PDF《地源热泵系统应用存在的》

地源热泵系统应用存在的 问题及对策 中国建筑科学研究院 徐伟

一、发展概况

二、发展特点

三、存在问题

四、解决方案

一、发展概况 (1)发展历史 ? 20世纪80年代中后期,开始对地源热泵技术进行专题研究;

? 20世纪90年代,国内一些学者去美国、瑞典、德国、加拿大等地学习考察 地源热泵技术;

? 1996年,辽阳市邮电新村2栋5万O住宅楼安装了第一代富尔达地下水 GSHP;

? 1997年,中美能效科技合作,GSHP为合作重点之一,三个示范工程;

? 21世纪初,我国开始大范围的对GSHP进行工程示范,北京、山东较多;

一、发展概况 (1)发展历史 ? 2001年,北京恒有源公司发明 同井抽灌地下水热泵系统 ;

? 2005年,建设部将地源热泵技术列为建筑业十项推广新技术之一;

? 2006年11月30日,建设部、国家质检总局联合发布国家标准《地源热泵系 统工程技术规范》(GB50366-2005),2006年1月1日实施;

? 2006年,国家财政部、建设部发布《关于推进可再生能源在建筑中应用的 实施意见》,建立专项基金,对国家级地源热泵示范项目提供财政补贴;

? 2007年,地源热泵示范城市项目开始启动;

一、发展概况 ?《地源热泵系统应用情况调查研究分析报告》显示:现有工程从空调供热 (制冷)面积来看,面积在50000O以上的项目约占16%;

在10000O-- 50000O的约占42%;

10000O以下的约占42%,中小项目居多,发展潜 力大;

(2)市场发展概况 目前,地下水源热泵系统 应用面积约占全部市场分 额45%,土壤源地源热泵 系统约占35%,地表水地 源热泵系统约20%.

一、发展概况 (2)市场发展概况

一、发展概况 (3)不同类型GSHP的发展 ? 地下水源热泵系统 -从1995年开始学习和引进欧美水源热泵产品,开展异井抽灌试验工程;

-地下水源热泵系统数量最多,应用范围最广, 最大单项工程建筑面积已达18万O -地下水源热泵系统的应用主要集中在北京市、辽宁省、河北省、山东省 -2006年底,已有250多个、总建筑面积约360多万平米的 建筑应用了单井抽灌技术.

一、发展概况 (3)不同类型GSHP的发展 ? 地埋管地源热泵系统 -土壤源地源热泵发展最快,应用潜力最大, 最大单项工程建筑面积已达20万O;

-调查显示地埋管地源热泵系统应用 地域范围主要是北京市、湖北省和江苏省;

? 地表水源热泵系统(海水、江水、湖水、污水) -地表水源热泵仅在水源条件比较优越的地域采用;

-地表水源热泵系统在城市级示范工程中单体 规模大,达80万O ;

? 工业余热、废热热泵供热系统(冷却循环水) -北方采暖地区应用;

-供热规模大;

集中式水源热泵机组: 富尔达 清华同方 大连奥德 沈阳一冷 中科能源 麦克维尔 开利 西亚特 克莱门特 荏原 分散市水源热泵机组: 广东中宇 北京嘉和晟业 深圳以莱特 Climate Master Trane Mammoth美意 Mcquay 天龙

一、发展概况-地源热泵设备

一、发展概况

二、发展特点

三、存在问题

四、解决方案

五、发展特点 z中国国土面积巨大,从北到南划 分为五个主要气候区,北方供暖为 主、南方供冷为主,其中对冷热量 都有需求的地区占绝大部分 z多气候带形式决定了中国发展地 源热泵多种形式并存,应因地制宜 开展可再生能源在建筑中的应用

五、发展特点 ? 技术先导,行业推进,政府引导,市场选择;

? 借鉴欧洲和北美的技术和经验,结合中国国情创新与发展;

? 先小规模试验、后规模化示范,进而大面积推广;

? 系统初投资与传统的供冷供热系统持平或略高;

降低运行费用;

?地下水源热泵系统,系统初投资约300-400元/m2;

地埋管 地源热泵系统初投资约为350-450元/m2;

----与单一供暖方式或单一制冷方式相比初投资大,但与冷水机组加燃气 锅炉或集中供热的造价相差不大;

---土壤源地源热泵初投资与国外相比相对较低;

一、发展概况

二、发展特点

三、存在问题

四、解决方案

三、存在问题 (1)地下水源热泵系统 地下水水质对设备和系统的影响;

能否保证抽取地下水的完全回灌;

长期大量开采地下水对建筑物沉降 的影响、对地下水温度场变化的影响、 对水质的影响;

(2)土壤源地源热泵 z 地下换热器换热量的计算方法;

z 现场热响应实验方法;

z 不同地埋管形式的优化选择;

z 地下换热器冬夏热平衡问题;

z 机组选型;

z 地下换热器的水力平衡;

z 地埋管回填材料的选择与施工;

z 系统负荷调节;

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三、存在问题

三、存在问题 (3)地表水(海水)地源热泵 地表水(海水)水温、水位、水质等基础资料缺乏;

海水换热器的防腐、防垢等技术处理;

大型海水源热泵机组的开发;

系统的经济性评价;

环境影响评价

三、存在问题 (3)地表水(污水、再生水) 源热泵 原生污水的堵塞和径流量稳定性问题;

排污温度变化对河流环境的影响;

污水在污水厂的加热处理与热泵利用污水温降的矛盾;

不同水质的再生水的水处理和换热方式选择;

江水、湖水的泥沙过滤、除藻的处理;

地表水的取水和排水口的选择;

三、存在问题 (4)其他问题 ?地源热泵系统方案的选择存在盲目性,缺乏科学论证,更没有系统优化. ?单项大规模地源热泵的应用不但要看热泵机组的能效比,更要比较系统的 性能系数;

?对地源热泵所用资源缺乏统筹规划;

?热泵产品的性能和质量有待提高,产品系列有待完善;

?设计、安装等专业技术人员的培训不足;

?系统集成度不高;

?地源热泵系统的运行管理不规范、不专业;

?缺乏地源热泵工程运行后的检测评估;

一、发展概况

二、发展特点

三、存在问题

四、应对策略

四、应对策略 采取措施 ?加强共性和基础性研究,系统解决工程应用中存在的问 题;

?修订和完善工程和产品标准,指导工程和规范市场;

?加强技术人员的培训,提高设计、安装和运行水平;

?加强政府对水资源和环境的监管力度,适时建立地源热泵 工程资质管理制度;

?建立行业组织,提升整体实力,加强行业自律;

?对已建成系统进行测试评价,总结经验;

四、应对策略 ? 地源热泵系统适应性研究(应用条件及适用范围) ? 地源热泵系统对环境影响的评价方法 ? 地源热泵系统节能优化设计方法 ? 地源热泵系统检测技术: ?成孔检测技术;

?土壤热物性检测技术;

?系统运行性能检测技术 技术对策

四、应对策略 土壤源热泵地下埋管换热器的优化设计研究 土壤源热泵地下埋管回填材料的研究 地下水源热泵回灌技术的研究 海水源、污水源热泵防堵塞、防腐蚀的换热设备研究 地源热泵系统的应用评估指标体系 地源热泵系统运行性能的评价方法 技术对策 Thanks 加大节能减排力度,推进可持续发展 建立资源节约型、环境友好型社会 ........