采用复合式系统。由于设计冷热峰值负荷出现的时间短,按设计冷热负荷匹配将导致机组容量和系统投资增加。宜按基本负荷来匹配地下换热器,其余冷负荷排热由冷却塔来承担,热负荷由辅助热源来承担。
策划设计
中心
杨海
波
二OO五年十一月
二十二日
附件:建设部办公厅“对北京市利用地源热泵情况的调研”
工作调研与信息
应大力推广使用新型和可再生能源
建设部办公
厅 2005年4月1日
---对北京市利用地源热泵情况的调研
根据部领导的指示,3月9日,建设部调研小组与北京市建委的有关同志,对北京市利用地源热泵技术的情况进行了调研。调研组与恒有源科技发展有限公司、北京友谊医院、山东富尔达公司、中电国华北京热电分公司等单位的负责人和技术专家进行了座谈,并实地考察了海淀区法院大楼等利用地源热泵技术的示范工程,通过会议座谈、实地考察、资料查考,并会同有关专家研究讨论,对于北京市利用地源热泵的状况有了初步了解,现将有关情况报告如下: 一、关于地源热泵技术及在全国的应用概况
地源热泵是一个广义的术语,它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和冷源的系统,即地下土壤热交换器地源热泵系统、地下水热泵系统、地表水(湖水、河水、海水及污水)热泵系统。 地源热泵供暖(冷)系统通过吸收大地的能量,包括土壤、井水、湖泊等天然能源,冬季从大地吸收热量,夏季向大地放出热量,再由热泵机组向建筑物供冷供热,是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的既可供暖又可制冷的新型空调供暖系统,可广泛应用于商业楼宇、公共建筑、住宅公寓、学校、医院等建筑物。据专家测算,我国浅层地能资源潜力巨大,仅百米内的土壤每年可采集的低温能量约为1.5×1012kw,而百米内地下水的每年可采集的低温能量约为2.2×108kw,分别相当于目前我国发电装机容量4亿kw的3750倍和一半。
地源热泵系统在冬季供暖时,不需要锅炉或增加辅助加热器,没
有氮氧化物、二氧化硫和烟尘的排放,因而无污染。由于是分散供暖,大大提高了城市能源安全。简单的系统组成,使得地源热泵系统无需专人看管,也无需经常维护,运行和维护费用低。简单的控制设备,运行灵活,系统可靠性强。没有冷却塔和其它室外设备,节省占地和空间。通常机组寿命均在15年以上。供暖(冷)的同时,可提供生活热水。
20世纪50年代欧洲和美国开始了研究地源热泵的第一次高潮,直到20世纪70年代,世界石油危机使得人们关注节能、高效用能,地源热泵的推广应用迅速展开。经过近50年的发展,地源热泵技术在北美和欧洲已经非常成熟,是一种广泛采用的供热空调系统,有一整套标准、规范、计算方法和施工工艺。在美国地源热泵系统占整个供暖空调系统的20%,是美国政府极力推广的节能环保技术。目前美国地源热泵的销售数量以每年20%的速度递增。
在我国,地源热泵的研究起始于20世纪80年代,最近5年该项技术成了国内建筑节能及暖通空调界热门的研究课题,并开始大量应用于工程实践,与此相关的热泵产品应运而生,掀起了一股“地热空调”的热潮。在工程应用方面,地下水地源热泵应用最多,主要采用“异井抽灌”和“单井抽灌”技术,最大单项工程建筑面积已达16万平方米。土壤源地源热泵发展最快,最大单项工程建筑面积已达13万平方米。1996年至今,在北京、山东、河南、辽宁、河北、江苏、浙江、湖北、上海、西藏等地建成了地源热泵工程,全国地源热泵系统的应用估计超过2000万平方米,地源热泵技术正被越来越多
的人们所了解。
二、北京市地源热泵应用情况和未范项目节能效果分析 (一)应用情况
近几年来,北京利用地源热泵技术为建筑物供暖(冷)的工程项目数量迅速增加。到2004年底,北京有500多万平方米的建筑利用地源热泵系统供暖(冷)。既有普通住宅、办公大楼、高级宾馆,也有学校、幼儿园、商场、医院、敬老院、档案馆、体育场馆、厂房、污水场站、景观水池等。大的建筑如金四季购物中心有118000平方米,小的建筑如海淀外国语学校体育馆4000平方米。恒有源科技发展有限公司自2001年在北京推出中央液态冷热源环境系统后,到2004年10月,应用工程已超过百项,面积达到200多万平方米。 据初步了解,目前,已经形成了一批提供供热泵技术、产品和服务的厂家,如北京恒有源科技发展有限公司、山东富尔达公司、法国CIAT公司、清华同方、富莱克斯、上海开利、中科能、东宇制冷、山东荷泽热泵厂等。还有一批从事地源热泵技术设计的单位。在北京地区,掌握地源热泵技术的系统集成商大约有20多家。 (二)示范项目节能效果分析
1、海淀区政府项目。该建筑为办公楼,建筑面积57000平方米,为普通非保温建筑。2003-2004年一个采暖季,在既供暖、又供新风和热水的情况下,每平方米耗电量31.91度,折合标准煤12.5公斤。如与采用燃煤锅炉房供暖能耗每平方米25公斤标准煤相比①,节能50%。
2、海淀区法院项目。该建筑为办公楼,建筑面积28978平方米,为普通非保温建筑。2003-2004年一个采暖季,在既供暖、又供新风和热水的情况下,每平方米耗电量26.12度,折合标准煤10.23公斤。如与采用燃煤锅炉房供暖,能耗每平方米25公斤标准煤相比,节能59%。
3、松麓饭店项目。该项目属于宾馆建筑,建筑面积10400平方米,是既有的普通非保温建筑。也是北京市统计局信息咨询中心监测的11个采用地源热泵技术中耗能排行第二高的项目,2003-2004年一个采暖季,在既供暖,又大量供应热水的情况下,每平方米耗电48.82度,折合标准煤19.13公斤,如与原燃煤锅炉房供暖能耗每平方米25公斤标准煤相比,节能24%。
4、北京菊儿胡同小区。该小区用地下水热泵供暖。每平米供暖折标准煤15公斤,比原燃煤锅炉房供暖能耗每平方米25公斤标准煤相比,节能40%,投资增量回收期约为6年。 5、初步结论
能耗。通过对典型项目的比较分析,使用地源热泵技术,仅供暖,可节省能源30-50%。
初投资。根据现有实际工程测算,地下水式地源热泵,系统初投资为300-400元/平方米;土壤地源热泵系统,初投资约为350-450元/平方米。总体地说,初投资比之目前常规燃煤锅炉房供暖系统,高出1-3倍,比之热电联产集中供热系统,高出34%-150%。但这种比较均未计算传统供热输送基础设施投资,也未量化计算地源热泵系