推进地源热泵在福建省开发利用的建议

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1、推进地源热泵在福建省开发利用的建议推进地源热泵在福建省开发利用的建议福建工程学院 福建经福建筑设计工程有限公司 高维庭摘要摘要 本文简述了地源热泵技术在我国得到迅速发展的几方面因素及建筑物的空调、供暖、供 热水不需要高品位热源，并以实例说明地源热泵的极高能效比。本文还简要阐述了北京、沈阳、重 庆等地，地源热泵技术的开发利用在国家政策、地方政府相关优惠政策支持下取得显著成效。结合 福建省的地貌、气候、气温、水系、水文、降水量、地下水条件及福建省浅层地热能（地源热泵） 开发利用的现状，对推进地源热泵技术在福建省开发利用的提出若干建议。 关键词关键词 地源热泵 能效比 优惠政策 现状 建议0 引言引

2、言 0.1 术语术语 浅层地热能：蕴藏在地表以下一定深度（一般为 200m）范围内的地质体中具有开发利用价值 的热能。浅层地热能是地热资源的一部份。 可再生能源：风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。 地源热泵：土壤源热泵、淡水源热泵、海水源热泵、污水源热泵等。 0.2 为什么地源热泵技术在我国得到迅速发展为什么地源热泵技术在我国得到迅速发展 为什么地源热泵技术在我国得到迅速发展？简略概括主要有以下几方面因素： （1）建筑物的空调、供暖、供热水不需要高品位能源； （2）地源热泵技术开发浅层地热能，既节能减排、又不污染环境，而且可持续； （3）地源热泵极高的能效比； （4）浅

3、层地热能利用（地源热泵技术）在国内外日趋成熟，有许多成功的工程实践； （5）国家政策支持：中央财政补贴可再生能源建筑应用； （6）地方政府支持：地方政府相继出台支持发展地源热泵的相关优惠政策； （7）先进的技术理论指导：地源热泵相关的规范、指南、国家标准图集和技术图书已出版发 行。 0.3 如何对待地源热泵技术开发利用中浅层地热能的热平衡问题如何对待地源热泵技术开发利用中浅层地热能的热平衡问题 与探索浩瀚的太空相比之，人类对地下的探索和认知甚少。 “浅层地热能的热平衡问题，在理 论认识上不一致。有人认为这是一个过程性的能源，自然补充是缓慢的；有人认为这个热能就是地 下来的，取走以后，地热就补上

4、了。那么这两者的监测对象就不一样，前者监测的是这个地方对热 的传递蕴藏的储存能力，后者要测的是大地热流的流动的力度。而且，监测要有科学的方法、方便 的手段，要经过长期坚持来进行监测。1” 采暖通风与空气调节设计规范要求室外计算参数的 统计年份宜取近 30 年，显然对浅层地热能的热平衡问题，要有 30 年以上连续的地温监测数据才能 有明确的结论。面对浅层地热能开发利用（地源热泵技术） ，要做的是严格遵守现行的有关规范， 做好水文地质勘察、回灌、监测等工作，让当前这项先进技术得到健康的发展和利用。 1 建筑物的空调、供暖、供热水不需要高品位热源建筑物的空调、供暖、供热水不需要高品位热源 如表 1

5、所示，4065oC 热水即可满足建筑物的冬季采暖、空调供暖、生活热水的需求，59oC 冷 水可满足建筑物夏季供冷的需求，建筑物不需要 95oC 这样高品位的热源。地源热泵技术的开发 利用恰好满足了这种需要，冬季采暖，不必依靠燃烧化石燃料（煤、石油、燃气）的供暖锅炉提供 高品位热水。一般地源热泵冬季可提供 4555oC 低品位热水，一种环保高温型水源热泵机组出水温 度可达 6070oC，可实现冬季制热、夏季制冷、提供生活热水的需求。 高维庭，男，1946 年 1 月生，大学，教授级高级工程师，手机 13860624285，E-mail：350108 福州市上街大学新区学园路福建工程学院环境与设备

6、工程系2 地源热泵极高能效比地源热泵极高能效比 表 2 是公共建筑节能设计标准GB501892005 第 5.4.5 条中的表 5.4.5，电机驱动压缩机的 蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组，在额定制冷工况和规定条件下，性能系数（COP）低限值的规定。表 3 是冷水机组能效限定值及能源效率等级 GB19577-2004 中“能源效率等级指标” 。其中 1 级是最 高级，2 级是节能型产品的门槛，3、4 级是代表我国的 平均水平，5 级是要淘汰的产品。 由表 2、表 3 可知公共建筑节能设计标准中活 塞/涡旋式冷水（热泵）机组制冷性能系数（COP）低 限值采用冷水机组能效限定值及能源效率等级的第 5

7、 级，螺杆机冷水（热泵）机组采用第 4 级，水冷离心 式冷水（热泵）机组采用第 3 级。由表 3 可知，额定工 况下水冷离心式冷水（热泵）机组制冷系数（COP）最 高级是第 1 级，为 6.10。 由于浅层地下恒温层温度25oC，地源热泵机组夏 季工作时冷凝温度降低，冬 季蒸发温度提高，因此地源 热泵机组的能效比要比空气 源热泵机组高许多。表 4 是 根据国家标准图集 03SR113 中 SGHP(A)型水源热泵机组 在名义制冷/制热工况下的 运行参数（制冷量、制冷功 率、制热量、制热功率）计 算得出的制冷/制热性能系 数。由表 4 可知，SGHP(A) 型水源热泵机组制冷性能系 数可高达 7

8、.3。表 4 SGHP(A)型水源热泵机组8在名义制冷、制热工况时的 COP同方高效型热泵SGHP 300ASGHP 500ASGHP 600ASGHP 900ASGHP 1000ASGHP 1200ASGHP 1800A 制冷量(kW)3335526611067110413212133 制冷功率(kW)477691148153184298 制热量(kW)29047857392695711471851表 1供水温度夏季供冷59oC，一般为 7oC2 常规空调 冬季供暖4065oC，一般为 60oC2温湿度独立控制空调系统去除室内余热的高温冷源18oC3散热器采暖95oC4 采暖 低温热水地板辐

9、射采暖60oC2生活热水供水温度使用温度60oC40oC5表 2 冷水（热泵）机组制冷性能系数6类型额定制冷量 （kW）性能系数 （W/W）活塞式/ 涡旋式528 5281163 11633.8 4.0 4.2螺杆式528 5281163 11634.10 4.30 4.60水冷离心式528 5281163 11634.40 4.70 5.10 活塞式/ 涡旋式50 502.40 2.60风冷或 蒸发冷却螺杆式50 502.60 2.80表 3 能源效率等级指标7能效等级 (COP，W/W) 类型 额定制冷量 CC（kW）1 2 3 4 5 CC50 3.20 3.00 2.80 2.602.

10、60 2.402.40 风冷式或 蒸发冷却式 50CC 3.40 3.20 3.00 2.802.80 2.602.60 CC528 5.00 4.70 4.404.40 4.104.10 3.803.80 528CC1163 5.50 5.10 4.704.70 4.304.30 4.004.00 水冷式 1163CC 6.10 5.60 5.105.10 4.604.60 4.204.20 注：本行由笔者添加水冷 离心式 螺杆机 活塞/ 涡旋式 制热功率(kW)66108130210217260421 制冷7.17.37.37.27.27.27.2COP制热4.44.44.44.44.44

11、.44.4注：名义制冷工况：冷冻水进水/出水温度 12oC/7oC；冷却水进水/出水温度 18oC/29oC。名义制热工况：冷冻水进水/出水温度 15oC/7oC；冷却水进水/出水温度 40oC/45.5oC。先进的地源热泵技术，以其高效、节能、减排、可持续的显著优点，在国内外得到迅速的发展 和利用。 3 国家政策支持国家政策支持 中央财政支持可再生能源建筑应用，继财政部、建设部 2006 年公布可再生能源建筑应用项 目评审办法 、 可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法之后，2009 年 7 月 6 日又公布了 可再生能源建筑应用城市示范实施方案 、 加快推进农村地区可再生能源建筑应用的实施

12、方案 ， 这两个方案对城市、农村地区可再生能源建筑应用给予有力的财政支持。 3.1 可再生能源建筑应用城市示范实施方案可再生能源建筑应用城市示范实施方案（财建2009305 号） 示范城市要求已对本地区太阳能、浅层地能等可再生资源进行评估，具备较好的可再生能源的 应用条件；在今后 2 年内新增可再生能源建筑应用面积应具备一定的规模，其中：地级市应用面积 不低于 200 万平方米，或应用比例不低于 30%；直辖市、副省级城市应用面积不低于 300 万平方米； 并将优先支持已出台促进可再生能源建筑应用政策法规的城市。 对纳入示范的城市，中央财政将予以专项补助。资金补助基准为每个示范城市 5000

13、万元，具 体根据 2 年内应用面积、推广技术类型、能源替代效果、能力建设情况等因素综合核定，切块到省。 推广应用面积大，技术类型先进适用，能源替代效果好，能力建设突出，资金运用实现创新，将相 应调增补助额度，每个示范城市资金补助最高不超过 8000 万元；相反，将相应调减补助额度。 3.2 加快推进农村地区可再生能源建筑应用的实施方案加快推进农村地区可再生能源建筑应用的实施方案（财建2009306 号） 以县为单位，加快推进农村地区可再生能源建筑应用的示范推广，节约与替代大量常规化石能 源；加快改善农村民房、农村中小学、农村卫生院等公共建筑供暖设施，保障与改善民生；带动清 洁能源等相关产业发展

14、，促进扩大内需与调整结构。 示范县今后 2 年内新增可再生能源建筑应用面积应具备一定规模，新增应用面积原则上不低于 30 万平方米。2009 年农村可再生能源建筑应用补助标准为：地源热泵技术应用 60 元/平方米，一 体化太阳能热利用 15 元/平方米，以分户为单位的太阳能浴室、太阳能房等按新增投入的 60%予以 补助。以后年度补助标准将根据农村可再生能源建筑应用成本等因素予以适当调整。每个示范县补 助资金总额将根据上述补助标准、可再生能源推广应用面积等审核确定。每个示范县补助资金总额 最高不超过 1800 万元。 3.3 国土资源部关于大力推进浅层地热能开发利用的通知国土资源部关于大力推进浅

15、层地热能开发利用的通知 (国土资发(2008)249 号） （2008.12.3） 浅层地热能是一种可再生的新型环保能源，也是一种特殊矿产资源，利用前景广阔。开发利用 浅层地热能对构建资源节约型和环境友好型社会、保障国家能源安全、改善我国现有能源结构、促 进国家节能减排战略目标的实现具有非常重要的意义。 （1）调查评价，查清浅层地热能资源）调查评价，查清浅层地热能资源 各省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门在 2010 年年底前，组织完成本行政区域内的浅层地热能调查评价工作。调查评价的范围为城市的城区和远 景规划建设区。调查评价内容主要是查明浅层地热能分布特点、赋存条件和地层热物性参数等，估

16、 算可利用资源量。 （2）编制规划，保障浅层地热能持续利用）编制规划，保障浅层地热能持续利用 各省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门要 组织有关单位，在调查评价的基础上，结合当地经济发展、城市建设、矿产资源规划和土地利用规 划，根据当地行政区域可再生能源开发利用中长期目标，于 2011 年 6 月底前，编制完成各城市(镇) 浅层地热能开发利用专项规划。专项规划应根据地质环境条件，划定适宜开发区、较适宜开发区和 不适宜开发区；依据水文地质条件，圈定适宜不同开发方式(地下水、地埋管)的地段，估算不同适 宜区浅层地热能可利用量，估算可能的供暖服务面积，提出合理的开发利用规模，为浅层地热能资源的可持续利用提供科学依据。 （3）加强监测，掌握开发利用动态）加强监测，掌握开发利用动