【正文】 料）供熱系統(tǒng)相比，鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70～90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶(hù)使用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省約二分之一的能量；由于地源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10～25℃，其制冷、～，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50～60％。因此，近十幾年來(lái)，尤其是近五年來(lái)，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美如美國(guó)、加拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國(guó)家取得了較快的發(fā)展，中國(guó)的地源熱泵市場(chǎng)也日趨活躍，可以預(yù)計(jì)，該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)成為21世紀(jì)最有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。地源熱泵技術(shù)屬于經(jīng)濟(jì)利益、社會(huì)效益和生態(tài)效益顯著的社會(huì)公益技術(shù)。地源熱泵冬天從土壤中取熱，代替鍋爐向建筑物供熱；夏天向土壤排熱，代替普通空調(diào)，給建筑物制冷；沒(méi)有向大氣排塵、排煙、排氣等污染問(wèn)題，是目前效率最高、對(duì)環(huán)境最有利的熱水、取暖和制冷系統(tǒng)。地源熱泵技術(shù)是既開(kāi)發(fā)利用了可再生的新能源——淺層地?zé)嵩?，有顯著節(jié)能的不可多得的新技術(shù)，具有開(kāi)源、節(jié)能和環(huán)保的多重效果。被稱(chēng)為二十一世紀(jì)的“綠色空調(diào)技術(shù)”。％。其中，％；建筑用電和其它類(lèi)型的建筑用能（炊事、照明、家電、生活熱水等）折合為電力，總計(jì)約為5500億度/年，占全國(guó)社會(huì)終端電耗的27％～29％。 建筑使用過(guò)程中的能耗主要包括建筑采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)等，各部分能耗大體比例為：采暖空調(diào)占６５ ％，熱水供應(yīng)占１５％，電氣占１４％，炊事占６％。有關(guān)數(shù)字表明，建筑能耗已經(jīng)達(dá)到我國(guó)能源總消耗的1/3左右，所以建筑節(jié)能非常必要，節(jié)約潛力巨大。建設(shè)部總工程師王鐵宏舉例說(shuō)，到2020年，如果城鎮(zhèn)建筑達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，空調(diào)高峰負(fù)荷可減少8000萬(wàn)千瓦時(shí)，約相當(dāng)于1998到2003年5年新增電力裝機(jī)容量的總和，相當(dāng)于每年可減少電力建設(shè)投資約1萬(wàn)億元。降低供水管網(wǎng)漏損率10個(gè)百分點(diǎn)，一年可節(jié)水47億噸；推廣使用節(jié)水器具等，全國(guó)城鎮(zhèn)家庭一年可節(jié)約用水17億噸。～6300億度/年。我國(guó)城鎮(zhèn)的住宅總面積約為100億㎡。除采暖外的住宅能耗還有照明、炊事、生活熱水、家電、空調(diào)等，折合用電量為10～30kwh/㎡年，用電總量約占我國(guó)全年供電量的10％。一般公共建筑總面積約55億㎡。用電總量約占我國(guó)全年供電量的8％。 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)（1）項(xiàng)目建設(shè)主要內(nèi)容 本項(xiàng)目擬在百色XX學(xué)院的教學(xué)、行政以及學(xué)生生活區(qū)范圍內(nèi)安裝太陽(yáng)能－地源熱泵復(fù)合型系統(tǒng)，、供熱支持， 其中包括為教學(xué)、行政區(qū)安裝地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，為學(xué)生生活區(qū)安裝地源熱泵熱水和空調(diào)系統(tǒng)。（2）項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)通過(guò)該示范項(xiàng)目實(shí)施，可以達(dá)到以下節(jié)能目標(biāo)：①與常規(guī)電鍋爐供熱水相比，節(jié)能70% 以上； ②與普通中央空調(diào)系統(tǒng)相比，夏季制冷量提高20%以上或節(jié)電20%；③與燃油供暖相比節(jié)省能耗支出40%以上。三、工程示范技術(shù)方案 圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系 外墻墻體節(jié)能技術(shù)分為復(fù)合墻體節(jié)能與單一墻體節(jié)能。復(fù)合墻體節(jié)能是指在墻體主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加一層或幾層復(fù)合的絕熱保溫材料來(lái)改善整個(gè)墻體的熱工性能。根據(jù)復(fù)合材料與主體結(jié)構(gòu)位置的不同，又分為內(nèi)保溫技術(shù)、外保溫技術(shù)及夾心保溫技術(shù)。本項(xiàng)目新建學(xué)生宿舍樓外墻（除圖中注明者外）均為240厚粘土多孔墻PMU10CGB13544，衛(wèi)生間內(nèi)墻為120厚粘土多孔磚墻；其他內(nèi)墻均為MU10混凝土空心小型砌塊。外墻粉刷用20厚聚苯顆粒保溫砂漿，且砂漿內(nèi)防水劑重量為水泥5％。 屋面屋面節(jié)能的原理與墻體節(jié)能一樣，通過(guò)改善屋面層的熱工性能阻止熱量的傳遞。主要措施有防水隔熱屋面（外保溫、內(nèi)保溫）、架空通風(fēng)屋面、坡屋面、綠化屋面等。本項(xiàng)目屋面的做法如下：A:屋面做法一:（上人屋面，三級(jí)防水）(1)鋪塊材（建議做法：8厚地磚鋪平拍實(shí)，縫寬5，1:1水泥砂漿填縫）(2)25厚1:4干硬性水泥砂漿，面上撒素水泥(3)4厚SBS改性瀝青防水卷材(4)刷基層處理劑一遍(5)20厚（最薄處）1:8水泥加氣混凝土碎渣找2%坡(6)干鋪30厚聚苯乙烯泡沫塑料板(7)20厚1:3水泥砂漿找平層(8)現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板B:屋面做法二:局部有斜板屋面（面掛精石瓦）參照98AJ211154做法 門(mén)窗門(mén)窗節(jié)能技術(shù)主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽(yáng)輻射能三個(gè)方面進(jìn)行。本示范項(xiàng)目通過(guò)采用密封材料增加窗戶(hù)的氣密性，減少滲透量來(lái)減少室內(nèi)外冷熱氣流的直接交換而增加設(shè)備負(fù)荷；減少傳熱量是防止室內(nèi)外溫差的存在而引起的熱量傳遞，建筑物的窗戶(hù)由鑲嵌材料（玻璃）和窗框、扇型材組成，通過(guò)采用節(jié)能玻璃（如中空玻璃、熱反射玻璃等）、節(jié)能型窗框（如塑性窗框、隔熱鋁型框等）來(lái)增大窗戶(hù)的整體傳熱系數(shù)以減少傳熱量。本項(xiàng)目窗全部采用熱反射玻璃，白色PVC塑鋼型材門(mén)窗，封閉嚴(yán)密，冷熱風(fēng)滲透率低，保溫性能良好。北、東、西、。 冷熱負(fù)荷估算經(jīng)初步估算本工程設(shè)計(jì)冷負(fù)荷指標(biāo)約為100W/m2，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)約為50W/m2，按照教學(xué)行政用房平方米面積計(jì)，則合計(jì)夏季設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷5577kW，生活熱水設(shè)計(jì)制熱量為505 kW,即設(shè)計(jì)總熱負(fù)荷為3293 kW。南方氣候是濕度大，氣溫高，一年四季幾乎天天洗澡，其中采用熱水洗澡天數(shù)占全年80%以上。冬季是熱水需求量高峰期。所以生活熱水是南方人的生活必須?，F(xiàn)行的熱水供應(yīng)采用的是燃?xì)鉄崴?，燃煤鍋爐、燃油鍋爐、電鍋爐、太陽(yáng)能+電。顯然前四種為不可再生能源，且大多伴有廢氣、廢物排放。而后一種在熱水需求高峰的冬季，太陽(yáng)能的供應(yīng)卻處于低谷。而太陽(yáng)能－地源熱泵復(fù)合型技術(shù)利用了溫度幾乎不變的地?zé)嵩矗亲顑?yōu)的可再生的南方地區(qū)熱水供應(yīng)能源。在廣西采用地源熱泵制熱水，人均配電功率只需2530w。現(xiàn)行健學(xué)院供應(yīng)5328人的熱水，地源熱泵的配電功率僅為136kw。 冷熱負(fù)荷估算依據(jù)（1）全年的熱水供應(yīng)高峰期在整個(gè)冬季。（2）制冷高峰期在夏季。（3）取暖高峰期在冬季的小段時(shí)間。根據(jù)規(guī)范，南寧地區(qū)的空調(diào)室外計(jì)算參數(shù)如下：℃冬季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度5℃冬季通風(fēng)室外計(jì)算干球溫度13℃冬季空調(diào)室外計(jì)算相對(duì)濕度75%℃夏季通風(fēng)室外計(jì)算干球溫度32℃℃本項(xiàng)目建筑物的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)初步定為：夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為2527℃，室內(nèi)相對(duì)濕度小于60%；冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為1820℃，室內(nèi)相對(duì)濕度不做要求。經(jīng)初步估算本工程設(shè)計(jì)冷負(fù)荷指標(biāo)約為100W/m2，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)約為50W/m2，按照61968平方米面積計(jì)，則合計(jì)夏季設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷5577kW，冬季設(shè)計(jì)采暖總熱負(fù)荷2788 kW；供應(yīng)5328人生活熱水，每人每天供應(yīng)50℃的熱水40公斤，即每天供應(yīng)熱水213噸。則在制冷量為5577 kW，在制熱工況下需提供的熱量為3293 kW。. 供熱供冷系統(tǒng)根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)，為合理利用能源，降低能耗，減少環(huán)境污染， 本建筑供冷供熱系統(tǒng)初步?jīng)Q定采用地源熱泵空調(diào)機(jī)組作為中央空調(diào)及熱水系統(tǒng)的冷熱源。 地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) （1） 屬可再生能源利用技術(shù) 水源熱泵系統(tǒng)是利用地球表面淺層的無(wú)限可再生地?zé)豳Y源（通常小于400米深）作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。 （2）屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù) 地能或地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，這種溫度特性使得水源熱泵系統(tǒng)比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率平均要高40%，因此可節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右。另外，由于地能溫度相對(duì)恒定，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。 （3）環(huán)境效益顯著 地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，可減少40％以上，與電供暖相比，可減少70％以上，如果結(jié)合其它節(jié)能措施節(jié)能減排會(huì)更明顯。該裝置的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒(méi)有燃燒，沒(méi)有排煙，也沒(méi)有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。 （4）一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣 地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)；可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑。 . 機(jī)組特性地源熱泵機(jī)組具有以下特性：① 機(jī)組使用壽命長(zhǎng)，均在15年以上；② 機(jī)組緊湊、節(jié)省空間；③ 維護(hù)費(fèi)用低，運(yùn)行費(fèi)用僅為傳統(tǒng)空調(diào)的50—60%；④自動(dòng)控制程度高，可無(wú)人值守。 淺層地?zé)岱桨傅恼撌?太陽(yáng)能－地源熱泵復(fù)合型系統(tǒng)的確定就地源熱泵的運(yùn)行方式而言，地源熱泵系統(tǒng)分為兩種，一種為水源式開(kāi)路系統(tǒng)，另一種為土壤埋管式閉路系統(tǒng)。水源式系統(tǒng)是利用地下水的高效換熱，地下水直接進(jìn)入機(jī)組；而土壤埋管式系統(tǒng)則是通過(guò)土壤換熱器小溫差換熱的方式運(yùn)行將熱量傳遞給熱泵機(jī)組。水源式系統(tǒng)一般是通過(guò)地下水的循環(huán)使熱量得到充分利用，但必須依賴(lài)充足可靠的地下水源，否則，有可能破壞地下水的蓄藏或地層結(jié)構(gòu)，造成地面沉降、回灌井堵塞等問(wèn)題，而且地下水的品質(zhì)直接影響到水源熱泵機(jī)組的壽命；土壤埋管式系統(tǒng)的埋地?fù)Q熱器只從地下取熱或散熱，不取地下水，沒(méi)有地下水位下降、地面沉降等問(wèn)題，是真正的綠色環(huán)保能源利用方式。土壤埋管式系統(tǒng)又分垂直U型埋管、水平埋管、螺紋盤(pán)管等。水平埋管施工簡(jiǎn)單、埋管施工費(fèi)用少，但占地面積大，對(duì)于城市用地日趨緊張、土地價(jià)格不斷上漲來(lái)說(shuō)不合適；螺紋盤(pán)管的管路造價(jià)高，占地面積也較大。同時(shí)將太陽(yáng)能集熱器做為熱泵的蒸發(fā)器，大大提高太陽(yáng)能的吸熱效率，機(jī)組的蒸發(fā)溫度提高，使得熱泵壓縮機(jī)的耗電量減少，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，有別于國(guó)外以太陽(yáng)能集熱方式輔助地源熱泵和太陽(yáng)能儲(chǔ)熱罐熱泵，克服其效率低、體積龐大等弱點(diǎn)。百色XX學(xué)院的土質(zhì)屬于富水土壤，地下水位高，垂直U型埋管可充分利用地下水滲流的對(duì)流傳熱特性，獲得高的換熱效果?！　♂槍?duì)以上系統(tǒng)特點(diǎn)，同時(shí)綜合考慮造價(jià)因素、生態(tài)利用淺層地?zé)崮埽瑳Q定本工程項(xiàng)目選用垂直U型埋管的太陽(yáng)能－地源熱泵復(fù)合型系統(tǒng)形式。 機(jī)組系統(tǒng)本項(xiàng)目采用的技術(shù)是廣西大學(xué)依靠自己的技術(shù)力量開(kāi)發(fā)的的太陽(yáng)能－地源熱泵復(fù)合型系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)，主要包括熱泵機(jī)組、暖通空調(diào)、系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、深井鉆探技術(shù)、自動(dòng)化監(jiān)控管理等技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)是適合亞熱帶資源條件的土壤換熱器設(shè)計(jì)及其與太陽(yáng)能集熱器的最佳匹配，以及系統(tǒng)的科學(xué)集成。擁有富水土壤換熱器垂直淺埋管技術(shù)、自然能源優(yōu)化互補(bǔ)利用技術(shù)、夏季工況熱量多級(jí)分流技術(shù)、自動(dòng)控制等多項(xiàng)自主創(chuàng)新技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的理論與實(shí)踐探索，依據(jù)南方土壤和氣候?qū)嶋H，形成了一套由太陽(yáng)能集熱器、土壤換熱器、熱泵機(jī)組、冷卻塔、控制系統(tǒng)等科學(xué)集成的工程系統(tǒng)技術(shù)。不需抽取地下水，系統(tǒng)可因地制宜設(shè)計(jì)，避免了冬季過(guò)度取熱引起系統(tǒng)效率下降或夏季排熱負(fù)荷大易形成干燥土壤等種種弊端。熱泵應(yīng)用技術(shù)方面擁有2項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利：“太陽(yáng)能地源熱泵空調(diào)熱水設(shè)備”（專(zhuān)利號(hào)：）；“多用途節(jié)能型熱泵孵化機(jī)”（專(zhuān)利號(hào)：）；申請(qǐng)了1項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利 “多功能地源熱泵烘干設(shè)備”（申請(qǐng)?zhí)枺海?。目前已?shí)施了近二十項(xiàng)工程，最早投入運(yùn)行時(shí)間為2000年，幾年的運(yùn)行效果表明，該項(xiàng)技術(shù)實(shí)施的系統(tǒng)節(jié)能顯著、安全可靠，環(huán)保性好。真正體現(xiàn)了可再生能源良性的、生態(tài)的合理利用。 項(xiàng)目技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)（1）充分利用南方富水土壤的傳熱優(yōu)勢(shì)，換熱效率高 根據(jù)南方亞熱帶地區(qū)土壤特性：地下水位高，土壤含水量豐富、液相對(duì)流傳熱起重要作用等，提出相應(yīng)的土壤換熱器設(shè)計(jì)理論和方法，實(shí)施土壤換熱器垂直U型管的淺埋方式。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行測(cè)試表明：富水土壤垂直U型管的換熱器采用淺埋方式行之有效，在埋管深度比常規(guī)大大減少的情況下（約減少50%），仍獲得換熱效率明顯高于我國(guó)北方地區(qū)在干性土壤實(shí)施工程的效果（見(jiàn)附件19產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告，附件22查新報(bào)告）。范例工程——南寧市三中的地源熱泵系統(tǒng)，在埋管深度＜32米時(shí)，獲得＞60w/m的換熱量；地源熱泵機(jī)組制熱水工況的性能系數(shù)＞。制熱水與電鍋爐比節(jié)能70%以上。因此，根據(jù)該項(xiàng)目技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，項(xiàng)目產(chǎn)品的主要覆蓋范圍為南方亞熱帶地區(qū)，并可依靠廣西的區(qū)位優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展到東南亞一帶。（2）充分利用南方暖氣候優(yōu)勢(shì)，自然能源互補(bǔ)利用 南方常年需要生活熱水，本項(xiàng)目技術(shù)充分利用亞熱帶地區(qū)暖氣候優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)熱源側(cè)采用垂直管淺埋方式的土壤換熱器并靈活組合冷卻塔、太陽(yáng)能集熱器等，制熱工況采用土壤熱源與空氣熱源間歇或互補(bǔ)運(yùn)行方式。我國(guó)南方尤其是亞熱帶地區(qū)，淺層土壤溫度約20℃左右（接近環(huán)境年平均溫度），而南方氣候一年中約有一半以上天數(shù)的環(huán)境溫度高于20℃，冬季又有一半以上天數(shù)的環(huán)境溫度高于12℃，南方暖氣候?yàn)橥寥罒嵩春涂諝鉄嵩椿パa(bǔ)利用提供了得天獨(dú)厚的條件。當(dāng)環(huán)境溫度低于12℃時(shí)，系統(tǒng)的低溫?zé)嵩匆酝寥罒嵩礊橹鳎画h(huán)境溫度在1220℃時(shí)，系統(tǒng)的低溫?zé)嵩淳C合利用土壤熱源和空氣熱源；環(huán)境溫度高于20℃時(shí)，系統(tǒng)的低溫?zé)嵩匆钥諝鉄嵩礊橹?。這樣既使熱泵機(jī)組始終保持高能效比，又保證了地表淺層熱能的合理利用。避免了國(guó)內(nèi)一些地源熱泵系統(tǒng)由于過(guò)度取熱，運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)效率下降的問(wèn)題。（3）空調(diào)工況熱量多級(jí)分流，能源利用率高 南方夏季冷負(fù)荷大，制冷所需的埋地盤(pán)管長(zhǎng)度要遠(yuǎn)大于加熱所需的盤(pán)管長(zhǎng)度。本技術(shù)采取熱量多級(jí)分流技術(shù)方案，將制冷產(chǎn)生的熱量用于制熱水、向土壤和冷卻塔散熱，空調(diào)工況制熱水不耗能，大大提高了能源利用率，并減少了制冷所需的埋地盤(pán)管長(zhǎng)度，降低了系統(tǒng)的投資成本。同時(shí)將太陽(yáng)能集熱器做為熱泵的蒸發(fā)器，大大提高太陽(yáng)能的吸熱效率，機(jī)組的蒸發(fā)溫度提高，使得熱泵壓縮機(jī)的耗電量減少，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用；在夏季夜間運(yùn)行時(shí)還可以作為輔助散熱設(shè)備，減少了夏季向地下的排熱量，使地溫在數(shù)年內(nèi)保持穩(wěn)定，以保證機(jī)組在高效率下運(yùn)行。（4）工程投資成本低 由于富水土壤可以采用垂直埋管的淺埋技術(shù)方案和獨(dú)特的回填方式，顯著降低了土壤換熱器的成本，大大降低了實(shí)施難度，擴(kuò)大了市場(chǎng)的可容納程度；系統(tǒng)