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1、地源热泵供热制冷节能环保系统,生活热水 南方气候潮湿、冬季气温变化大（经常在10-20间变化）、夏季炎热，因此，洗澡用的生活热水成为南方人的生活必须 ； 夏季空调制冷 南方夏季炎热，制冷空调已成为城市家庭和办公的基本设施 ； 冬季采暖 16是人体对寒冷忍受程度的一个界限，南方冬季绝大多数地方的气温都会降至16以下。,（1）南方对供热制冷的需求特点,（2）农业消费需求特点,需要温控的农业大棚、禽舍、鱼池等需求越来越旺。利用地源热泵技术，可以为现代农业提供价廉质优的温控系统,一、意义和必要性,一、意义和必要性,我国采暖和空调的能耗已占建筑总能耗的55，炎夏季节多数电网高峰负荷约有13用于空调制冷，
2、使许多地区用电高度紧张，拉闸限电频繁。 2004年广西建筑能耗已经超过全社会总能耗的20%。 我国新建建筑全面执行节能标准，建筑能耗要减少50%。,地球表面吸收了太阳能的47，相当于人类一年所需能量的500多倍,地球深处热流或较深层的地热能对地表浅层也起到了加热作用,我国近百米内的土壤每年可采集的低温能量达1.5万亿千瓦，是我国目前发电装机容量亿千瓦的3750倍，而百米内地下水每年可采集的低温能量也有亿千瓦。因此，许多专家将浅层地能比喻为一个巨大的“绿色聚宝盆”。,水泵的作用是把水从低处往高处送，热泵就是热传导的“水泵”。把低温的热源提升，提供生活用能。用千瓦的电驱动热泵后，可以“搬运”4千瓦
3、的浅层地能。,地源热泵冬天代替锅炉从土壤中取热，向建筑物供暖，夏天代替普通空调向土壤排热，给建筑物制冷。,称为二十一世纪的 “绿色空调技术”,地源热泵是目前效率最高、对环境最有利的热水、取暖和制冷系统。,属于经济效益、社会效益和生态效益显著的社会公益技术。,可见，地源热泵技术,二、地源热泵系统的一般形式,地源热泵系统的特点及优势,1、可再生能源利用形式 地表浅层收集了47%的太阳能量，它利用地表浅层的可再生能源，符合可持续发展的战略要求。 2、高效节能 制热系数高达3.54.5，而锅炉仅为0.70.9，可比锅炉节省70%以上的能源和40%60%运行费用；制冷时要比普通空调节能30%左右。 3、
4、美观 传统空调系统的换热器置于室外，破坏建筑的外观；而地源热泵把换热器埋于地下，保持建筑物外观的完美。,地源热泵系统的特点及优势,4、保护环境 设备的运行没有燃油、燃煤污染。不抽取地下水，没有地下水位下降、地面沉降和开凿回灌井等问题，是真正的绿色环保能源利用方式。 5、多功能、系统控制和管理方便 套地源热泵系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统。 6、寿命长 普通空调寿命一般在15年左右，而地源热泵的地下换热器由于采用高强度惰性材料，埋地寿命至少50年。,建设部启动可再生能源行动计划。主要是：太阳能屋顶计划和浅层地热能利用计划。,2006年是开展示范的第一年，第一批
5、下达的25个项目资金共10368万元，占首批可再生能源建筑应用示范项目补贴预算的50%。,这是一个显著的政策信号，政府投入带动若干倍的社会资金，从而强力拉动新能源在建筑领域的应用，推动国家节能、环保战略目标的尽早实现。,（1）地表(下)水源方式,我国实施地源热泵工程主要有两大类,利用河水、湖水、地下水为冷源或热源，换热效率高, 初期投资成本较低。 广西河流数量多，大多数城市（镇）临江而建。地下水也相当丰富，全区有600多条地下河。,土壤换热器以垂直埋管居多。广西雨水充足，绝大多数城镇地下水位较高，富水土壤比例大，土壤的水对流传热起重要作用，为土壤换热式地源热泵系统应用提供了得天独厚的条件。一般
6、土壤换热井20-30米，换热效果就很明显。10口土壤换热井就可获得约20千瓦的热量（或冷量）。 而北方干性土壤垂直埋管深度一般要超过60米，而换热量则一般小于50W/m,我国实施地源热泵工程主要有两大类,（2）土壤换热器的闭式系统,夏季采用供冷的冷凝热制热水，制热水不耗电能，实现冷热联供，能效比1：7； 冬季制热水时热泵的低温热源为土壤源。,三、不同建筑类型冷热需求情况分析,（1）对需同时供冷和供热水的酒店、或以供热水为主的学生公寓（民用住宅）和短时供冷的食堂（餐厅）,（2）浅层地热能+太阳能耦合系统 对一些已安装了太阳能的系统进行改造，解决其冬天耗电（或耗油）大的问题，技术关键是太阳能集热器
7、与土壤换热器合理耦合的问题，如太阳能的被动利用与浅层地热能的主动利用的匹配和智能控制。 我们已获得实用新型专利“太阳能-地源热泵空调热水设备” （专利号ZL200320101152.8）,三、不同建筑类型冷热需求情况分析,已完成的广东工业大学龙洞校区学生公寓地源热泵-太阳能-冷却塔耦合的热水示范工程 （改造原有的太阳能+燃油锅炉系统）,（3）对于夏热冬暖地区，一般供冷负荷大于采暖负荷50%以上。 冬季采暖时热泵的低温热源为土壤热源，土壤换热器按冬季采暖负荷匹配。 夏季制冷通过土壤换热器与冷却塔散热，可减少土壤换热器的埋管长度，减少土壤换热器的投资和埋管所需占用的土地面积。 需要解决建筑冷热负荷
8、与土壤换热的平衡问题，对土壤换热器与冷却塔进行合理匹配。,三、不同建筑类型冷热需求情况分析,四、地源热泵系统设计,产品系列,注意三个现象：,不该用的地方在用； 不懂技术的人在安装； 不懂运行的人在运行。,五、广西大学-技术特点与优势,项目关键技术：适合亚热带资源条件的土壤换热器设计以及系统的科学集成。,自主创新技术： 富水土壤垂直浅埋管换热器设计技术 多种可再生能源能源互补利用的系统优化匹配技术 冷热联供热量多级分流技术 系统自动控制技术,技术成果水平,2005年3月，广西大学完成的“亚热带及温带地区地源热泵供热制冷节能系统技术研发”科技项目通过了广西科技厅组织的技术鉴定。（成果登记号2005
9、68003）,专家的鉴定意见为：项目针对亚热带及温带地区在利用浅层埋管技术、优化埋地换热器及系统节能方面达到国内领先水平。,产品质量检测单位经国家空调设备质量监督检验中心现场检测，机组制热水工况的能效系数COP达4.5，系统的能效系数COP达4.0，换热量大于60w/m。,知识产权情况,课题组已申请地源热泵相关设备发明专利1项，实用新型专利2项，发明专利“多功能地源热泵烘干设备”已通过初审（申请号：200510032803.6）。,“太阳能-地源热泵空调热水设备”（专利号：ZL200320101152.8）和“多用途节能型热泵孵化机” （专利号：L03246721.4），已经获得国家实用新型专
10、利。,自主开发技术之一：富水土壤垂直浅埋管换热器设计技术,根据南方地区土壤地下水位高、含水量丰富、液相对流传热起重要作用的特性，提出富水土壤换热器的设计理论和方法，实施垂直U型管的浅埋技术方案。使土壤换热器投资比干性土壤减少30%以上。,如南宁市三中的地源热泵系统，在埋管深度32米时，获得66w/m的换热量，地源热泵机组制热水工况的性能系数4.5，制热水与电锅炉比节能70%以上。,地源热泵系统设计软件,采用浅层地热能-太阳能耦合的冷热联供系统设计软件，包括土壤换热器、冷却塔、太阳能集热器的换热量计算；系统匹配；系统自动控制设计；复合型系统的经济性评价等模块。,自主开发技术之二：,南方气候一年中
11、约有一半以上天数的环境温度高于20，冬季又有一半以上天数的环境温度高于12。,充分利用南方暖气候优势，实现土壤源、空气源、太阳能多种可再生能源间歇或互补利用的系统优化匹配，避免了由于过度取热，出现系统效率下降的问题。,多种可再生能源能源互补利用的系统优化匹配技术,自主开发技术之三：冷热联供热量多级分流技术,冷热联供工况实现热量多级分流技术。将制冷产生的热量用于制热水、向土壤和冷却塔散热，空调工况制热水不耗能，大大提高了能源利用率，并减少了制冷所需的埋地盘管长度，降低了系统的初期投资。,实现系统运行参数实时数字显示，配置远程控制接口，可实现远程控制。,自主开发技术之四：系统自动控制技术,自主开发
12、技术之五：一机多用，投资运行成本低,一套系统实现供冷、采暖和供热水多重功效。系统投资在2-4年内从节省的能源开支中回收，以后便进入低成本运行状态，用户满意认可。,六、经济效益(5000人学生公寓),同时，可提供3600平方米的空调冷量，节约空调运行费用 9.68（万元），节省空调设备投资 80多万元。,广西大学行健文理学院 学生公寓热水-食堂空调地源热泵系统 综合能效比达1:7以上,安装地源热泵空调的学生餐厅,建设部工程质量司尚副司长、广西建设厅何总工考察行健文理学院学生公寓热水-食堂空调地源热泵系统,六、经济效益（377户住宅）,六、经济效益（典型工程）,课题组采用自有技术，目前已成功实施了
13、多项与冷却塔联合运行的混合式地源热泵、风源热泵工程：,安装地源热泵空调的节能建筑情况,七、国外应用,系统能效比：夏天EER5.4，节能28%； 冬天COP5.7，节能37%,八、意大利的建筑节能策略,欧盟制定了能效标识，意大利政府要求，2008年以前1000m2以上的建筑要有能效标识；2010年所有建筑都要有能效标识。要求建筑一般达到C级以上。给建筑发放白色证书。,欧盟建筑能耗占40%，工业占17%，运输占43%； 意大利建筑能耗占50%,采用辐射形式供热（冷），低温供热（60 35 ），高温供冷(510-15 )，节能30%。,广西浅层地热能应用 达到“十一五” 目标的效果,广西浅层地热能应用 采用地源热泵产热水的效果,保证一年四季有充足的生活热水，与电加热相比，节电70%以上，大概1万人每年就可节约300万度电,按广西的平均民用电价，可节约200万元左右。一次性投入，收益几十年!,因此，因地制宜、有序开发广西的浅层地热能（或与太阳能耦合），是解决建筑制冷采暖空调、热水供应、温控农业用能的经济途径，对替代常规商品能源，改善能源结构，保障能源安全，建设资源节约型、环境友好型社会以及实现可持续发展具有重要战略意义。,谢谢！,
