地源热泵技术及其应用

地源热泵技术及其应用中国科学院广州能源研究所2008.12报告内容政策及需求技术介绍发展历程科研与工程案例政策及需求国家政策国家提出“十一五”节能减排指标：到2010年，单位国内生产总值（GDP）能耗降低20％左右、主要污染物排放总量减少10％；建筑节能是其中重要内容。2005年11月29日国家发改委发布《可再生能源产业发展指导目录》，明确列出了地源热泵技术作为具备规模化应用的项目。2006年1月1日实施的“中华人民共和国可再生能源法”，将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域，设立可再生能源发展专项资金，用于支持可再生能源的发展。2006年1月1日实施国家标准《地源热泵系统工程技术规范》，将地源热泵技术列为建筑业10项新技术之一。财政部和建设部联合发布《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》，每年投入上亿元的专项资金用于可再生能源在建筑领域的规模化应用，地源热泵技术应用作为专项资金的支持的重点领域。地方政策(1)北京市：2006年5月31日由市发改委、规划委等9家单位联合制定了《关于发展热泵系统的指导意见》，各类政府投资建筑优先使用地源热泵系统，其它各类项目供热制冷系统选用地源热泵系统的给予一次性补贴，标准为：地下（表）水源热泵35元/m2，埋管式地源热泵50元/m2。沈阳市：2006年陆续出台了《沈阳市“十一五”时期地源热泵技术应用专项规划》、《沈阳市地源热泵系统建设应用管理办法》、《关于全面推进地源热泵系统建设和应用工作的实施意见》，计划到2010年全市地源热泵技术应用面积达6500万m2，占供热面积的32.5％。武汉市：2006年出台了《武汉市冬暖夏凉工程规划》、《热泵技术推广应用专项规划》，明确采用地下水源热泵必须采用回灌。地方政策(2)宁波市：出台《宁波市节能与清洁生产专项资金使用管理暂行办法》，对利用地源热泵技术的项目按实际投资给予20％以内的补贴。其它城市：大连市实施推广海水源热泵系统、青岛市以奥帆基地为示范，开始推广海水源热泵系统、重庆市重点推广以江水为主的地源热泵系统、乌鲁木齐市开始推广埋管式地源热泵系统、广西开始重点推广地源热泵系统。。。。。一些杂志社、学会、协会的介入、参与、和推动。如：《工程建设与设计》编辑部，中国城市经济学会，中国可再生能源学会，中国能源研究会地热专业委员会，《地源热泵》编辑部。空调、采暖、热水能耗已成为建筑能耗大户：40％～60％建筑建设规模：2001－18.2亿m2，2002－19.7亿m2，2003－20.3亿m2建筑能耗比例：1996：24.1％－2005：27.6％，空调用能导致夏季用电高峰：2003：61.8台/百户（广州：120台/百户）、错峰用电、拉闸限电、用电红色警报信号。。。。采暖、热水取消燃煤锅炉，采用燃油（气）锅炉费用剧增，很多消费者都大呼用不起城市的热岛效应、大气环境的污染是中国大城市普遍存在的两大问题寻求解决途径增建电厂及电网把空调温度提高1度：可以为广州省下30万千瓦，但这仅减少了2.5％的电力。采暖、热水如何解决？用电最费，烧油、烧气也很贵，环境又会被破坏。因此，需要寻求一种最佳的模式：地源热泵冷热联供系统市场需求北方市场：供暖、热水市场，同时兼顾空调。这类市场的地域可以从北京一直向北到东北三省，适用于住宅和办公建筑。长江流域市场：采暖、空调、热水三联供市场，这类市场的区域主要集中在北京到长江流域的夏热冬冷地区，特别适合于宾馆酒店和高档公寓等一些场所。南方市场：空调、热水联供市场，同时兼顾采暖。这类市场主要集中在华南地区的夏热冬暖地区。2005年地源热泵中央空调市场规模为6亿元，占国内整个商用中央空调市场的3％。预计到2010年，地源热泵中央空调市场规模将达到25亿元，占整个商用中央空调市场的11％。技术介绍热泵种类与应用基本概念地源热泵的概念地源热泵技术是一种利用地下浅层地热资源（也称为地源能，包括土壤、地下水、地表水等）的既可制冷空调又可采暖和提供热水的高效节能空调技术。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），以地源能作为热泵夏季制冷的冷却源、冬季采暖供热的低温热源，同时实现建筑采暖、空调和生活热水的三联供。地源热泵系统的组成室外地能换热系统地源热泵机组建筑物采暖、空调或热水末端水循环水或空气循环过去，人们只重视对深层地热能的开采，而忽略了浅表层蕴藏的丰富低温地热能，地源热泵技术有效地利用低温地热水、地下水、地表水等地热能，通过热泵循环，向建筑物提供空调、采暖和生活热水。

浅层地热能地源热泵加热游泳池越冬养殖采暖、空调、生活热水1kW的电力3kW的热量来自于浅层地热能4kW的热量供应给用户比空气源热泵节能30%比燃油锅炉采暖节能50％比电采暖节能70%可再生能源：利用浅层地热能作为冷热源，实现冷热联供节能：性能系数高，节省运行费用30～50％；环保：取消锅炉，减少热污染；一机多用：一套系统实现三种用途，节省建筑空间性能稳定：温度波动小，不受环境影响美观：无室外机，不影响建筑外观

地源热泵系统优势地源热泵系统限制因素初投资较高（打井、钻孔、埋管等）需要有一定的空间埋设埋管系统施工要求较高，需要专业施工队伍和设备冷热负荷平衡的问题经济分析初投资比较机组初投资比冷水机组增加10%～30%增加打井费用无冷却水塔和冷却水系统无锅炉和锅炉房无入网费（天燃气、城市热力网）无储油罐安全费运行费用比较夏季制冷：节约费用＞20%夏季采用热回收，可免费提供生活热水冬季制热时，运转费用相当于燃气、燃油锅炉的50%左右全年运行费用节约40％左右地源热泵与传统方式的比较地源热泵中央空调＋锅炉初投资北方：200～250元/m2南方：300～350元/m2北方：150～200元/m2南方：200～250元/m2运行费用北方：35～40元/m2南方：50～55元/m2北方：60～65元/m2南方：80～85元/m2回收期北方：2～3年南方：3～4年地源热泵与其他系统的经济对比分析发展历程世界地源下热泵高速幸发展总装机2000有年527惩5MWt，比1示995子累进年往增长2导3.3速%2005饱年157寻23MWt，比20捎00累进君年增长2过4.4%利用能给量200津0年6垂465取GWh京，比1举995象累进年愉增长9袄.7%2005持年240稿76GW新h，比2龄000累序进年增长镰30%1.地源遥热泵2.区域斩供热3.温困室4.养殖5.农耐业干燥6.工鹿业应用7.洗票浴8.制歼冷空调9.其年它应用欧洲地源裂热泵销售泻量及其预雨测国家人口（百万）2001年销售量（台）预期增长率％瑞典9270006奥地利848008德国80360020瑞士728006法国5885010英国58150>100丹麦5150>100上世纪50年代，目天津大局学进行乡丰了相关正研究上世纪80年代末，垄国内各大益院校开展凭相关研究秃工作200扎0年以后，恼地源热泵吵技术开始统推广，并逮实现中小倍规模生产国内市呈场主要毙以常温眨（55℃以下）耕地源热封泵机组敞为主，参中科能挥、富尔更达、清房诚华同方胜等推出剥高温地阻源热泵无机组，击出水温鹿度高达75℃以上。国内地源赤热泵系统浇应用主要币以大型工肢程为主，详近几年开驴始应用一搜些小型的说地源热泵秘系统。中国地源指热泵发展届正在规范炒化，2005年出台《地源热医泵供暖冤空调技去术规程》、近期要丛出台的《浅层地热忧能勘查评洲价技术规横范》。国内应用橡进展地源热各泵产业坟虽然起跃步于2月000裹年后，站但年增群长速度隙已超过饼20％芦，发展使相当迅戚速。科研与工窝程案例实验室获介绍中国科筐学院广再州能源番研究所役地热能则实验室予是我国右最早从老事地热教能利用良技术研桃究与开奥发的单而位，经舱过30稠年的研山究与实摇践，在鸽地热研培究开发渣方面已逮取得了闷多项具定有实用妙意义的确技术与臣研究成阅果，积牧累了丰理富的实逝践经验锅。成功喘开发了净地热发裁电、地瞎热干燥盖、地热站养殖、延地源热画泵、地录热制冷虚等技术裙，具有狗国内领金先优势爆。地热负发电技迹术及地纸热制冷真、地源升热泵的废研发技炒术已达译到国际粉先进水驴平。高温地源叶热泵采暖况、空调、剥热水联供煌系统研究替代传统菌模式输出温释度75嫌℃节能4掠0％环保无污捏染首次研件制开发杰成功高尺温地源嫌热泵机伶组，提拘出三联延供系统棕全面解迅决采暖灾、空调历和热水洋供应以地下水段作为冷热殖源，采用春一种对环拘境友好的激制冷剂替越代R22折，通过热瞒泵循环，戒输出温度骑可达75处℃，替代窃传统“制词冷机＋锅容炉”模式帐，有效解它决建筑采壶暖、空调祥、热水的菠供应，年箱运行费用首节约40岸％以上。中国科学样院外专家恐公寓高温页地源热泵恶联供系统项目原有系统改造后地源热泵系统节约全年生活热水费用38.88万元15.88万元23万元全年采暖费用23.8万元（冬季）9.52万元（过渡季）15.92万元（含过渡季）17.4万元全年制冷费用19.6万元17.55万元2.05万元总计91.8万元49.35万元42.45万元系统改割造的总斤投资为蚂160盛万元，佳利用地掩源热泵着技术改叉造后，侍系统全配年可节被约能源有费用4拌2.4才5万元布（46乡丰％），句整个系腿统有望塌在四年华后收回扒全部的浆初投资绳。系统节巡寿能效益低能耗建坐筑节能集心成系统研堡究夏季空颤调冬季采暖全年生准活热水建筑照明建成新能钱源生态建拌筑国内建抹筑规模县较大（像800笔0m2）新能源利豆用率高新能源与耽建筑结合节能8耐0％工程案例中国科腊学出版炭社地源哲热泵系热统科学出版有社总建筑氏面积220猛00m2，主要为综公合办公用逐房，散热形器采暖系凭统。原供帝热设备为垒两台4T燃煤锅架炉。系统改造贷后热源设远备采用中赵科能GWHP治600型高温热梅泵机组两绕台，基本熔保持原有婚供热附属见设备和末牛端系统。水源井塘共三口右，两用物一备，勾井深95米，每口沫井设一潜硬水泵，三苹口井交替苏使用。采暖期钢间温度赶始终保距持在20℃以上，整帽个采暖期盛运行费用淘仅为13元/m2☆工零程实景中科院弹研究生锦院研究过生宿舍集地源热迎泵系统总建筑华面积1琴800举0平方印米，风妥机盘管功中央空询调系统述，原采望用冷水运机组制扔冷和锅示炉供暖躺及热水赔，20础02年布初改造精为地源证热泵系恩统，采铅用两台鹊WRB汗950失型常温阁热泵机净组为空冠调系统胀制冷供阳热，一妈台GW仿HP2扣00型鄙高温热币泵机组晒提供每纪日生活朽热水。广东外芦商活动带中心（妈四星级们）热泵夹冷热联可供系统采用一是台WR岁B62边0的热帝泵热水宫机组替末代原有备燃油锅锁炉热水葬系统，价每天向梨宾馆提棋供24做0吨的侍热水量门。同时涂，热泵孔热水机评组可产辜生56托0kW别的冷量券向客房心提供部趴分冷负蹄荷。☆社会经警济效益项目热泵冷热联供燃油锅炉燃气锅炉电锅炉热水量150吨/天能源价格1元/kWh5.5元/kg2.8元/m31元/kWh热值