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(一)地源熱泵供暖技術(shù)的基本原理-免費(fèi)閱讀

  

【正文】 第二十八條 違反本辦法規(guī)定,抽水井和回灌井未安裝計(jì)量水表,責(zé)令使用單位立即安裝計(jì)量水表,并處 5000 元以上 2 萬(wàn)元以下罰款。 第二十一條 使用地源熱泵系統(tǒng)的單位必須確保所抽取的地下水全部回灌,回灌水應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。禁止將地下水供水管、回灌管與 市政供水、排水管道連接。 第十條 凡符合沈陽(yáng)市城市供熱規(guī)劃和地源熱泵技術(shù)推廣應(yīng)用規(guī)劃要求,并具備應(yīng)用地源熱泵技術(shù)條件的新建、改建、擴(kuò)建建設(shè)項(xiàng)目,以及耗能大的單位,應(yīng)當(dāng)建設(shè)地源熱 泵系統(tǒng)。市供熱管理辦公室具體 37 負(fù)責(zé)地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)督管理工作。 (五)培育產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 三、扶持政策 (一)降低運(yùn)營(yíng)成本。 (四)從現(xiàn)在起到 2020 年底,計(jì)劃全市實(shí)現(xiàn)地源熱泵技術(shù)應(yīng)用面積 1800萬(wàn)平方米。通過(guò)宣傳和政策引導(dǎo) ,在全市建筑開(kāi)發(fā)領(lǐng)域倡導(dǎo)推廣地源熱泵先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)工藝,大力提高地源熱泵等可持續(xù)再生能源的利用水平。在此基礎(chǔ)上,以哈爾濱為中心,向全省、東北地區(qū)擴(kuò)展熱泵供暖設(shè)備市場(chǎng),為節(jié)能減排和振興東北老工業(yè)基地做出更大的貢獻(xiàn)。對(duì)于我市來(lái)說(shuō),該項(xiàng)技術(shù)還屬于一項(xiàng)新技術(shù),必須堅(jiān)持科技領(lǐng)先,科學(xué)規(guī)范實(shí)施,防止以前因不規(guī)范試點(diǎn)得出的有爭(zhēng)議結(jié)論阻礙全市推廣應(yīng)用的教訓(xùn)再次出現(xiàn)。 在實(shí)施資源普查的同時(shí),應(yīng)由政府出面組織,吸引市場(chǎng)力量參與, 對(duì)各類地源熱泵供暖技術(shù)應(yīng)用模式進(jìn)行試點(diǎn)。 對(duì)此,我市不應(yīng)該再有絲毫的懷疑和猶豫!否則,只能坐失良機(jī)! 外地省市的經(jīng)驗(yàn)表明,地源熱泵供暖技術(shù)的推廣必須以地方政府的明確堅(jiān)定支持為后盾。另一方面,與普通鍋爐房供暖系統(tǒng)相比,地源熱泵供暖系統(tǒng)初投資略高(若將供暖、空調(diào)系統(tǒng)合在一起比較,則地源熱泵系統(tǒng)總投資較低),若沒(méi)有有力的初期政策扶持,建設(shè)單位的投入積極性不高。決策層面得到的是經(jīng)過(guò)扭曲的信息,因而對(duì)全國(guó)大力推廣地源熱泵技術(shù)的情況不甚了解,對(duì)地源熱泵技術(shù)的先進(jìn)性、節(jié)能型和廣泛適用性產(chǎn)生很大的誤解,妨礙了我市在推廣和應(yīng)用 地源熱泵技術(shù)方面及時(shí)做出正確決策。因此,在調(diào)研中發(fā)現(xiàn),作為對(duì)我市該項(xiàng)新技術(shù)推廣應(yīng)用負(fù)有重大責(zé)任的一些政府部門(mén),尤其是一些主管部門(mén)和決策層面對(duì)地源熱泵技術(shù)的了解十分有限,對(duì)地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)的先進(jìn)性和在節(jié)能減排方面的 巨大作用認(rèn)識(shí)很不到位,致使這項(xiàng)具有良好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的新型供暖技術(shù)并沒(méi)有真正引起我市決策部門(mén)的重視和支持,客觀上遲滯了地源熱泵供暖技術(shù)在我市的推廣。 熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要由始端散吸熱系統(tǒng)、熱泵機(jī)組系統(tǒng)、終端散吸熱系統(tǒng)、輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。 2020 年,優(yōu)琪爾熱泵研究所把熱泵在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用于松花江、黑龍江、烏蘇里江上工作船舶的采暖空調(diào),經(jīng)黑龍江省航道局 2 年運(yùn)行測(cè)試,節(jié)能 40%。 本 世紀(jì)初,他們的成果曾一度使哈爾濱在熱泵采暖空調(diào)系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)方面走在全國(guó)前列。 黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院是黑龍江省國(guó)土資源廳及地勘局的地質(zhì)勘查技術(shù)業(yè)務(wù)支撐。 除以上資源外,我市還有一大批諸如冶金、化工、制藥、食品、輕工等在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量工業(yè)廢水的企業(yè),電廠、鍋爐、窯爐等排出的煙氣和爐渣 ,以及洗浴、洗滌、刷車等需大量用水的服務(wù)行業(yè),這些行業(yè)或企業(yè)排出的廢水、廢氣、 22 廢渣等都是絕好的低溫?zé)嵩?,非常適合采用熱泵技術(shù)將其回收,既保護(hù)了環(huán)境,又可為本企業(yè)或周邊建筑提供供暖、空調(diào)服務(wù)。 電廠循環(huán)冷卻水資源 。 目前 已建成 排水管道總長(zhǎng)度近 1500 公里。因此,哈市江南一帶適合做土壤源熱泵的熱轉(zhuǎn)換研究。 哈爾濱地區(qū)淺層地下水抽取到地面后 的溫度為 7℃ 左右,以每 19 噸水降 4℃ 計(jì),各行政區(qū) 可利用地下水量及 可提供熱量初算結(jié)果見(jiàn)下表。 三、哈爾濱市推廣應(yīng)用地源熱泵供暖技術(shù)的可行性 依據(jù)前面的分析和研究,哈爾濱市可以用作地源熱泵低溫?zé)嵩吹目稍偕Y源品種多樣,既有自然界的慷慨賜予,更有大城市、大工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的廢水、余熱,數(shù)量十分豐富,為哈市大規(guī)模推廣地源熱泵供暖技術(shù)提供了堅(jiān)實(shí)的資源基礎(chǔ)。 為保證可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目的順利實(shí)施,用好、管好可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目專項(xiàng)資金,財(cái)政部、建設(shè)部于 2020年 2月 13日頒布了《關(guān)于加強(qiáng)可再生能源建筑應(yīng)用示范管理的 通知》(財(cái)建〔 2020〕 38 號(hào)),對(duì)示范工程的組織領(lǐng)導(dǎo)、資金補(bǔ)助、監(jiān)督管理、示范推廣等作了詳細(xì)的規(guī)定。 2020 年 8 月 25 日頒布的《建設(shè)部、財(cái)政部關(guān)于推進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用的實(shí)施意見(jiàn)》(建科〔 2020〕 213 號(hào))中明確提出:“ 利用太陽(yáng)能、淺層地能等可再生能源解決建筑的采暖空調(diào)、熱水供應(yīng)、照明等,是可再生能源應(yīng)用的重要領(lǐng)域,對(duì)替代常規(guī)能源, 17 促進(jìn)建筑節(jié)能具有重要意義。 中國(guó)科技部和美國(guó)能源部于 1997 年 11 月簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書(shū),其中專門(mén)設(shè)有有關(guān)地源熱泵的發(fā)展戰(zhàn)略。 天津公館是一座集辦公與住宅于一身的高檔建筑,總建筑面積 萬(wàn) 平方米 ,其中公共建筑 萬(wàn) 平方米 ,住宅 萬(wàn) 平方米 ,建筑總高度 米 。經(jīng)過(guò)短短兩年的推廣,僅青島城陽(yáng)區(qū)已有 9 個(gè)約 60萬(wàn)平方米的建筑項(xiàng)目采用了地源熱泵中央空調(diào) 技術(shù)。目前,重慶市地源熱泵技術(shù) 應(yīng)用 在國(guó)內(nèi)位居前列,已有開(kāi)縣人民醫(yī)院業(yè)務(wù)綜合樓、珠江 ? 太陽(yáng)城 等 四個(gè)項(xiàng)目入選國(guó)家級(jí)可再生能源建筑應(yīng)用示范工程,獲得資助 3000 萬(wàn)元。使用淺層地溫能冬季采暖可節(jié)能 30%以上,夏季空調(diào)制冷可節(jié)能 10%以上。 北京是我國(guó)地源熱泵 技術(shù)推廣較好的城市 。目前,沈陽(yáng)市已 建成和在建的大型再生水源熱泵項(xiàng)目主要有: “ 仙女河 再生水源熱泵熱源 中心 ” ,每天可利用中水 40萬(wàn)噸,可形成供熱能力 460 萬(wàn)平方米; “ 沈水灣再生水源熱泵熱源項(xiàng)目 ” ,可利用中水 20 萬(wàn)噸,可形成供熱能力 100 萬(wàn)平方米; “ 北部污水處理廠再生水源熱泵項(xiàng)目 ” ,可利用中水 40 萬(wàn)噸,可形成供熱能力 230 萬(wàn)平方米。沈陽(yáng)市提出,從 2020 年起,每年建設(shè)和應(yīng)用地源熱泵技術(shù)不少于1600 萬(wàn)平方米,其中新建 1000 萬(wàn)平方米,改建、改造 600 萬(wàn)平方米。 文件明確要求:對(duì) 市區(qū)內(nèi)凡符合應(yīng)用水源熱泵技術(shù)的建筑物 和 具備應(yīng)用地源熱泵技術(shù)的區(qū)域,原則上都要采用 地( 水 ) 源熱泵技術(shù)規(guī)劃建設(shè) 。據(jù) 1999 年統(tǒng)計(jì),在家用采暖設(shè)備中,地源熱泵所占比例瑞士為96%、奧地利為 38%、丹麥為 27%。 在肯塔基州的路易維爾市的一幢旅館辦公建筑中安裝的供熱能力為 10MW 的地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是全美最大的系統(tǒng),也是世界最大的地下水源熱泵系統(tǒng)。待氣溫再降低,需熱泵供暖系統(tǒng)啟動(dòng)后,太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)仍可為熱泵供暖系統(tǒng)加熱,進(jìn)一步提高熱泵工作效率,降低能源消耗。加熱后的水再送至原管網(wǎng)換熱器繼續(xù)加熱,加熱至二次側(cè)供熱所需溫度( 52℃ ~ 57℃ ),由原二次管網(wǎng)送至熱用戶。因此,這是一種非常有前途的熱泵供暖方式。 即以污水處理廠處理后的排放水(再生水)為低溫?zé)嵩?,?jīng)熱泵機(jī)組提取再 生水中一定熱量后再排入排放河道或管道。其優(yōu)點(diǎn)是:系統(tǒng)簡(jiǎn)便易行,取水方便,如水源流量或庫(kù)容足夠大,也可滿足大面積建 筑物的供暖空調(diào)需求。隨著技術(shù)的發(fā)展和實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,目前地源熱泵供暖系統(tǒng)可利用的低溫?zé)嵩匆褦U(kuò)展到地表江河湖海水、水庫(kù)水、城市管道原生污水、污水處理廠再生水(中水)、電廠循環(huán)冷卻水、工業(yè)廢水、采油余熱水等多個(gè)領(lǐng)域。 。由于地源熱泵系統(tǒng)是分散供暖,大大提高了城市能源安全。冬暖夏涼,使機(jī)組的供熱季節(jié)性能系數(shù)( HSPF)和能效比( EER)很高。 (二) 地源熱泵供暖技術(shù)的特點(diǎn)及與傳統(tǒng)供暖方式的優(yōu)勢(shì)比較 4 地源熱泵系統(tǒng)與傳統(tǒng)的供暖(冷)方式相比具有如下特點(diǎn): 。 一、地源熱泵供暖技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)及利用模式 (一)地源熱泵供暖技術(shù)的基本原理 熱 泵是一種利用高位能源從低溫?zé)嵩刺崛崃坎⑤斔偷礁邷責(zé)嵩吹墓?jié)能裝置。至 2020 年末,全國(guó)采用地源熱泵技術(shù)供暖面積已 超過(guò) 1 億 平方米。大力推進(jìn)節(jié)能減排,建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作為落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的重要內(nèi)容,已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前及 “ 十二五 ” 以 2 至今后更長(zhǎng)一段時(shí)間的基本國(guó)策,并成為制約和檢驗(yàn)各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量的剛性約束之一。 1 2020 年 第 30 期 (總第 555 期) 積極推廣地源熱泵 可再生能源 供暖技術(shù) 為當(dāng)前及 “ 十二五 ” 節(jié)能減排 做出新貢獻(xiàn) 市專顧委 工業(yè)經(jīng)濟(jì)專家 組 內(nèi)容提要: 地源熱泵可再生能源供暖技術(shù)利用淺層地溫的常溫特性來(lái)有效解決建筑物的供暖制冷問(wèn)題,是當(dāng)今最先進(jìn)的供暖空調(diào)技術(shù)。 哈爾濱是我國(guó)最北方的特大城市,是取暖時(shí)間最長(zhǎng)、耗能最高的地區(qū)之一。其中,作為全國(guó)可再生能源試點(diǎn)城市之一的沈陽(yáng)市采用地源熱泵技術(shù)供暖面積就已達(dá) 3400 余萬(wàn)平方米,獲得國(guó)家資助達(dá) 億元。利用熱泵可以把難以直接利用的低位熱能(如空氣、土壤、水中所含的熱能,生活和生產(chǎn)廢熱等)轉(zhuǎn)換為可以利用的高位熱能,從而達(dá)到節(jié)省部分高位能源(如煤、燃?xì)?、油、電等)的目的?地表土壤和水體是 一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器,收集了 47%的太陽(yáng)能輻射量,同時(shí)地球深部的熱能也會(huì)通過(guò)地表向大氣層散失。從國(guó)內(nèi)實(shí)踐來(lái)看,地源熱泵的制 熱系數(shù)( COP)一般可達(dá) ~ 。簡(jiǎn)單的系統(tǒng)組成,使地源熱泵系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)控制,維護(hù)費(fèi)用很低。 采用地源熱泵系統(tǒng)不需要建鍋爐房和冷卻塔,也不需要建設(shè)堆放燃料的煤場(chǎng)和堆放燃燒廢棄物的垃圾場(chǎng),機(jī)房占地面積僅有燃煤鍋爐房的 1/3~ 1/2,節(jié)省了大量建筑用地和空間,降低了初投資。 利用地源熱泵技術(shù)供暖的方式很多,可根據(jù)當(dāng)?shù)氐蜏責(zé)嵩吹馁Y源情況和建筑物具體要求,因地制宜, 靈活掌握,選擇最合適的利 6 用方式。但其條件是冬季有足夠水面、水深且不凍的地表水體。此系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單,運(yùn)行穩(wěn)定,只要污水處理廠正常運(yùn)行,則此系統(tǒng)運(yùn)行十分可靠,可有效節(jié)約 化石 燃料、土地、水等稀缺資源,經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益顯著。 。此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可將地源熱泵系統(tǒng)與現(xiàn)行集中供熱系統(tǒng)結(jié)合形成混合供熱模式,因地制宜的安裝地源熱泵機(jī)組為系統(tǒng)提供熱量,節(jié)省供 熱鍋爐的燃煤,并可根據(jù)末端需要調(diào)節(jié)供熱鍋爐的出熱能力,提高系統(tǒng)整體能效比。 二、國(guó)內(nèi)外地源熱泵供暖技術(shù)的 應(yīng) 用情況 (一) 國(guó)外地源熱泵供暖技術(shù)的 應(yīng) 用情況 1912 年 , 瑞士佐伊利( ) 首次提出利用淺層地?zé)崮埽ǖ販啬埽┳鳛闊岜孟到y(tǒng)低溫?zé)嵩吹母拍?,并申?qǐng)了 專利 ,標(biāo)志著地源熱泵 系統(tǒng)的問(wèn)世 。 至 2020 年,美國(guó)地源熱泵實(shí)際安裝臺(tái)數(shù)已達(dá)到 35 萬(wàn)臺(tái),占世界的 %;總裝機(jī)容量已達(dá) 4800MW,占世界總裝機(jī)容量的 %。 目前,國(guó)外已有大量的工程實(shí)例和成型設(shè)計(jì)技術(shù),應(yīng)用日益廣泛,潛在著一個(gè)廣闊的發(fā)展市場(chǎng)。 同時(shí) , 政府對(duì)于采用地源熱泵的相關(guān)單位也給予扶持政策,包括:降低運(yùn)營(yíng)成本 、 給予資金支持 、 提供技術(shù)保證 、 加強(qiáng)政務(wù)服務(wù) 、 培育產(chǎn)業(yè)發(fā)展等。 到 2020 年底,力爭(zhēng)全市實(shí)現(xiàn)地源熱泵技術(shù)應(yīng)用面積 6500 萬(wàn) 平 11 方米 的工作目標(biāo), 占全市當(dāng)期供熱面積的 %。 僅此三項(xiàng),供熱能力即可達(dá) 790 余 萬(wàn)平方米 。 北京市根據(jù)城市能源發(fā)展戰(zhàn)略和供熱規(guī)劃,并結(jié)合舉辦 2020 年奧運(yùn)會(huì)對(duì)城市的環(huán)保要求,規(guī)定五環(huán)內(nèi)城區(qū)禁止使用燃煤鍋爐供暖,鼓勵(lì)燃?xì)?、地?zé)崮芎吞?yáng)能等清潔 能源 的應(yīng)用。 到目前為止,北京市地源熱泵供暖(空調(diào))面積以每年 15%~20%的速度增長(zhǎng),已安裝達(dá) 2020 余萬(wàn)平方米,其中公 共建筑 占 2/3,居住建筑占 1/3。重慶市試驗(yàn)顯 14 示,采用江水源熱泵機(jī)組較常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能 30%左右。同時(shí),在推廣使用的廣度方面也實(shí)現(xiàn)重大突破,由原先僅在住宅開(kāi)發(fā)項(xiàng)目上應(yīng)用,現(xiàn) 已推廣到其他各類建筑項(xiàng)目。天津會(huì)館 利用相距不到百米的城市污水干渠中的原生污水開(kāi)發(fā)成功 “ 原生污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng) ” 。 在 2020 年頒布的《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)( JGJ134— 2020, Jll6— 2020) 》中明文規(guī)定 :“ 具備有地面水資源( 如江河、湖水等 ) ,有適合水資源熱泵運(yùn)行溫度的廢水等水源條件時(shí),居住建筑采暖、空調(diào)設(shè)備宜采用水源熱泵。 ?? 大力推進(jìn)太陽(yáng)能、淺層地能等可再生能源在建筑中應(yīng)用,是解決建筑用能最經(jīng)濟(jì)合理的選擇 。 “ 可再生能源建筑示范項(xiàng)目 ” 自實(shí)施以來(lái)已公示了 4 次,其中2020 年公示了 2 次。 (一)哈市地源熱泵供暖技術(shù)可利用的可再生資源情況 。由此可知,無(wú)論是從取水條件還是回灌條件看,均是以江南的香坊區(qū)、南崗區(qū)、平房區(qū)條件最好,向道里、道外、江北條件逐漸次之。 ( 3)地表水資源。若能將這些污水中所含熱量利用污水源熱泵技術(shù)提出 5℃(即使污水溫度降低 5℃),則所提熱量可供暖面積達(dá) 530 萬(wàn)平方米,可節(jié)約原煤 78 萬(wàn)噸。 熱
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