水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范1104课件

水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范中国建筑科学研究院徐伟

水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范中国建筑科学研究院徐课题的提出及目标一参加单位二主要研究内容及成果三课题的提出及目标一参加单位二主要研究内容及成果三水、地源热泵的发展和推广发展中仍然存在一些问题能源紧张环境恶化发展可再生能源实现低碳经济确保可持续发展资源短缺一课题的提出及目标水、地源热泵的发展中仍然存在一些问题能源紧张环境恶化发展可再水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范缺乏软件指导水、地源热泵工程的设计国产水源热泵产品性能有待提高，污水、海水用机组有待开发制约了水、地源热泵的发展和推广为解决这些问题缺乏对水、地源热泵适宜应用区域研究,无法对项目规划做出有效指导缺乏区域地质资源方面的研究及热泵系统对环境影响的研究水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范缺乏软件指导国产水源热1制定资源规划方案根据我国水、地源热泵应用的实际现状，建立资源数据库，分析评估区域资源潜力，提出不同区域水、地源热泵系统应用资源方案。3提供水源地源热泵系统工程实际应用的关键技术。建立水、地源热泵系统分析和优化设计方法。开发关键技术设备机组，建立示范工程项目。2制定水地源热泵应用评估体系。针对现状建立水、地源热泵系统对环境影响评估方法。制定水、地源热泵应用条件及适用范围技术导则。课题的目标1制定资源规划方案根据我国水、地源热泵应用的实际现状，中国建筑科学研究院中国地质科学院水文地质环境地质研究所山东富尔达空调设备有限公司重庆大学哈尔滨工业大学主要参加单位二主要参加单位中国建筑科学研究院中国地质科学院水文地质环境地质研究所山东富山东亚特尔集团股份有限公司

济南泰勒斯工程有限公司

际高建业有限公司

北京市华清地热开发有限责任公司

宝业集团浙江建设产业研究院有限公司

南京丰盛能源环境科技发展有限公司

北京依科瑞德地源科技有限责任公司

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参与单位山东亚特尔济南泰勒斯际高建业北京市华清宝业集团浙江南京丰盛能2、水源地源热泵系统资源利用规划研究3、土壤源热泵系统应用技术研究4、地下水、地表水源热泵系统应用技术研究5、污水源热泵系统取水及换热技术研究6、水源地源热泵系统高效热泵机组开发1、水源地源热泵技术适宜性研究7、水源地源热泵系统工程示范研究三主要研究内容2、水源地源热泵系统资源利用规划研究3、土壤源热泵系统应用技污水源热泵地表水源热泵土壤源热泵地下水源热泵海水源热泵适宜性研究1适宜性研究污水源热泵地表水源热泵土壤源热泵地下水源热泵海水源热泵适宜性1.1土壤源热泵适宜性研究土壤源热泵系统适宜性资源性条件系统性条件办公建筑居住建筑单一系统复合系统1.1土壤源热泵适宜性研究土壤源热泵系统适宜性资源性条件系统单一性土壤源热泵适宜性

岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件土壤的平均温度节能性经济性环保性平衡性系统能效比投资回收期标煤替代量(碳减排)吸排热量不平衡率（1）单一式土壤源热泵宜性评价层次结构图单一性土壤源热泵适宜性岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件土复合式土壤源热泵适宜性

岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件土壤的平均温度节能性经济性环保性系统能效比投资回收期标煤替代量(碳减排)（2）复合式土壤源热泵宜性评价层次结构图复合式土壤源热泵适宜性岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件土水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范1104课件水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范1104课件水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范1104课件1.2地下水源热泵适宜性研究地下水源热泵系统适宜性资源性条件系统性条件公共建筑居住建筑1.2地下水源热泵适宜性研究地下水源热泵系统适宜性资源性条件地下水源热泵适宜性

水文地质因素场地施工因素社会经济因素气象因素环境保护因素年均气温富水性水温矿化度地形地貌回灌条件人口密度人均GDP年均降雨量降雨漏斗地裂缝地面裂缝（1）地下水源热泵资源性适宜评价层次结构图地下水源热泵适宜性水文地质因素场地施工因素社会经济因素气象我国地下水源热泵资源性适宜分区图我国地下水源热泵资源性地下水源热泵系统性条件节能性经济性环保性与常规系统相比的节能率投资回收期标煤替代量(碳减排)（2）地下水源热泵资源性适宜评价层次结构图地下水源热泵系统性条件节能性经济性环保性与常规系统相比的节能我国地下水源热泵应用于公共建筑适宜性分区图我国地下水源热泵应用于公共建筑我国地下水源热泵应用于住宅建筑适宜性分区图

我国地下水源热泵应用于住宅建筑1.3地表水源热泵适宜性研究地表水源热泵系统适宜性资源性条件系统性条件能效方面经济方面社会环境方面1.3地表水源热泵适宜性研究地表水源热泵系统适宜性资源性条地表水源热泵适宜性

经济方面B2水资源C1取水温度D1能效方面B1社会环境方面B3气候C2技术C3初投资C4运行费C5社会支撑能力C6水质D2取水水量D3取回水方式D5机组效率D6水体热污染D14城市热岛效应D15气温D4取回水投资D7机组价格D8系统运行所耗费电量D9系统运行所耗费电量D10人工费D11管理费D12人均GDPD13（1）地表水源热泵适宜性评价层次结构图社会环境方面C7地表水源热泵适宜性经济方面B2水资源C1取水温度D1能效方我国地表水源热泵适宜性分区图我国地表水源热泵适宜性分区图1.4海水源热泵适宜性研究海水源热泵系统适宜性资源性条件系统性条件办公建筑1.4海水源热泵适宜性研究海水源热泵系统适宜性资源性条件系海水源源热泵适宜性

海水资源条件海水源热泵系统性条件海水温度节能性经济性环境性系统能效比运行费用标煤替代量(碳减排)（1）海水源热泵适宜性评价层次结构图海水源源热泵适宜性海水资源条件海水源热泵系统性条件海水节能我国海水源热泵适宜性分区图我国海水源热泵适宜性分区图1.5污水源热泵适宜性研究污水源热泵系统适宜性经济性环保性当地常规能源节能性污水源热泵系统1.5污水源热泵适宜性研究污水源热泵系统适宜性经济性环保性污水源热泵适宜性评价

经济方面能耗方面环境方面费用年值寿命周期成本投资回收期一次能耗标煤量一次能源利用率废气排放量噪声（1）污水源热泵适宜性评价层次结构图评价方案污水源热泵适宜性评价经济方面能耗方面环境方面费用年值寿命周我国污水源热泵适宜性分区图我国污水源热泵适宜性分区图2水源地源热泵系统资源利用规划研究浅层地温能数据库地表水数据库及环境影响评估体系的建立地源热泵发展研究报告污水能数据库2水源地源热泵系统资源利用规划研究浅层地温地表水数据库及2.1地源热泵发展研究报告

2.1地源热泵发展研究报告2.2地源热泵浅层地温能数据库的建立（1）全国各省可利用浅层地温能（kWh）2.2地源热泵浅层地温能数据库的建立（1）全国各省可利用浅（2）全国各省可利用浅层地温能比例分布

（2）全国各省可利用浅层地温能比例分布2.3地表水数据库的建立（1）地表水水体温度分布数据库2.3地表水数据库的建立（1）地表水水体温度分布数据库地表水水体温度分布数据库操作界面：地表水水体温度分布数据库操作界面：（2）地表水源热泵受纳水体环境质量评价体系的建立湖水源热泵受纳水体环境质量评价水温因素水质指标浮游生物细菌夏季最高水温温升冬季周平均最大温降溶解氧浓度高锰酸钾指数总磷浓度总氮浓度PH值总硬度Shannon-Wiener指数Margalef丰富度指数Pielou均匀度指数Shannon-Wiener指数Pielou均匀度指数Simpson指数（2）地表水源热泵受纳水体环境质量评价体系的建立湖水源热泵受

将指标评价标准分为5个等级，分别赋予5分、4分、3分、2分、1分；最后确定了综合评判标准，将水体环境划定为“理想状态、良好状态、一般状态、较差状态和恶劣状态”，对应相应分值为0.8-1.0分，0.6-0.8分，0.4-0.6分，0.2-0.4分及≤0.2分。将指标评价标准分为5个等级，分别赋予5分、4分、3分、2理想状态良好状态一般状态较差状态水体生物群落结构完整，功能性较强，水体热承载能力强，生态环境问题不明显，基本上未受到热泵影响水体生物群落结构尚完整，功能尚好，一般干扰下可恢复，生态环境问题不显著，较少受到热泵影响水体生物群落结构不稳定，功能受损严重但尚可维持基本功能，受影响后易恶化，出现生态环境问题，受到热泵影响水体生物群落结构变化较大功能不全，受干扰后恢复困难，生态环境问题较大，灾害较多，受到热泵较大影响恶劣状态水体生物群落结构残缺不全功能低下，恢复与重建很困难，生态环境问题很大，并经常演变成灾害，受到热泵影响很大地表源热泵水体环境质量评价综合判别指标特性：理想状态良好状态一般状态较差状态水体生物群落水体生物群落水2.4城市污水数据库的建立数据库开始界面：查询界面：2.4城市污水数据库的建立数据库开始界面：查询界面：（1）全国各地城市应用污水源热泵节能潜力分析：（1）全国各地城市应用污水源热泵节能潜力分析：（2）全国各省污水利用潜力比例分布

（2）全国各省污水利用潜力比例分布3土壤源热泵系统应用技术研究土壤源热泵应用技术施工技术完善设计软件的开发热物性测试仪开发研制规范修编复合式系统优化3土壤源热泵系统应用技术研究土壤源热泵应用技术施工技术设功能输入条件输出条件1、通过岩土热响应试验数据获得岩土综合热物性参数；2、根据基础参数条件，进行土壤源热泵系统工程的进出水温度、土壤温度的计算，适合进行地埋管换热器设计。钻孔参数U型管参数流体参数岩土物性参数负荷文件运行时间等1、地埋管进出水温度、土壤温度；输出形式可为文件和图形；2、最不利工况热泵机组进出口温度，即地埋管进出水温度的最大、小值；土壤温度变化值。3.1土壤源热泵设计软件开发功能输入条件输出条件1、通过岩土热响应试验数据获得岩土综合热软件模块输入模块界面软件模块热物性拟合界面：热物性拟合界面：3.2岩土热物性测试技术研究11、健全标准体系；2、促进地源热泵系统健康发展31、开发出满足工程设计需求的岩土热物性测试仪；2、制定一套完整的测试分析方法。21、开发土壤源热泵地下换热模型；2、开发土壤源热泵地下热换热器工程设计用的测试仪器。目标内容产出3.2岩土热物性测试技术研究11、健全标准体系；31、开发第一代岩土热物性测试仪外观第一代岩土热物性测试仪简介第一代岩土热物性测试仪外观第一代岩土热物性测试仪简介第二代岩土热物性测试仪操控界面第二代岩土热物性测试仪外形第二代岩土热物性测试仪操控界面第二代岩土热物性测试仪外形岩土热物性测试的实际应用北京建研科技园土壤源热泵系统工程（已投入运行）

建研科技园总体鸟瞰图现场测试照片通过实地测量得到了当地真实的岩土热物性参数，利用这些参数，较好的指导了地源热泵空调系统的设计，经过严格的经济性和节能性分析后，能够达到预期的目标。截止到目前，已在北至呼和浩特，南至杭州，共计对约20个省市自治区进行了岩土热物性测试，掌握了大量的一手材料。岩土热物性测试的实际应用北京建研科技园土壤源热泵系统工程（已土壤源热泵系统与锅炉复合系统3.3复合式土壤源热泵系统优化研究土壤源热泵系统与冰蓄冷复合系统土壤源热泵系统与冷却塔复合系统冷却塔与地埋管并联运行优于串联。当允许土壤的年平均温度上升3~4℃时，系统运行费用最低

复合系统与单独土壤源热泵系统相比运行费用降低30%。复合系统的排热量增加，但仍可减少15%以上的地埋管钻孔。当地埋管出水为6℃时,为启动锅炉最佳温度。土壤源热泵3.3复合式土壤源热泵系统优化研究土壤源热泵土壤3.4修编《地源热泵系统工程技术规范》（2005版）核心：增加附录C岩土热响应试验2、明确界定应当实施岩土热响应试验的应用建筑规模1、增加4条条文说明3、明确规定岩土热响应试验及报告的内容4、明确规定进行岩土热响应试验应符合的条件6、制定一套完整的岩土热响应试验方法5、对测试仪表精度给予限定3.4修编《地源热泵系统工程技术规范》（2005版）核心岩土热响应试验一般规定测试仪表岩土热响应试验方法试验前应进行勘察，确定试验方案和孔数规定试验进行中应当记录的参数规定试验报告的内容规定试验的注意事项对关键测量仪器提出精度要求制定出一套完整的测试步骤对测试过程加以明确对测试试验的关键性参数提出具体要求岩土热响应试验一般规定测试仪表岩土热响应试验方法试验前应进行地埋管换热系统

回填工艺成井

钻井工艺施工组织及方案确定

3.5地源热泵系统施工技术完善

井群布置地埋管换热系统回填成钻井施工组织及3.5地源热泵系统施工4地下水、地表水源热泵系统应用技术研究地下水地表水应用技术地表水工程应用方法和计算软件地下水源热泵系统综合节能优化设计方法4地下水、地表水源热泵系统应用技术研究地下水地表水工程地4.1地表水工程应用计算方法和软件单温、分层单温、分层全年水源温度模拟计算系统水温模拟计算闭式盘管换热器设计计算地表水、地下水系统能耗模拟计算浸没式4.1地表水工程应用计算方法和软件单温、分层单温、分层全年多层水温拟合界面：实现了对深水体的垂向温度分层模拟，解决了以往单点温度模拟对水深大于一定值时不准确的局限。多层水温拟合界面：实现了对深水体的垂向温度分层模拟，解决了以地表水工程计算软件界面：全年水源温度模拟计算（单温、分层）热泵机组进、出水温模拟计算（单温、分层）系统能耗模拟(地表水、地下水)地表水工程计算软件界面：全年水源温度模拟计算（单温、分层）4.2地下水源热泵系统综合节能优化设计方法（1）工程用地下水源热泵群井方案优化模拟方法：井群优化模拟内容2、对不同水文地质条件、井结构等诸多因素下的热贯进行通模拟研究，得出适合工程模拟分析的结论和方法。1、建立了地下水地源热泵系统含水层热量运移的数学模型。.4.2地下水源热泵系统综合节能优化设计方法（1）工程用地下单纯孔隙率与渗透率对热贯通影响不大，土壤类型与含水层厚度对热贯通有显著地影响。地下水流动对热贯通现象影响显著抽灌井按顺水力水头布置时对热贯通现象有很好的缓解作用。

井间距对热贯通现象影响较大，间距越大，热贯通现象越不明显。井群模拟优化结论较小的回灌量可以有效抑制热贯通现象。故单井抽水多井回灌的方式可以缓解热贯通现象。单纯孔隙率与渗透率对热贯通影响地下水流动对热贯通现象影响显著5污水源热泵系统及取水、换热技术研究寒冷地区处理后污水/原生污水热泵系统淋激式板式换热器淋激式管式换热器具有快速除污功能的水/水或水/制冷剂壳管式换热器污水源热泵系统3215污水源热泵系统及取水、换热技术研究寒冷地区处理后污水/5.1寒冷地区处理后污水/原生污

水热泵系统采用本系统，将处理后污水中的热量提取出，作为寒冷地区原生污水曝气池热源。本系统还采用淋激式换热器提高换热效率的同时实现热能的循环利用。5.1寒冷地区处理后污水/原生污

5.2淋激式换热器淋激式换热器结构简单，换热效果好，可有效避免换热器腐蚀和堵塞，并可及时清污，除垢方法简单可靠。5.2淋激式换热器淋激式换热器结构简单，换热效果好，可有效5.3具有快速除污功能的水/水或水/制冷剂壳管式换热器1、由于壳管换热器中转轴的设置，壳体除污不用拆装换热器。2、具有自清洗功能。3、缩短除污耗时，不用停机，设备使用效率提高。5.3具有快速除污功能的水/水或水/制冷剂壳管式换热器1、6水源地源热泵系统高效热泵机组开发压缩机冷凝器蒸发器控制盘膨胀阀6水源地源热泵系统高效热泵机组开发压缩机冷凝器蒸发器控制高效热泵机组适合海水特性可实现水源侧水温差5-7℃机组的制热制冷COP高于3.0机组特点设高效油分离器方便回油满液式蒸发器提高换热效率精确控制供液高效运行压缩机蒸发器电子膨胀阀2004增加节能器提高机组性能制冷循环高效热泵机组适合海水特性机组特点设高效油分离器方便回油满液式测试项目24项测试条件（1）负荷率达到设计值60%（2）机组负荷达到额定值80%土壤源11项地下水7项海水源3项污水源3项7水源地源热泵系统工程项目监测测试项目24项测试条件土壤源地下水海水源污水源7水源地源7.1土壤源工程项目7.1土壤源工程项目7.2地下水源工程项目7.2地下水源工程项目7.3海水源工程项目7.3海水源工程项目7.4污水源工程项目7.4污水源工程项目测试结果及分析影响因素分析：（1）循环水泵过大,水泵耗电占30%,甚至50%;（2）主机选型过大,频繁起停；（3）缺乏有效的自控措施。测试结果：（1）系统能效比基本在2-3之间；（2）系统能效比3.6最低1.5,差距较大.7.5项目测试结果及分析测试结果及分析影响因素分析：测试结果：7.5项目测试结果对水、地源热泵资源进行了调查，且对资源潜力进行了分析，为政策制定，项目前期的考察规划做了铺垫。1对水、地源热泵应用的适宜范围进行了分区，为水地源热泵区域发展应用提供了有力的依据。对水、地源热泵的工程设计方法进行了研究，为水、地源热泵项目的推广应用奠定了基础。对水、地源热泵系统中的关键设备进行了研究，从换热设备、机组和系统几个方面进行了完善。2348结论对水、地源热泵资源进行了调查，且对资源潜力进行了1对水、地源中国建筑科学研究院ThankYou!中国建筑科学研究院ThankYou!水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范中国建筑科学研究院徐伟

水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范中国建筑科学研究院徐课题的提出及目标一参加单位二主要研究内容及成果三课题的提出及目标一参加单位二主要研究内容及成果三水、地源热泵的发展和推广发展中仍然存在一些问题能源紧张环境恶化发展可再生能源实现低碳经济确保可持续发展资源短缺一课题的提出及目标水、地源热泵的发展中仍然存在一些问题能源紧张环境恶化发展可再水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范缺乏软件指导水、地源热泵工程的设计国产水源热泵产品性能有待提高，污水、海水用机组有待开发制约了水、地源热泵的发展和推广为解决这些问题缺乏对水、地源热泵适宜应用区域研究,无法对项目规划做出有效指导缺乏区域地质资源方面的研究及热泵系统对环境影响的研究水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范缺乏软件指导国产水源热1制定资源规划方案根据我国水、地源热泵应用的实际现状，建立资源数据库，分析评估区域资源潜力，提出不同区域水、地源热泵系统应用资源方案。3提供水源地源热泵系统工程实际应用的关键技术。建立水、地源热泵系统分析和优化设计方法。开发关键技术设备机组，建立示范工程项目。2制定水地源热泵应用评估体系。针对现状建立水、地源热泵系统对环境影响评估方法。制定水、地源热泵应用条件及适用范围技术导则。课题的目标1制定资源规划方案根据我国水、地源热泵应用的实际现状，中国建筑科学研究院中国地质科学院水文地质环境地质研究所山东富尔达空调设备有限公司重庆大学哈尔滨工业大学主要参加单位二主要参加单位中国建筑科学研究院中国地质科学院水文地质环境地质研究所山东富山东亚特尔集团股份有限公司

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参与单位山东亚特尔济南泰勒斯际高建业北京市华清宝业集团浙江南京丰盛能2、水源地源热泵系统资源利用规划研究3、土壤源热泵系统应用技术研究4、地下水、地表水源热泵系统应用技术研究5、污水源热泵系统取水及换热技术研究6、水源地源热泵系统高效热泵机组开发1、水源地源热泵技术适宜性研究7、水源地源热泵系统工程示范研究三主要研究内容2、水源地源热泵系统资源利用规划研究3、土壤源热泵系统应用技污水源热泵地表水源热泵土壤源热泵地下水源热泵海水源热泵适宜性研究1适宜性研究污水源热泵地表水源热泵土壤源热泵地下水源热泵海水源热泵适宜性1.1土壤源热泵适宜性研究土壤源热泵系统适宜性资源性条件系统性条件办公建筑居住建筑单一系统复合系统1.1土壤源热泵适宜性研究土壤源热泵系统适宜性资源性条件系统单一性土壤源热泵适宜性

岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件土壤的平均温度节能性经济性环保性平衡性系统能效比投资回收期标煤替代量(碳减排)吸排热量不平衡率（1）单一式土壤源热泵宜性评价层次结构图单一性土壤源热泵适宜性岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件土复合式土壤源热泵适宜性

岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件土壤的平均温度节能性经济性环保性系统能效比投资回收期标煤替代量(碳减排)（2）复合式土壤源热泵宜性评价层次结构图复合式土壤源热泵适宜性岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件土水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范1104课件水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范1104课件水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范1104课件1.2地下水源热泵适宜性研究地下水源热泵系统适宜性资源性条件系统性条件公共建筑居住建筑1.2地下水源热泵适宜性研究地下水源热泵系统适宜性资源性条件地下水源热泵适宜性

水文地质因素场地施工因素社会经济因素气象因素环境保护因素年均气温富水性水温矿化度地形地貌回灌条件人口密度人均GDP年均降雨量降雨漏斗地裂缝地面裂缝（1）地下水源热泵资源性适宜评价层次结构图地下水源热泵适宜性水文地质因素场地施工因素社会经济因素气象我国地下水源热泵资源性适宜分区图我国地下水源热泵资源性地下水源热泵系统性条件节能性经济性环保性与常规系统相比的节能率投资回收期标煤替代量(碳减排)（2）地下水源热泵资源性适宜评价层次结构图地下水源热泵系统性条件节能性经济性环保性与常规系统相比的节能我国地下水源热泵应用于公共建筑适宜性分区图我国地下水源热泵应用于公共建筑我国地下水源热泵应用于住宅建筑适宜性分区图

我国地下水源热泵应用于住宅建筑1.3地表水源热泵适宜性研究地表水源热泵系统适宜性资源性条件系统性条件能效方面经济方面社会环境方面1.3地表水源热泵适宜性研究地表水源热泵系统适宜性资源性条地表水源热泵适宜性

经济方面B2水资源C1取水温度D1能效方面B1社会环境方面B3气候C2技术C3初投资C4运行费C5社会支撑能力C6水质D2取水水量D3取回水方式D5机组效率D6水体热污染D14城市热岛效应D15气温D4取回水投资D7机组价格D8系统运行所耗费电量D9系统运行所耗费电量D10人工费D11管理费D12人均GDPD13（1）地表水源热泵适宜性评价层次结构图社会环境方面C7地表水源热泵适宜性经济方面B2水资源C1取水温度D1能效方我国地表水源热泵适宜性分区图我国地表水源热泵适宜性分区图1.4海水源热泵适宜性研究海水源热泵系统适宜性资源性条件系统性条件办公建筑1.4海水源热泵适宜性研究海水源热泵系统适宜性资源性条件系海水源源热泵适宜性

海水资源条件海水源热泵系统性条件海水温度节能性经济性环境性系统能效比运行费用标煤替代量(碳减排)（1）海水源热泵适宜性评价层次结构图海水源源热泵适宜性海水资源条件海水源热泵系统性条件海水节能我国海水源热泵适宜性分区图我国海水源热泵适宜性分区图1.5污水源热泵适宜性研究污水源热泵系统适宜性经济性环保性当地常规能源节能性污水源热泵系统1.5污水源热泵适宜性研究污水源热泵系统适宜性经济性环保性污水源热泵适宜性评价

经济方面能耗方面环境方面费用年值寿命周期成本投资回收期一次能耗标煤量一次能源利用率废气排放量噪声（1）污水源热泵适宜性评价层次结构图评价方案污水源热泵适宜性评价经济方面能耗方面环境方面费用年值寿命周我国污水源热泵适宜性分区图我国污水源热泵适宜性分区图2水源地源热泵系统资源利用规划研究浅层地温能数据库地表水数据库及环境影响评估体系的建立地源热泵发展研究报告污水能数据库2水源地源热泵系统资源利用规划研究浅层地温地表水数据库及2.1地源热泵发展研究报告

2.1地源热泵发展研究报告2.2地源热泵浅层地温能数据库的建立（1）全国各省可利用浅层地温能（kWh）2.2地源热泵浅层地温能数据库的建立（1）全国各省可利用浅（2）全国各省可利用浅层地温能比例分布

（2）全国各省可利用浅层地温能比例分布2.3地表水数据库的建立（1）地表水水体温度分布数据库2.3地表水数据库的建立（1）地表水水体温度分布数据库地表水水体温度分布数据库操作界面：地表水水体温度分布数据库操作界面：（2）地表水源热泵受纳水体环境质量评价体系的建立湖水源热泵受纳水体环境质量评价水温因素水质指标浮游生物细菌夏季最高水温温升冬季周平均最大温降溶解氧浓度高锰酸钾指数总磷浓度总氮浓度PH值总硬度Shannon-Wiener指数Margalef丰富度指数Pielou均匀度指数Shannon-Wiener指数Pielou均匀度指数Simpson指数（2）地表水源热泵受纳水体环境质量评价体系的建立湖水源热泵受

将指标评价标准分为5个等级，分别赋予5分、4分、3分、2分、1分；最后确定了综合评判标准，将水体环境划定为“理想状态、良好状态、一般状态、较差状态和恶劣状态”，对应相应分值为0.8-1.0分，0.6-0.8分，0.4-0.6分，0.2-0.4分及≤0.2分。将指标评价标准分为5个等级，分别赋予5分、4分、3分、2理想状态良好状态一般状态较差状态水体生物群落结构完整，功能性较强，水体热承载能力强，生态环境问题不明显，基本上未受到热泵影响水体生物群落结构尚完整，功能尚好，一般干扰下可恢复，生态环境问题不显著，较少受到热泵影响水体生物群落结构不稳定，功能受损严重但尚可维持基本功能，受影响后易恶化，出现生态环境问题，受到热泵影响水体生物群落结构变化较大功能不全，受干扰后恢复困难，生态环境问题较大，灾害较多，受到热泵较大影响恶劣状态水体生物群落结构残缺不全功能低下，恢复与重建很困难，生态环境问题很大，并经常演变成灾害，受到热泵影响很大地表源热泵水体环境质量评价综合判别指标特性：理想状态良好状态一般状态较差状态水体生物群落水体生物群落水2.4城市污水数据库的建立数据库开始界面：查询界面：2.4城市污水数据库的建立数据库开始界面：查询界面：（1）全国各地城市应用污水源热泵节能潜力分析：（1）全国各地城市应用污水源热泵节能潜力分析：（2）全国各省污水利用潜力比例分布

（2）全国各省污水利用潜力比例分布3土壤源热泵系统应用技术研究土壤源热泵应用技术施工技术完善设计软件的开发热物性测试仪开发研制规范修编复合式系统优化3土壤源热泵系统应用技术研究土壤源热泵应用技术施工技术设功能输入条件输出条件1、通过岩土热响应试验数据获得岩土综合热物性参数；2、根据基础参数条件，进行土壤源热泵系统工程的进出水温度、土壤温度的计算，适合进行地埋管换热器设计。钻孔参数U型管参数流体参数岩土物性参数负荷文件运行时间等1、地埋管进出水温度、土壤温度；输出形式可为文件和图形；2、最不利工况热泵机组进出口温度，即地埋管进出水温度的最大、小值；土壤温度变化值。3.1土壤源热泵设计软件开发功能输入条件输出条件1、通过岩土热响应试验数据获得岩土综合热软件模块输入模块界面软件模块热物性拟合界面：热物性拟合界面：3.2岩土热物性测试技术研究11、健全标准体系；2、促进地源热泵系统健康发展31、开发出满足工程设计需求的岩土热物性测试仪；2、制定一套完整的测试分析方法。21、开发土壤源热泵地下换热模型；2、开发土壤源热泵地下热换热器工程设计用的测试仪器。目标内容产出3.2岩土热物性测试技术研究11、健全标准体系；31、开发第一代岩土热物性测试仪外观第一代岩土热物性测试仪简介第一代岩土热物性测试仪外观第一代岩土热物性测试仪简介第二代岩土热物性测试仪操控界面第二代岩土热物性测试仪外形第二代岩土热物性测试仪操控界面第二代岩土热物性测试仪外形岩土热物性测试的实际应用北京建研科技园土壤源热泵系统工程（已投入运行）

建研科技园总体鸟瞰图现场测试照片通过实地测量得到了当地真实的岩土热物性参数，利用这些参数，较好的指导了地源热泵空调系统的设计，经过严格的经济性和节能性分析后，能够达到预期的目标。截止到目前，已在北至呼和浩特，南至杭州，共计对约20个省市自治区进行了岩土热物性测试，掌握了大量的一手材料。岩土热物性测试的实际应用北京建研科技园土壤源热泵系统工程（已土壤源热泵系统与锅炉复合系统3.3复合式土壤源热泵系统优化研究土壤源热泵系统与冰蓄冷复合系统土壤源热泵系统与冷却塔复合系统冷却塔与地埋管并联运行优于串联。当允许土壤的年平均温度上升3~4℃时，系统运行费用最低

复合系统与单独土壤源热泵系统相比运行费用降低30%。复合系统的排热量增加，但仍可减少15%以上的地埋管钻孔。当地埋管出水为6℃时,为启动锅炉最佳温度。土壤源热泵3.3复合式土壤源热泵系统优化研究土壤源热泵土壤3.4修编《地源热泵系统工程技术规范》（2005版）核心：增加附录C岩土热响应试验2、明确界定应当实施岩土热响应试验的应用建筑规模1、增加4条条文说明3、明确规定岩土热响应试验及报告的内容4、明确规定进行岩土热响应试验应符合的条件6、制定一套完整的岩土热响应试验方法5、对测试仪表精度给予限定3.4修编《地源热泵系统工程技术规范》（2005版）核心岩土热响应试验一般规定测试仪表岩土热响应试验方法试验前应进行勘察，确定试验方案和孔数规定试验进行中应当记录的参数规定试验报告的内容规定试验的注意事项对关键测量仪器提出精度要求制定出一套完整的测试步骤对测试过程加以明确对测试试验的关键性参数提出具体要求岩土热响应试验一般规定测试仪表岩土热响应试验方法试验前应进行地埋管换热系统

回填工艺成井

钻井工艺施工组织及方案确定

3.5地源热泵系统施工技术完善

井群布置地埋管换热系统回填成钻井施工组织及3.5地源热泵系统施工4地下水、地表水源热泵系统应用技术研究地下水地表水应用技术地表水工程应用方法和计算软件地下水源热泵系统综合节能优化设计方法4地下水、地表水源热泵系统应用技术研究地下水地表水工程地4.1地表水工程应用计算方法和软件单温、分层单温、分层全年水源温度模拟计算系统水温模拟计算闭式盘管换热器设计计算地表水、地下水系统能耗模拟计算浸没式4.1地表水工程应用计算方法和软件单温、分层单温、分层全年多层水温拟合界面：实现了对深水体的垂向温度分层模拟，解决了以往单点温度模拟对水深大于一定值时不准确的局限。多层水温拟合界面：实现了对深水体的垂向温度分层模拟，解决了以地表水工程计算软件界面：全年水源温度模拟计算（单温、分层）热泵机组进、出水温模拟计算（单温、分层）系统能耗模拟(地表水、地下水)地表水工程计算软件界面：全年水源温度模拟计算（单温、分层）4.2地下水源热泵系统综合节能优化设计方法（1）工程用地下水源热泵群井方案优化模拟方法：井群优化模拟内容2、对不同水文地质条件、井结构等诸多因素下的热贯进行通模拟研究，得出适合工程模拟分析的结论和方法。1、建立了地下水地源热泵系统含水层热量运移的数学模型。.4.2地下水源热泵系统综合节能优化设计方法（1）工程用地下