中國(guó)地源熱泵技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)-資料下載頁(yè)
2025-10-16 05:42本頁(yè)面
【正文】 漢市武昌區(qū)徐東大街中段，總建筑面積96806m2，其中地上39層建筑面積71300m2，地下3層建筑面積25506m2。地上一到三層為裙樓，四層到三十九層為標(biāo)準(zhǔn)辦公層，避難層設(shè)置在十五層和二十八層。二、集中空調(diào)系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介原設(shè)計(jì)中，本大樓采用集中供冷、供熱的水—空氣系統(tǒng)，分設(shè)2個(gè)獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)。137層為一個(gè)冷熱源空調(diào)系統(tǒng)（空調(diào)系統(tǒng)一），其中114層為低區(qū)，1637層為高區(qū)。339層為電力調(diào)度中心，另設(shè)一個(gè)單獨(dú)冷熱源的空調(diào)系統(tǒng)（空調(diào)系統(tǒng)二）?？照{(diào)冷熱源空調(diào)系統(tǒng)一：夏季采用，冰蓄冷（2臺(tái)）+雙工況螺桿式冷水機(jī)組（3臺(tái)）+地埋管地源熱泵機(jī)組（2臺(tái)）的方式供冷，高低區(qū)分設(shè)空調(diào)水系統(tǒng)，低區(qū)由分水器直接供冷、高區(qū)通過(guò)設(shè)置在15層（避難層）的冷水板換供冷；高低區(qū)共用空調(diào)冷源，冷量由蓄冰罐、雙工況螺桿式冷水機(jī)組、地埋管地源熱泵機(jī)組聯(lián)合提供。夏季在夜間電價(jià)低谷時(shí)開(kāi)啟雙工況螺桿式冷水機(jī)組蓄冰。白天根據(jù)空調(diào)冷負(fù)荷大小采用以下三種模式：蓄冰盤(pán)管單獨(dú)供冷、蓄冰罐與雙工況螺桿式冷水機(jī)組聯(lián)合供冷、蓄冰罐+雙工況螺桿式冷水機(jī)組+地埋管地源熱泵機(jī)組聯(lián)合供冷。地源熱泵機(jī)組啟停由室內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷大小和冬季從土壤總吸熱量與夏季對(duì)土壤總放熱量基本平衡決定，即夏季當(dāng)蓄冰罐與螺桿式冷水機(jī)組聯(lián)合供冷不能滿(mǎn)足大樓空調(diào)冷負(fù)荷要求時(shí)，開(kāi)啟一臺(tái)或二臺(tái)地源熱泵機(jī)組進(jìn)行補(bǔ)充供冷，反之則地源熱泵機(jī)組停止運(yùn)行。冬季低區(qū)采用地埋管地源熱泵機(jī)組直接供熱，高區(qū)采用二臺(tái)燃?xì)庹婵斟仩t直接供熱?？照{(diào)系統(tǒng)二：冬夏季采用風(fēng)冷渦旋式熱泵機(jī)組供冷供熱，主機(jī)選擇二臺(tái)，每臺(tái)機(jī)組在標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)工況時(shí)的制冷量均為253KW，制熱量為260 KW，熱泵機(jī)組設(shè)置在39層屋面上。三、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析：地埋管地源熱泵是通過(guò)輸入少量的高位能源將淺層低位地能向高位能源轉(zhuǎn)移的可再生能源利用技術(shù)，它可以將地下土壤中的熱量或者冷量轉(zhuǎn)移到所需要的地方，實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷、采暖或者生活熱水使用，僅需要消耗極少的輸送能耗。該系統(tǒng)比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率高30%60%，能大幅降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。冰蓄冷空調(diào)技術(shù)是利用錯(cuò)峰分時(shí)電價(jià)優(yōu)惠政策，夜間電網(wǎng)低谷時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)制冷機(jī)制冷，并以冰的形式蓄存，在白天用電高峰時(shí)將冰融化提供空調(diào)供冷，從而達(dá)到轉(zhuǎn)移高峰電力負(fù)荷，提高電廠一次能源利用效率、降低空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用的一項(xiàng)調(diào)荷節(jié)能技術(shù)有良好的社會(huì)和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益我國(guó)上世紀(jì)50年代天津大學(xué)開(kāi)始進(jìn)行地源熱泵研究，2000年后北京中科院能源高科技有限公司開(kāi)始市場(chǎng)化運(yùn)行。2006年北京市發(fā)改委、規(guī)劃委等9家聯(lián)合發(fā)文在北京“埋管式地源熱泵按45元/㎡一次性補(bǔ)助”.現(xiàn)全國(guó)已有31個(gè)以上省進(jìn)行地源熱泵的工程。一、對(duì)初期投資影響（1）機(jī)組初投資比冷水機(jī)組費(fèi)用多10%30%。（2）增加打井（埋管）費(fèi)用。（3）無(wú)冷卻塔和冷卻系統(tǒng)，不僅省費(fèi)用，還可節(jié)約建筑面積和建筑空間（4）減少鍋爐房和鍋爐容量、無(wú)入網(wǎng)費(fèi)（煤氣、天燃?xì)猓┗蛏偃刖W(wǎng)費(fèi)、和減少儲(chǔ)油罐安全費(fèi)。二、運(yùn)行費(fèi)比較（1）夏季制冷，節(jié)約費(fèi)用20%。（2）夏季采用熱回收，可免費(fèi)提供生活熱水。（3）冬季制熱時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用相當(dāng)于天燃?xì)狻⑷加湾仩t的50%。（4）全年運(yùn)行費(fèi)節(jié)約30%左右。四、對(duì)目前方案的意見(jiàn)和建議從最新的設(shè)計(jì)說(shuō)明上看，有效埋管深度為80米，埋管深度可增大至100米~~~120米，如有效深度至120米，則總的埋管深度增加16560米，在夏季可多提供散熱量800KW左右。原設(shè)計(jì)有35個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，我們的場(chǎng)地不大,實(shí)際可否減少，而且可以考慮在地埋管孔內(nèi)直接安放傳感器。原設(shè)計(jì)中，白天根據(jù)空調(diào)冷負(fù)荷大小采用以下三種優(yōu)先模式：蓄冰盤(pán)管單獨(dú)供冷、蓄冰罐與雙工況螺桿式冷水機(jī)組聯(lián)合供冷、蓄冰罐+雙工況螺桿式冷水機(jī)組+地埋管地源熱泵機(jī)組聯(lián)合供冷。該設(shè)計(jì)意圖是優(yōu)先使用冰蓄冷，然后才是水源熱泵系統(tǒng)。因?yàn)榈卦礋岜每照{(diào)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和舒適性以及是本大樓的亮點(diǎn)，而且地源熱泵的制冷量比冰蓄冷大，我們建議優(yōu)先運(yùn)行地源熱泵系統(tǒng)。冰蓄冷空調(diào)是利用夜間低谷負(fù)荷電力制冰儲(chǔ)存在蓄冰裝置中，白天融冰將所儲(chǔ)存冷量釋放出來(lái)，可以減少電網(wǎng)高峰時(shí)段空調(diào)用電負(fù)荷及空調(diào)系統(tǒng)裝機(jī)容量。但根據(jù)目前國(guó)家對(duì)能源調(diào)控的趨勢(shì)，將逐步取消峰谷電價(jià)，實(shí)行階梯電價(jià)。從2010年6月起，湖北省停止執(zhí)行居民分時(shí)和蓄能產(chǎn)品優(yōu)惠電價(jià)政策，分時(shí)電表將不再享受優(yōu)惠。隨后，國(guó)家發(fā)改委正式回應(yīng)電價(jià)問(wèn)題，有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，發(fā)改委正研究電價(jià)調(diào)整一事，同時(shí)湖北省物價(jià)部門(mén)有關(guān)負(fù)責(zé)人通告媒體，實(shí)行階梯電價(jià)是大方向。一旦峰谷電價(jià)取消，冰蓄冷系統(tǒng)在運(yùn)行費(fèi)用上將大幅提高。由于原方案本身就有螺桿機(jī)冷水機(jī)組，建議取消冰蓄冷系統(tǒng)，把冷水機(jī)組改成離心機(jī)式的亦可完全滿(mǎn)足需求，并且運(yùn)行效率更高。由于系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，將節(jié)省初期投資100萬(wàn)左右?？照{(diào)系統(tǒng)（二）建議取消。因該系統(tǒng)實(shí)為精密空調(diào)，一般用在實(shí)驗(yàn)室等對(duì)空氣溫度、濕度要求比較高，一般是恒溫恒濕的環(huán)境里。而我們的調(diào)度樓辦公室對(duì)溫度、濕度沒(méi)有這么高的要求，只是普通的辦公環(huán)境。因此建議取消該系統(tǒng)，直接使用系統(tǒng)（一），或者有必要的話(huà)加裝普通中央空調(diào)。五、負(fù)三層埋管工程分析負(fù)三層埋管是地源熱泵系統(tǒng)施工的關(guān)鍵。施工方案的前期調(diào)查和論證本工程地源熱泵的施工是在地下負(fù)三層施工，為此我們進(jìn)行了廣泛的研究咨詢(xún)。（1）國(guó)內(nèi)的地源熱泵項(xiàng)目絕大多數(shù)是在平地上或廣場(chǎng)上進(jìn)行施工，施工難度很小。我們這個(gè)項(xiàng)目是在地下三層實(shí)施，這將會(huì)增加深基坑暴露的時(shí)間。由于項(xiàng)目周邊的普通居民住宅離基坑只有十米左右，深基坑的安全風(fēng)險(xiǎn)非常大。預(yù)估414口井的打井時(shí)間需要兩個(gè)月，實(shí)際施工時(shí)必須加強(qiáng)安全管理、交叉施工管理，合理安排好施工方案。（2）預(yù)計(jì)地埋管打井施工會(huì)和土方開(kāi)挖等作業(yè)交叉施工，成品保護(hù)是關(guān)鍵，否則，一旦對(duì)埋管造成破壞就是不可補(bǔ)救的。我們通過(guò)了解，武昌火車(chē)站在做地源熱泵施工時(shí)，后期土方開(kāi)挖等對(duì)埋管造成了很多破壞，引起換熱量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，實(shí)際使用效果很差。（3）建議地埋管施工和主機(jī)設(shè)備采購(gòu)、安裝由一個(gè)承包商來(lái)完成，避免出現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)平衡問(wèn)題。并且發(fā)生問(wèn)題后，兩家互相扯皮，互不認(rèn)賬，不能很好解決問(wèn)題。我們通過(guò)了解，武漢新火車(chē)站地源熱泵施工由四家施工單位完成，究其原因，是要平衡各方的關(guān)系和利益不得已而為之，最后造成投資增加、工期延長(zhǎng)等一系列問(wèn)題。（4）冬季從土壤總吸熱量與夏季對(duì)土壤總放熱量保持平衡是數(shù)年后系統(tǒng)還能保持良好運(yùn)行效果的關(guān)鍵。一般來(lái)講，總放熱量大于總吸熱量，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行幾年后，通過(guò)適當(dāng)加長(zhǎng)冷水機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間等措施可解決此問(wèn)題。（5）系統(tǒng)主機(jī)是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的心臟，因歐美國(guó)家做地源熱泵比較早，技術(shù)非常成熟，因此建議主機(jī)選用進(jìn)口品牌，如克萊門(mén)特和特靈、美意等。二〇一一年七月二十日考察結(jié)果：前期投資：后期使用費(fèi)用：——
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