【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，其運行費用為普通中央空調(diào)的50～60％。因此，近十幾年來，尤其是近五年來，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美如美國、加拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國家取得了較快的發(fā)展，中國的地源熱泵市場也日趨活躍，可以預(yù)計，該項技術(shù)將會成為21世紀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)濟利益、社會效益和生態(tài)效益顯著的社會公益技術(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；沒有向大氣排塵、排煙、排氣等污染問題，是目前效率最高、對環(huán)境最有利的熱水、取暖和制冷系統(tǒng)。地源熱泵技術(shù)是既開發(fā)利用了可再生的新能源——淺層地熱源，有顯著節(jié)能的不可多得的新技術(shù)，具有開源、節(jié)能和環(huán)保的多重效果。被稱為二十一世紀的“綠色空調(diào)技術(shù)”。％。其中，％；建筑用電和其它類型的建筑用能（炊事、照明、家電、生活熱水等）折合為電力，總計約為5500億度/年，占全國社會終端電耗的27％～29％。 建筑使用過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)達到我國能源總消耗的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，到2020年，如果城鎮(zhèn)建筑達到節(jié)能標準，空調(diào)高峰負荷可減少8000萬千瓦時，約相當于1998到2003年5年新增電力裝機容量的總和，相當于每年可減少電力建設(shè)投資約1萬億元。降低供水管網(wǎng)漏損率10個百分點，一年可節(jié)水47億噸；推廣使用節(jié)水器具等，全國城鎮(zhèn)家庭一年可節(jié)約用水17億噸?！?300億度/年。我國城鎮(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㎡。用電總量約占我國全年供電量的8％。 項目建設(shè)目標（1）項目建設(shè)主要內(nèi)容 本項目擬在百色XX學院的教學、行政以及學生生活區(qū)范圍內(nèi)安裝太陽能－地源熱泵復(fù)合型系統(tǒng)，、供熱支持， 其中包括為教學、行政區(qū)安裝地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，為學生生活區(qū)安裝地源熱泵熱水和空調(diào)系統(tǒng)。（2）項目建設(shè)目標通過該示范項目實施，可以達到以下節(jié)能目標：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改善整個墻體的熱工性能。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)。本項目新建學生宿舍樓外墻（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）、架空通風屋面、坡屋面、綠化屋面等。本項目屋面的做法如下：A:屋面做法一:（上人屋面，三級防水）(1)鋪塊材（建議做法：8厚地磚鋪平拍實，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 門窗門窗節(jié)能技術(shù)主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽輻射能三個方面進行。本示范項目通過采用密封材料增加窗戶的氣密性，減少滲透量來減少室內(nèi)外冷熱氣流的直接交換而增加設(shè)備負荷；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，建筑物的窗戶由鑲嵌材料（玻璃）和窗框、扇型材組成，通過采用節(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）來增大窗戶的整體傳熱系數(shù)以減少傳熱量。本項目窗全部采用熱反射玻璃，白色PVC塑鋼型材門窗，封閉嚴密，冷熱風滲透率低，保溫性能良好。北、東、西、。 冷熱負荷估算經(jīng)初步估算本工程設(shè)計冷負荷指標約為100W/m2，設(shè)計熱負荷指標約為50W/m2，按照教學行政用房平方米面積計，則合計夏季設(shè)計總冷負荷5577kW，生活熱水設(shè)計制熱量為505 kW,即設(shè)計總熱負荷為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)采用的是燃氣熱水器，燃煤鍋爐、燃油鍋爐、電鍋爐、太陽能+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，太陽能的供應(yīng)卻處于低谷。而太陽能－地源熱泵復(fù)合型技術(shù)利用了溫度幾乎不變的地熱源，是最優(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?，F(xiàn)行健學院供應(yīng)5328人的熱水，地源熱泵的配電功率僅為136kw。 冷熱負荷估算依據(jù)（1）全年的熱水供應(yīng)高峰期在整個冬季。（2）制冷高峰期在夏季。（3）取暖高峰期在冬季的小段時間。根據(jù)規(guī)范，南寧地區(qū)的空調(diào)室外計算參數(shù)如下：℃冬季空調(diào)室外計算干球溫度5℃冬季通風室外計算干球溫度13℃冬季空調(diào)室外計算相對濕度75%℃夏季通風室外計算干球溫度32℃℃本項目建筑物的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)初步定為：夏季室內(nèi)設(shè)計溫度為2527℃，室內(nèi)相對濕度小于60%；冬季室內(nèi)設(shè)計溫度為1820℃，室內(nèi)相對濕度不做要求。經(jīng)初步估算本工程設(shè)計冷負荷指標約為100W/m2，設(shè)計熱負荷指標約為50W/m2，按照61968平方米面積計，則合計夏季設(shè)計總冷負荷5577kW，冬季設(shè)計采暖總熱負荷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 （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限可再生地熱資源（通常小于400米深）作為冷熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。 （2）屬經(jīng)濟有效的節(jié)能技術(shù) 地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩(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)運行效率平均要高40%，因此可節(jié)能和節(jié)省運行費用40%左右。另外，由于地能溫度相對恒定，使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。 （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)能減排會更明顯。該裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。 （4）一機多用，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，一機多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)；可應(yīng)用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑。 . 機組特性地源熱泵機組具有以下特性：① 機組使用壽命長，均在15年以上；② 機組緊湊、節(jié)省空間；③ 維護費用低，運行費用僅為傳統(tǒng)空調(diào)的50—60%；④自動控制程度高，可無人值守。 淺層地熱方案的論述 太陽能－地源熱泵復(fù)合型系統(tǒng)的確定就地源熱泵的運行方式而言，地源熱泵系統(tǒng)分為兩種，一種為水源式開路系統(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，地下水直接進入機組；而土壤埋管式系統(tǒng)則是通過土壤換熱器小溫差換熱的方式運行將熱量傳遞給熱泵機組。水源式系統(tǒng)一般是通過地下水的循環(huán)使熱量得到充分利用，但必須依賴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、回灌井堵塞等問題，而且地下水的品質(zhì)直接影響到水源熱泵機組的壽命；土壤埋管式系統(tǒng)的埋地換熱器只從地下取熱或散熱，不取地下水，沒有地下水位下降、地面沉降等問題，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、螺紋盤管等。水平埋管施工簡單、埋管施工費用少，但占地面積大，對于城市用地日趨緊張、土地價格不斷上漲來說不合適；螺紋盤管的管路造價高，占地面積也較大。同時將太陽能集熱器做為熱泵的蒸發(fā)器，大大提高太陽能的吸熱效率，機組的蒸發(fā)溫度提高，使得熱泵壓縮機的耗電量減少，節(jié)省運行費用，有別于國外以太陽能集熱方式輔助地源熱泵和太陽能儲熱罐熱泵，克服其效率低、體積龐大等弱點。百色XX學院的土質(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流傳熱特性，獲得高的換熱效果。　　針對以上系統(tǒng)特點，同時綜合考慮造價因素、生態(tài)利用淺層地熱能，決定本工程項目選用垂直U型埋管的太陽能－地源熱泵復(fù)合型系統(tǒng)形式。 機組系統(tǒng)本項目采用的技術(shù)是廣西大學依靠自己的技術(shù)力量開發(fā)的的太陽能－地源熱泵復(fù)合型系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)，主要包括熱泵機組、暖通空調(diào)、系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計、深井鉆探技術(shù)、自動化監(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)計及其與太陽能集熱器的最佳匹配，以及系統(tǒng)的科學集成。擁有富水土壤換熱器垂直淺埋管技術(shù)、自然能源優(yōu)化互補利用技術(shù)、夏季工況熱量多級分流技術(shù)、自動控制等多項自主創(chuàng)新技術(shù)。該項技術(shù)經(jīng)過多年的理論與實踐探索，依據(jù)南方土壤和氣候?qū)嶋H，形成了一套由太陽能集熱器、土壤換熱器、熱泵機組、冷卻塔、控制系統(tǒng)等科學集成的工程系統(tǒng)技術(shù)。不需抽取地下水，系統(tǒng)可因地制宜設(shè)計，避免了冬季過度取熱引起系統(tǒng)效率下降或夏季排熱負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項實用新型專利：“太陽能地源熱泵空調(diào)熱水設(shè)備”（專利號：）；“多用途節(jié)能型熱泵孵化機”（專利號：）；申請了1項發(fā)明專利 “多功能地源熱泵烘干設(shè)備”（申請?zhí)枺海?。目前已實施了近二十項工程，最早投入運行時間為2000年，幾年的運行效果表明，該項技術(shù)實施的系統(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。 項目技術(shù)特點及優(yōu)勢（1）充分利用南方富水土壤的傳熱優(yōu)勢，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、液相對流傳熱起重要作用等，提出相應(yīng)的土壤換熱器設(shè)計理論和方法，實施土壤換熱器垂直U型管的淺埋方式。經(jīng)實際運行測試表明：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北方地區(qū)在干性土壤實施工程的效果（見附件19產(chǎn)品質(zhì)量檢測報告，附件22查新報告）。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，獲得＞60w/m的換熱量；地源熱泵機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)該項目技術(shù)的優(yōu)勢，項目產(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)勢擴展到東南亞一帶。（2）充分利用南方暖氣候優(yōu)勢，自然能源互補利用 南方常年需要生活熱水，本項目技術(shù)充分利用亞熱帶地區(qū)暖氣候優(yōu)勢，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運行方式。我國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℃，南方暖氣候為土壤熱源和空氣熱源互補利用提供了得天獨厚的條件。當環(huán)境溫度低于12℃時，系統(tǒng)的低溫熱源以土壤熱源為主；環(huán)境溫度在1220℃時，系統(tǒng)的低溫熱源綜合利用土壤熱源和空氣熱源；環(huán)境溫度高于20℃時，系統(tǒng)的低溫熱源以空氣熱源為主。這樣既使熱泵機組始終保持高能效比，又保證了地表淺層熱能的合理利用。避免了國內(nèi)一些地源熱泵系統(tǒng)由于過度取熱，運行一段時間后出現(xiàn)效率下降的問題。（3）空調(diào)工況熱量多級分流，能源利用率高 南方夏季冷負荷大，制冷所需的埋地盤管長度要遠大于加熱所需的盤管長度。本技術(shù)采取熱量多級分流技術(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管長度，降低了系統(tǒng)的投資成本。同時將太陽能集熱器做為熱泵的蒸發(fā)器，大大提高太陽能的吸熱效率，機組的蒸發(fā)溫度提高，使得熱泵壓縮機的耗電量減少，節(jié)省運行費用；在夏季夜間運行時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，以保證機組在高效率下運行。（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，大大降低了實施難度，擴大了市場的可容納程度；系統(tǒng)