大力推动推行对地源热泵系统工程实施监测监管的机制

1、大力推动、推行对地源热泵系统工程大力推动、推行对地源热泵系统工程实施监测、监管的机制实施监测、监管的机制汪训昌汪训昌( (中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院 研究员研究员) )20092009年年9 9月月6 6日日1.1.形势与背景形势与背景 GSHPGSHP系统工程正朝着规模化、区域化、多系统工程正朝着规模化、区域化、多样化、复合型方向迅速发展；样化、复合型方向迅速发展； 在科学原理与设计环节上仍存在原则分歧，在科学原理与设计环节上仍存在原则分歧，和地上与地下设计的不协调；和地上与地下设计的不协调； 在施工安装与调试验收上存在着片面追求在施工安装与调试验收上存在着片面追求与贪图价廉与少化

2、钱，有欠讲质量与使用与贪图价廉与少化钱，有欠讲质量与使用寿命的倾向；寿命的倾向； 在运行管理上只管眼前能供热冷效果，较在运行管理上只管眼前能供热冷效果，较少合计能效成本，普遍存在着不监测地下少合计能效成本，普遍存在着不监测地下岩土层与含水层的环境参数变化。岩土层与含水层的环境参数变化。2.2.问题的提出问题的提出 我在我在0808年年5 5月月2121日提出了：日提出了：“关于对地源热泵系关于对地源热泵系统工程推行与实施监测和监管机制的建议统工程推行与实施监测和监管机制的建议”； 国土资源部国土资源部20082008年年249249号文号文关于大力推进浅层关于大力推进浅层地热能开发利用的通知地

3、热能开发利用的通知要求，对开发利用浅要求，对开发利用浅层地热能的城市层地热能的城市( (镇镇) )建立浅层地热能监测网建立浅层地热能监测网； 北京市国土局北京市国土局20082008年年1010月月1515日下发了关于地源日下发了关于地源热泵项目需进行地质条件评估及加强地质环境热泵项目需进行地质条件评估及加强地质环境监测的通知，监测的通知，其中第六点规定：地源热泵项目其中第六点规定：地源热泵项目的地质环境监测，实行年报制。监测工作由项的地质环境监测，实行年报制。监测工作由项目建设单位负责。目建设单位负责。3. 3. 实施监测的必要性实施监测的必要性 对于建筑业主来说，对于建筑业主来说，实施监测

4、既是维护与实施监测既是维护与确保其自身的眼前与长远利益的必备手段，确保其自身的眼前与长远利益的必备手段，又是履行其对地下环境保护的社会责任；又是履行其对地下环境保护的社会责任； 对于专业技术人员来说对于专业技术人员来说，实施监测既是检，实施监测既是检验其科学认识与设计方法正确与否的最好验其科学认识与设计方法正确与否的最好实践标准，又是其修正、发展地源热泵系实践标准，又是其修正、发展地源热泵系统科学原理与设计程序的最好实践依据；统科学原理与设计程序的最好实践依据； 对于国家与政府主管部门来说对于国家与政府主管部门来说，实施监测，实施监测既是及时发现与预测工地下水文地质环境既是及时发现与预测工地下

5、水文地质环境变化的必要手段，又是科学、合理利用地变化的必要手段，又是科学、合理利用地下环境实施低碳减排的有效途径。下环境实施低碳减排的有效途径。4. 4. 监测的内容监测的内容4.1 监测目的与范畴；监测目的与范畴；4.2 4.2 具体要监测的参数；具体要监测的参数；4.3 4.3 监测方法标准与规程；监测方法标准与规程；4.4 4.4 监测记录与报告；监测记录与报告；4.1 监测目的与范畴监测目的与范畴监测目的监测目的(1)(1)可实时显示、记录整个系统的运行工况，对其日、可实时显示、记录整个系统的运行工况，对其日、周、月、年的功耗、能效、及其安全运行提供准周、月、年的功耗、能效、及其安全运

6、行提供准确报告；确报告；(2) (2) 可实时显示、记录该系统地下关键监测点的监可实时显示、记录该系统地下关键监测点的监测参数，为系统的抽水井、回灌井群的合理调度测参数，为系统的抽水井、回灌井群的合理调度提供科学指导，为评价该系统地下的全年热量平提供科学指导，为评价该系统地下的全年热量平衡、水量平衡、以及温度场的恢复状况提供可靠衡、水量平衡、以及温度场的恢复状况提供可靠的数据报告；的数据报告； (3) (3) 可向该地区、地域的地下监测网络提供准确、可向该地区、地域的地下监测网络提供准确、可靠的地下抽水量、回灌量、释热量、吸热量的可靠的地下抽水量、回灌量、释热量、吸热量的连续记录数据，为综合分

7、析与评价该地区、地下连续记录数据，为综合分析与评价该地区、地下地质环境与水资源的变化提供可靠的基础性数据地质环境与水资源的变化提供可靠的基础性数据依据。依据。4.1 监测目的与范畴监测目的与范畴 监测的范畴监测的范畴 (1) (1) 地上机房内，地源热泵系统正常、安全地上机房内，地源热泵系统正常、安全运行的各种监测参数；运行的各种监测参数； (2) (2) 地下埋管区地下埋管区, ,抽、回水井区的各种监测参抽、回水井区的各种监测参数；数； (3) (3) 地上、地下各个水环路的水流量、送回地上、地下各个水环路的水流量、送回水温度、及各种相关动力设备功率消耗的水温度、及各种相关动力设备功率消耗的

8、经济运行监测参数。经济运行监测参数。4.2 4.2 具体要监测的参数具体要监测的参数 在机房内监测的参数有：在机房内监测的参数有：(1) (1) 各台水源热泵机组的参数；蒸发器的蒸各台水源热泵机组的参数；蒸发器的蒸发压力、进出口水温、水压；冷凝器的冷发压力、进出口水温、水压；冷凝器的冷凝压力、进出口水温、水压；及各台机组凝压力、进出口水温、水压；及各台机组功耗；功耗； (2) (2) 各台水泵的进出口水压及其电机功耗；各台水泵的进出口水压及其电机功耗； (3) (3) 由室外井区向热泵机房提供的循环水量，由室外井区向热泵机房提供的循环水量，及在机房入口处的供、回水温度；及在机房入口处的供、回水

9、温度； (4) (4) 由机房向建筑物由机房向建筑物( (群群) )提供的循环水量，提供的循环水量，及供、回水温度。及供、回水温度。 4.2 4.2 具体要监测的参数具体要监测的参数 在室外要监测的参数有：在室外要监测的参数有：(1) (1) 各个抽水井、回灌井的水流量、水温及其水泵各个抽水井、回灌井的水流量、水温及其水泵的功耗；的功耗； (2)(2)室外各井眼总汇集管与分水缸处的供、回水水温，室外各井眼总汇集管与分水缸处的供、回水水温，及总循环水流量；及总循环水流量； 在地下要监测的参数有：在地下要监测的参数有：(1) (1) 监测点的地温、水温；监测点的地温、水温； (2) (2) 监测点

10、的水压、静水位、动水位；地面沉降量；监测点的水压、静水位、动水位；地面沉降量； (3) (3) 监测点的渗流速度与流向；监测点的渗流速度与流向； (4) (4) 监测点的水质变化；监测点的水质变化； 4.3 4.3 监测方法标准与规程监测方法标准与规程 规范统一的监测方法乃是搞好监测的前提与保规范统一的监测方法乃是搞好监测的前提与保证，建议首先要抓好以下几方面工作：证，建议首先要抓好以下几方面工作：(1)(1)应尽快尽早制定地源热泵系统的应尽快尽早制定地源热泵系统的统一监测技术标准统一监测技术标准；(2) (2) 该标准应对不同规模的地埋管水源热泵系统与地下水水该标准应对不同规模的地埋管水源热

11、泵系统与地下水水源热泵系统规定相应的、最低的、不同的源热泵系统规定相应的、最低的、不同的监测内容要求监测内容要求；(3) (3) 该标准应对不同规模的地埋管水源热泵系统与地下水水该标准应对不同规模的地埋管水源热泵系统与地下水水源热泵系统规定相应的、最低的、不同的源热泵系统规定相应的、最低的、不同的监测布点要求监测布点要求；(4) (4) 该标准该标准应对不同类参数传感器、变送器的选型应对不同类参数传感器、变送器的选型( (包括准包括准确度、非线性、重复性、稳定性、零点漂移、防护等级确度、非线性、重复性、稳定性、零点漂移、防护等级) )、埋设方法、读数采样程序，制定统一的技术规程埋设方法、读数采

12、样程序，制定统一的技术规程；(5) (5) 该标准应对不同类监测参数的数据处理与数据报告该标准应对不同类监测参数的数据处理与数据报告制定制定统一的实施细则，并提供统一的数据处理与数据报告软件统一的实施细则，并提供统一的数据处理与数据报告软件。 4.4 4.4 监测记录与报告监测记录与报告 规范统一的监测记录、数据处理方法与监测规范统一的监测记录、数据处理方法与监测报告内容，是确保分散的、由各个业主各自管理报告内容，是确保分散的、由各个业主各自管理的地源热泵系统的监测数据具有可比性、可统计的地源热泵系统的监测数据具有可比性、可统计性、可累计性的必要条件，应要求做好以下几方性、可累计性的必要条件，

13、应要求做好以下几方面工作：面工作：(1) (1) 对于每一项地源热泵系统工程必须要求对于每一项地源热泵系统工程必须要求建立监建立监测记录档案与实施监测报告制度；测记录档案与实施监测报告制度； (2) (2) 对于每项地源热泵系统工程应要求其对于每项地源热泵系统工程应要求其在原有运在原有运行管理记录与能量管理记录基础上增加地下环境行管理记录与能量管理记录基础上增加地下环境监测记录；监测记录； 4.4 4.4 监测记录与报告监测记录与报告(3) (3) 每项地源热泵系统工程的业主有义务向每项地源热泵系统工程的业主有义务向其上级主管部门与监测监管网络中心在每其上级主管部门与监测监管网络中心在每个供冷

14、、供热季开始与结束日期上交一份个供冷、供热季开始与结束日期上交一份准确的监测报告；准确的监测报告； (4) (4) 上级主管部门与监测网络中心上级主管部门与监测网络中心有责任组有责任组织专家或委托专业研究单位进行季度的监织专家或委托专业研究单位进行季度的监测分析与评价，并对下一阶段的地源热泵测分析与评价，并对下一阶段的地源热泵系统运行与监测、监管提供技术指导或决系统运行与监测、监管提供技术指导或决策性建议。策性建议。5. 5. 建立与实施监测与监管机制建立与实施监测与监管机制 每项地源热泵系统工程的技术总监与行政负责人，每项地源热泵系统工程的技术总监与行政负责人，除了除了应应充分利用所获得的监

15、测结果，为充分利用所获得的监测结果，为髙髙效、经济、稳定、可持效、经济、稳定、可持续、安全运行自身的地源热泵系统及时调整系统的运行策续、安全运行自身的地源热泵系统及时调整系统的运行策略与制度外，略与制度外，还应按时还应按时向上级主管部门或监测监管网络中向上级主管部门或监测监管网络中心提交监测数据报告。各市、区级政府应根据本地区地源心提交监测数据报告。各市、区级政府应根据本地区地源热泵系统工程的发展与建设状况，在地源热泵系统较为集热泵系统工程的发展与建设状况，在地源热泵系统较为集中的地区，应适时、及时分区、分片组建地源热泵系统监中的地区，应适时、及时分区、分片组建地源热泵系统监测监管网络中心，履

16、行政府的统一监管职责。测监管网络中心，履行政府的统一监管职责。 该监测监管网络中心应由当地的建设、国土资源、水务、该监测监管网络中心应由当地的建设、国土资源、水务、环保、供电等部门联合组成，对本地的地源热泵系统的规环保、供电等部门联合组成，对本地的地源热泵系统的规划、建设与运行实行统一的领导与监管。该机构可以根据划、建设与运行实行统一的领导与监管。该机构可以根据本地区的地源热泵系统的规划、建设、发展的阶段与情况，本地区的地源热泵系统的规划、建设、发展的阶段与情况，挂靠在某个政府主管部门之下。挂靠在某个政府主管部门之下。5. 5. 建立与实施监测与监管机制建立与实施监测与监管机制 该网络中心除了

17、要远程监测各项地源热泵系统工程监测点该网络中心除了要远程监测各项地源热泵系统工程监测点之外，还应根据本地区的地源热泵系统建设规划与发展阶之外，还应根据本地区的地源热泵系统建设规划与发展阶段，段，逐步分期、分批布设区域性监测控制网点逐步分期、分批布设区域性监测控制网点。该机构应该机构应有独立的人事编制和单独的、稳定的经费调拨来源，纯属有独立的人事编制和单独的、稳定的经费调拨来源，纯属非赢利的事业单位。非赢利的事业单位。 在人员编制上，该机构的行政管理人员不得超过在人员编制上，该机构的行政管理人员不得超过1/31/3，建建筑规划、采暖空调、地质水文、计算机网络监控的专业人筑规划、采暖空调、地质水文

18、、计算机网络监控的专业人员应占员应占2/32/3以上。以上。因为该机构除了要监管下属地源热泵系因为该机构除了要监管下属地源热泵系统的正常运行之外，统的正常运行之外，更重要的责任是要通过全区域的监测更重要的责任是要通过全区域的监测数据分析与预测，为所管辖的各处的地源热泵系统的可持数据分析与预测，为所管辖的各处的地源热泵系统的可持续高效、可靠、安全运行提供指导。续高效、可靠、安全运行提供指导。 只有有了健全的监管机构，只有有了健全的监管机构，才能在各项地源热泵系统工程才能在各项地源热泵系统工程自我监测基础上，自我监测基础上，实行强有力的监管，实行强有力的监管，确保该地区的地下确保该地区的地下地质环

19、境与水资源免受破坏，维持稳定的地温、水温条件，地质环境与水资源免受破坏，维持稳定的地温、水温条件，使已建成的各项地源热泵系统工程能长期、持久地、可靠使已建成的各项地源热泵系统工程能长期、持久地、可靠地、高效运行。地、高效运行。 6. 6. 监测监管与科学研究的结合监测监管与科学研究的结合 地源热泵系统的规模化建设与区域性发展，可以地源热泵系统的规模化建设与区域性发展，可以预期必然会给当地的地下岩土层与含水层的地温、预期必然会给当地的地下岩土层与含水层的地温、水温、水位、水量、渗流速度与流向、水质带来水温、水位、水量、渗流速度与流向、水质带来巨大影响，而地下的水文地质环境的变化对地上巨大影响，而

20、地下的水文地质环境的变化对地上人类与其它生物生存环境影响的响应往往是非常人类与其它生物生存环境影响的响应往往是非常缓慢与滞后的，但一旦人们在地上发觉和产生了缓慢与滞后的，但一旦人们在地上发觉和产生了问题，就会呈现出不可逆转的趋势，可能使众多问题，就会呈现出不可逆转的趋势，可能使众多的地源热泵系统无法正常、可靠运行。的地源热泵系统无法正常、可靠运行。因此，极因此，极需要利用可靠的监测监管数据对该区域的地下环需要利用可靠的监测监管数据对该区域的地下环境参数进行一些中、长期的预测与预报，并及时境参数进行一些中、长期的预测与预报，并及时地制定科学的运行管理与调度策略，采取必要的、地制定科学的运行管理与

21、调度策略，采取必要的、有效的工程措施。有效的工程措施。所以就必需根据具体情况和实所以就必需根据具体情况和实际问题，委托一些从事水文地质科研究单位开展际问题，委托一些从事水文地质科研究单位开展专题研究。专题研究。6. 6. 监测监管与科学研究的结合监测监管与科学研究的结合 对于有一些水文地质的科研单位来说，对于有一些水文地质的科研单位来说，目前已清醒地看到了目前已清醒地看到了现有国内外所流行的一些设计方法与计算程序所存在的不足现有国内外所流行的一些设计方法与计算程序所存在的不足之处，并且也发现了这些计算程序不能很好地去计算和设计之处，并且也发现了这些计算程序不能很好地去计算和设计一些复杂的地源热泵系统。一些复杂的地源热泵系统。如果单纯为了研究复杂的地源热如果单纯为了研究复杂的地源热泵系统的设计方法与计算程序而建庞大复杂的实验基地或系泵系统的设计方法与计算程序而建庞大复杂的实验基地或系统，在时间上与经费上又是极为不可能。在这种情况下，最统，在时间上与经费上又是极为不可能。在这种情况下，最合理、最有效的办法就是要与实际的地源热泵系统工程的监合理、最有效的办法就是要与实际的地源热泵系统工程的监测与监管结合起来，此时，当然对原有的监测系统可能要