shù)倦之五槍：一機悄多用屈，投異資運禽行成楚本低一套塌系統(tǒng)籃實現(xiàn)酬供冷稍、采欲暖和刻供熱唯水多善重功游效。銜系統(tǒng)也投資約在2喇-4冊年內(nèi)匙從節(jié)跑省的費能源驕開支租中回拳收，脆以后習便進藝入低枕成本火運行戀狀態(tài)雖，用旺戶滿遲意認淘可。方案每年運行費用（萬元）平均每人每天熱水費用（元）采用地源熱泵制熱水每年節(jié)約費用比較①燃油鍋爐118.10.76方案⑤比方案①節(jié)約82.2萬元;比方案②節(jié)約102.6萬元;比方案③節(jié)約20.8萬元;比方案④節(jié)約33.3萬元。

方案⑤比方案①節(jié)約69.6%;比方案②節(jié)約74.1%;比方案③節(jié)約36.7%;比方案④節(jié)約48.1%。②電熱鍋爐138.50.89③空氣源熱泵56.70.36④太陽能+電熱鍋爐69.20.44⑤地源熱泵35.90.23六、月經(jīng)濟奔效益極(5倍00公0人枕學生盞公寓語)同時瓶，可蕉提供澆36念00叫平方缺米的梁空調(diào)柄冷量尋，節(jié)悠約空該調(diào)運世行費甲用晴9.掉68守（萬究元）勵，節(jié)毫省空讓調(diào)設(shè)薦備投以資喜80鐮多萬羞元。廣西努大學變行健社文理朱學院學生勿公寓遣熱水投-食拋堂空依調(diào)地答源熱遠泵系順統(tǒng)綜合灰能效訪比達狀1:案7以削上安裝畝地源蠟熱泵追空調(diào)抬的學泳生餐繩廳建設(shè)嚷部工撥程質(zhì)幅量司咬尚副星司長殘、廣狹西建輛設(shè)廳蒼何總供工考擇察行皺健文樓理學碑院學濫生公并寓熱悄水-臨食堂頌空調(diào)兆地源蔽熱泵蝦系統(tǒng)方案每年運行費用（萬元）平均每戶每年熱水費用（元）平均每戶每天熱水費用（元）采用地源熱泵制熱水每年節(jié)約費用比較①電熱鍋爐59.315844.4方案⑤比方案①節(jié)約51.6萬元;比方案②節(jié)約46.9萬元;比方案③節(jié)約17萬元;比方案④節(jié)約16.6萬元。

方案⑤比方案①節(jié)約87%;比方案②節(jié)約85.9%;比方案③節(jié)約68.3%;比方案④節(jié)約68.3%。②燃油鍋爐54.614404.0③太陽能+電熱鍋爐24.76551.8④空氣源熱泵24.36441.8⑤地源熱泵7.72040.56六、路經(jīng)濟慮效益姿（3召77逐戶住紫宅）序號系統(tǒng)名稱規(guī)模使用效果1南寧三中學生公寓地源熱泵生活熱水系統(tǒng)364個房間，2600人住宿熱泵功率54kw，電鍋爐需功率800kw以上，，比電鍋爐節(jié)能70%以上，最低能效比3.618，每年節(jié)電30多萬元。2南寧國際大酒店包廂空調(diào)和中央熱水系統(tǒng)450個房間，2300m2空調(diào)原燃油鍋爐制熱水成本為每噸33元，現(xiàn)約為6元（每噸熱水6.8度電），每年節(jié)約空調(diào)、熱水費用120萬元以上3南寧市翔云大酒店中央空調(diào)-熱水工程200套房（三星級）與原燃油鍋爐比，每年節(jié)約熱水、空調(diào)費用30多萬元，當年收回投資費用。4廣西大學研究生公寓地源熱泵熱水系統(tǒng)96個房間，住宿198人整棟樓的熱泵功率僅為5.4kw，每噸熱水電費5-6元。5廣西大學行健學院13棟地源熱泵熱水系統(tǒng)256個房間，住宿1024人人均每天耗電費0.23元。6廣西職業(yè)技術(shù)學院學生公寓熱水-餐廳空調(diào)地源熱泵系統(tǒng)7000人住宿，700m2空調(diào)與電鍋爐比，每年節(jié)省100多萬元；與燃油鍋爐比，每年節(jié)省50多萬元。六、在經(jīng)濟凝效益控（典尸型工鹽程）課題買組采撐用自到有技鞭術(shù)，慶目前信已成紗功實組施了蛇多項鈴與冷皆卻塔節(jié)聯(lián)合蝕運行狐的混鼻合式淘地源倚熱泵焰、風鳥源熱天泵工患程：安裝孔地源把熱泵雷空調(diào)驅(qū)的節(jié)遣能建象筑情費況七、隱國外巴應(yīng)用建筑面積2200m2土壤井16口建筑空間8000m3平均井深95m樓層數(shù)4層總鉆深1600m制冷功率84kw38w/m2埋管形式雙U型管制熱功率93kw42w/m2井間距7m系統(tǒng)漂能效閥比：讀夏天營EE杏R5鞋.4夢，節(jié)齊能2逗8%儲；冬天銹CO功P5燒.7恢，節(jié)沫能3擁7%八、啊意大糧利的但建筑博節(jié)能這策略歐盟宏制定議了能求效標漂識，凡意大稅利政梢府要數(shù)求，貍20艙08顧年以紀前1肌00忽0m2以上身的建毯筑要小有能價效標武識；跪20含10換年所框有建栽筑都有要有趕能效謠標識巾。要勇求建事筑一耐般達怒到C激級以基上。墾給建姜筑發(fā)竊放白靈色證責書。歐盟第建筑鍛能耗棄占4美0%肌，工團業(yè)占支17適%，吳運輸采占4銹3%麗；意大袖利