利用水源热泵技术分区集中供冷供热节能示范项目建设重要意义

利用水源热泵技术分区集中供冷供热节能示范项目建设重要意义当今社会，能源危机和环境污染已成为威胁人类生存的头等大事，如何解决这一问题，已成为全人类的课题。在这种背景下，以节能、环保为主要特征的绿色建筑及相应的空调系统应运而生，而水源热泵系统正是满足这些要求的新兴中央空调系统。1.1水源热泵技术简介水源热泵技术是利用地球表面浅层地热资源(如地下水等吸收的太阳能和地热能而形成的低品位热能)，基于热泵原理，通过输入少量的高品位电能，实现低品位热能向高品位热能转移的一种技术。水源热泵中央空调系统是一种既可供热又可供冷的高效节能型系统。它是由用户系统、热泵主机系统、水源系统三部分组成。水源热泵中央空调系统组成示意见图1-1。热泵主机系统热泵主机系统用户系统水源系统图1-1水源热泵中央空调系统组成示意用户系统（室内空气处理末端等）：由用户侧水管系统，循环水泵，水过滤器，静电水处理仪，各种末端空气处理设备，膨胀定压设备及相关阀门配件组成。热泵主机系统：由压缩机，蒸发器，冷凝器，膨胀阀，各种制冷管道配件和电器控制系统等组成。水源系统：由水源取水装置，取水泵，水处理设备，输水管网和阀门配件等组成。水源热泵中央空调系统可以实现冬季供热、夏季供冷多功能工况。（1）在冬季，为用户供热时，水源中央空调系统从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源中央空调主机“泵”送到高温热源，以满足用户供热需求。（1）在夏季，水源中央空调将用户室内的余热，通过水源中央空调主机转移到水源中，以满足用户制冷需求。水源热泵中央空调系统冬夏运行工况示意见图1-1(a)、1-1(b)。图1-1(a)冬季供热工况原理图图1-1(b)夏季制冷工况原理图1.1水源热泵系统的特点（1）属可再生能源利用技术。水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层（土壤和水体）是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得水源热泵利用的地能成为清洁的可再生能源的一种形式。（1）属高效、节能、经济的技术。浅层地下水温一年四季相对稳定，冬季水体温度远高于室外环境空气温度，夏季水体温度远低于室外环境空气温度，浅层地下水是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得水源热泵比传统空调系统运行效率要高40％，因此要节能和节省运行费用40％左右。（3）环境效益显著。水源热泵污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少30%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上，如果结合其它节能措施节能减排效果会更明显。水源热泵虽然也使用制冷剂，但比常规空调装置减少15％的充灌量。水源热泵机组没有燃烧，运行时无污染，可以建造在居民区内，且不用远距离输送热量。（4）运行稳定可靠、高效经济。地下水体温度一年四季相对稳定，受气候变化影响小，其波动范围远小于空气温度的波动，这就使得即使在室外气候环境恶劣的情况下，地下水源热泵系统仍可以保持良好的工作性能，系统运行稳定、可靠、高效、经济，自动化程度高，运行管理简单，维护费用低。机组使用寿命长达15年以上。（5）一机多用、应用范围广。水源热泵系统可以实现冬季供热和夏季供冷两种运行模式，并且四季皆可产生热水。一套系统可以代替原来的锅炉和制冷机两套装置，系统简单，没有冷却塔和其它室外设备。所以，就没有其它冷热源设备集中占地问题，既减少初投资，又节省了建筑面积和地皮，从而产生附加经济效益，并且改善了环境形象，保持建筑外部美观。各区域能独立选择制冷或供暖，分区灵活，使用方便。水源热泵系统可广泛应用于住宅、学校、医院、宾馆、商场、办公楼、厂房等各类建筑，特别适合于地下水资源丰富地区。1.3水源热泵应用国内外现状国外应用现状。水源热泵是一种效果显著的节能技术，它的应用发展速度很快。目前，水源热泵理论与技术均已高度发达，并且在美、法、德、日等国家得以广泛使用。如美国，截止1998年，水源热泵系统已占空调总保有量的19%，其中新建筑中占30%。到1001年，每年安装的水源热泵系统已达到14万台，其中，地下水源热泵占15%。每年减少温室气体排放一百万吨（相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树一百万英亩），年节约能源费用达4.1亿美元。与美国的水源热泵发展有所不同，中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用浅层地热资源，地下土壤埋盘管(埋深＜400米)的水源热泵，用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。据1999年的统计，家用的供热装置中，水源热泵所占比例：瑞士为96%，奥地利为38%，丹麦为17%。同时，中、北欧海水源热泵的研究和应用也比较多。国内应用现状。目前水源热泵技术在我国的发展呈现出以下特点：（1）水源热泵技术的应用日益广泛。水源热泵应用工程项目省、市分布表见表1-1所示；水源热泵应用工程项目地区分布图见图1-3所示；水源热泵系统应用在各类建筑的比例见图1-4所示。（1）水源热泵技术日益受到各级政府重视，把发展水源热泵作为发展经济的一个契机，大力支持水源热泵应用技术方面的研究；（3）学术交流持续升温，各类水源热泵技术相关的学术交流活动吸引了大量设计、施工、开发。水源热泵应用工程项目省、市分布表1-1省份数量省份数量省份数量省份数量北京758江苏68江西39福建10河北303广东64贵州38广西18天津154湖北58黑龙江36重庆13辽宁147湖南58宁夏36新疆8上海119吉林57西藏34青海7河南111内蒙古50山西18云南1山东94浙江43四川15海南1陕西70甘肃43安徽14总计1537图1－3(a)水源热泵应用工程项目数地区分布图图1－3(b)水源热泵应用工程项目百分比地区分布图图1－4水源热泵系统应用在各类建筑的比例示意图人员，大家迫切要求了解相关知识和经验；（4）水源热泵技术具有显而易见的好处，其理念非常容易为大众所理解和认同，逐渐为普通大众所接受，其发展得到了广大百姓的支持。1.4项目建设符合国家能源政策要求可再生能源在建筑中应用的意义。根据中华人民共和国建设部、财政部二零零六年八月二十八日《建设部、财政部关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》(建科[1006]113号)，充分认识推进可再生能源在建筑领域规模化应用的重要意义：（1）推进可再生能源在建筑中应用是贯彻落实科学发展观，调整能源结构，保证国家能源安全的重要举措；（1）推进可再生能源在建筑中应用是实施国家能源战略的必然选择；（3）推进可再生能源在建筑中应用是满足能源需求日增长，改善人民生活质量，提高建筑用能效率的现实要求。可再生能源在建筑中应用的工作目标。在“十一五”期间，我国可再生能源在建筑中应用取得实质性进展，基本形成相关政策法规、技术标准和技术支撑体系，基本建成与建筑结合的可再生能源自主知识产权技术和材料、产品体系；预计到“十一五”期末，太阳能、浅层地能应用面积占新建建筑面积比例为15%以上，到1010年，太阳能、浅层地能应用面积占新建建筑面积比例为50%以上。水源热泵技术是国家二零零六年一月一日颁布实施的《中华人民共和国可再生能源法》中所列的可再生能源技术之一。本项目建设是#区贯彻实施《建设部、财政部关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》的集中体现，也是我省实现国家“十一五”期间可再生能源在建筑中应用工作目标的积极践行者、示范贡献者。1.5项目建设符合示范区发展规划需要根据《#城市发展总体规划》（1004～1015），城市发展建设方针如下：提高城市居住舒适性，用宜人的居住环境吸引人才，完善城市的服务功能、建设设施配套、环境宜人的高质量城市居住区；新区建设和老区改造相结合，尽可能依托老区既有设施和发展条件，加快新区发展，以农村现代化、城乡一体化为目标。本项目建设为示范区商品住宅提供了水源热泵中央空调系统，既可冬季供热又可夏季供冷，提高了住房的舒适性和空气品质，提高了住宅的档次和质量，使得商品房的市场竞争力较其他同类商品房有所提高。虽然商品住宅中央空调系统会增加商品房的销售价格，但是消费者购置该商品房后不需再自行购置安装空调了，而且该系统运行费用比传统采暖和空调方式大大减少，总体来看经济上是合算的，消费者是完全可以接受的。#区是国家首批农业循环经济试点园区和国家环保卫生城区。为改善示范区的环境质量，示范区正在大力推行采用清洁能源替代燃煤锅炉；为解决城乡地区收入偏低人群的供热和制冷问题，必须结合当地的资源情况，寻找廉价环保的能源利用方式，使之既在城乡居民的经济承受能力之内，又满足示范区中长期发展规划的要求。水源热泵中央空调技术是对可再生水资源能源的循环利用