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地源熱泵
地源熱泵適用范圍及應用情況
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時間:2021-11-03 10:22:24瀏覽次數(shù):2898
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)從嚴寒地區(qū)至熱帶地區(qū)均適用,可為辦公樓、賓館、醫(yī)院、飯店、商店、超市、幼兒園、別墅、居民小區(qū)等各類建筑物提供冷暖兩用空調(diào)系統(tǒng),并可同時提供生活熱水。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的供暖和制冷費用只相當于普通空調(diào)系統(tǒng)供暖和制冷費用的30-70%。本項目所研究的技術成果在技術上已成熟,作為替代傳統(tǒng)供熱和供冷模式,具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/div>
已應用情況:中科院廣州能源研究所2002年承擔了國家“十五”重點攻關項目—高溫地源熱泵與采暖、空調(diào)、熱水聯(lián)供示范系統(tǒng),并已于2001年對中科院外國專家公寓原“鍋爐+制冷機”系統(tǒng)進行了改造,取得了很好的經(jīng)濟效益。此外,在北京,先后在中科院研究生院研究生宿舍樓、中國科學出版社、天普新能源示范樓等地建立了地源熱泵示范工程;在廣東地區(qū),先后在中科院廣州能源研究所、肇慶皇朝酒店、珠海農(nóng)業(yè)科學院、廣東外商活動中心等地建立了地源熱泵示范工程。
影響地源熱泵使用經(jīng)濟性的因素很多,如國家能源政策、環(huán)保政策、電與燃料價格、建筑環(huán)境、使用者和氣候條件等。根據(jù)我國目前的現(xiàn)狀,由于這些方面的因素而導致的運行費還有待進一步研究,難以獲得準確的結論,但是可以借鑒美國等發(fā)達國家的經(jīng)驗,世界環(huán)境保護組織在一份有關空調(diào)未來的報告中得出結論:設計安裝良好的地源熱泵,可以節(jié)約30%~40%甚至更高的供熱制冷空調(diào)的綜合運行費用。
由于技術方面的優(yōu)勢,可以節(jié)省運行費用40%~60%。
地源熱泵系統(tǒng)還可以集采暖、空調(diào)制冷和提供生活熱水于一身?!?a href="http://www.qddehua.com.cn/t/熱泵系統(tǒng).html" >熱泵系統(tǒng)可以替換原有的供熱鍋爐、制冷空調(diào)和生活熱水加熱的三套裝置或系統(tǒng),從而也增加了經(jīng)濟性。由此可得出結論:地源熱泵系統(tǒng)雖然由于室外部分比較復雜,初次投資高于普通空調(diào)系統(tǒng),但普通空調(diào)的運行費用遠高于地源熱泵系統(tǒng),—般幾年時間就可以將增加的初次投資回收。
普通空調(diào)壽命一般在15年左右,而地源熱泵的地下換熱器由于采用高強度惰件材料,埋地壽命至少50年。因此,從使用壽命和運行費用來考慮,地源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟性是高于普通空調(diào)系統(tǒng)的。
中國長江流域及其周邊地區(qū)有幾個省市,是中國經(jīng)濟高速發(fā)達的地區(qū),面積為180000km2,人口為5.5億,國民生產(chǎn)總值約占全國的48%,是一個人口最密集,經(jīng)濟、文化比較發(fā)達的地區(qū)。按照我國建筑氣候劃分,該地區(qū)屬于“夏熱冬冷”地區(qū)。即夏季氣候I:q熱,最熱月平均溫度為25~30℃且以28~30℃居多,多數(shù)地方高于35℃的酷熱天氣長達半個月至一個月,比世界上同緯度其他地區(qū)高出2℃左右,是地球上這個緯度范圍內(nèi)除沙漠干旱地區(qū)以外最炎熱的地區(qū),而且相對濕度經(jīng)常高達80%左右;冬季潮濕寒冷,最冷月平均溫度為2~7℃,大多數(shù)在2~5℃之間,是地球上同緯度冬季最寒冷的地區(qū)。長江中下游沿岸及以北一帶,日最低氣溫低于5℃的天數(shù)長達兩個月甚至三個月的時間,且相對濕度仍然很高,達73%~83%。因此該地區(qū)供冷和供暖大致相當,冷暖負荷基本相同,故適合在該地區(qū)推廣地源熱泵技術,從而充分發(fā)揮地下蓄能的作用。
長江流域及其周圍地區(qū)人口集中,能源消耗量大,污染問題突出,而且本地區(qū)能源資源相對比較匱乏,能源供給形勢嚴峻,因此從節(jié)約能源,改善能源結構和保護環(huán)境這些問題考慮,也應該推廣熱泵這項節(jié)能技術。
現(xiàn)在,在中北歐的瑞士、瑞典、奧地利、丹麥等國家,地源熱泵(土壤換熱器)技術利用處于領先地位,地埋管土壤換熱器熱泵得到廣泛的應用。據(jù) 1999 年統(tǒng)計,在家庭應用的供暖設備中,地源熱泵所占的比例:瑞士 96 ﹪、奧地利 38 ﹪、丹麥 27 ﹪。
在我國由于能源價格的特殊性以及人們節(jié)能、環(huán)保的認識程度等原因以及其它一些因素的影響,地源熱泵空調(diào)技術應用和發(fā)展比較緩慢,人們對之尚不十分了解,推廣較困難,然而隨著人們生活水平的提高,人均能耗的增長,一次性礦物能源的日益衰竭以及環(huán)境的日趨惡化,地源熱泵技術已越來越引起人們的重視。在目前節(jié)能和環(huán)保的潮流下,該技術以其特有的節(jié)能性和穩(wěn)定性受到行業(yè)的矚目,國內(nèi)許多院校、科研所作了大量的應用研究。國家建設部在《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》中專門作了推薦。為辦好本屆奧運會,北京市主管部門和科研部門全力合作,相繼進行了一些先進技術研究,國內(nèi)外專家提出以地源熱泵為代表的清潔能源符合“綠色奧運、科技奧運”的宗旨,應當在奧運工程建設中推廣、使用,會議形成倡議書遞交北京市政府和奧運會組委會,受到有關方面的高度重視,后詳細研究及考核,將地源熱泵中央空調(diào)作為 2008年北京奧運會指定選用的中央空調(diào)型式。早在很多年前,在國家政府所屬的建筑中就有使用地源熱泵的,最有代表性的就是毛主席紀念堂。
中國是一個能源消耗大國,據(jù)權威數(shù)字顯示,當前,我國每年社會終端能耗折合成電力總計為2萬億度,能源消耗總量達世界第二,相當于10個三峽電站的滿負荷處理,建筑能耗占全國能耗的1/4,其中采暖耗能占55%。所以節(jié)能、環(huán)保的地源中央空調(diào)前景廣闊、市場巨大。前不久,國務院出臺了4萬億拉動內(nèi)需的10項舉措,其中明確指出要加大基礎設施建設和生態(tài)環(huán)境建設,這對于地源中央空調(diào)來說必將迎來發(fā)展的“春天” 北京市于 2007 年 7 月 1 日,由發(fā)改委及其他八部委聯(lián)合發(fā)布了《關于印發(fā)關于發(fā)展熱泵系統(tǒng)的指導意見的通知》(京發(fā)改〔2006〕839 號),《指導意見》中明確提出了在建筑中使用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng),每平米補助 50 元;水源熱泵補助 35 元。從去年開始,國家分別將三個城市做為地源熱泵試點城市,分別是北京、天津、沈陽。大力發(fā)展地源熱泵?,F(xiàn)在在這三個城市,甚至全國,地源熱泵已經(jīng)如火如荼。
現(xiàn)在國家努力引導發(fā)展地源熱泵,現(xiàn)在國家的一些政府部門的建筑,學校,醫(yī)院等,都進行了地源熱泵改造,例如我公司參與了多個學校,醫(yī)院,政府機關的地源熱泵改造工程,并取得了驕人的成績,而且現(xiàn)在正是奧運會的關鍵時刻,很多項目也都使用地源熱泵,如奧運會的部分場館,奧運森林公園等等都使用地源熱泵;不光國家的項目,現(xiàn)在很多的私人企業(yè)辦公場所,別墅等區(qū)域都在尋找做地源熱泵的廠家、經(jīng)銷商。我們在尋找項目的同時他們也在尋找我們。去年我公司在北京等地域在別墅方面的地源熱泵系統(tǒng)占有一定的優(yōu)勢?,F(xiàn)在是一個機會,地源熱泵一定會發(fā)展,是個發(fā)展趨勢。 統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,2005年,我國地源熱泵系統(tǒng)的應用面積約為3000萬平方米,這一數(shù)字到了2007年上升至8000萬。雖然統(tǒng)計結果還沒有出來,然而據(jù)專家估計,2008年我國地源熱泵系統(tǒng)新增的應用面積將在3000萬平方米以上,甚至可以達到并超過4000萬平方米。
3.1、北京已安裝1800萬平方米,十一五期間計劃每年安裝600萬平方米,2010年安裝到3500萬平方米。2008年北京奧運會主體育場“鳥巢”使用了地源熱泵,從土壤中吸收能量,用于補償體育場空調(diào)系統(tǒng)等。地源熱泵是一種使用可再生能源、節(jié)能、環(huán)保的系統(tǒng),通過地埋換熱管,冬季吸收土壤中蘊含的熱量為“鳥巢”供熱,夏季吸收土壤中存貯的冷量向“鳥巢”供冷。
據(jù)統(tǒng)計,北京奧運會實施了358個“綠色奧運”項目,包括新能源項目69項、建筑節(jié)能項目168項、水資源項目121項。奧運工程共建設了9個太陽能的熱水系統(tǒng)。4個項目建設了地源熱泵,3個項目建設了水源熱泵,還有兩個項目直接利用了地熱。 在200萬平方米的奧運工程中,有26.7%的面積將使用可再生能源等綠色能源。168個建筑節(jié)能項目所節(jié)約的能源,相當于每年減少20萬噸二氧化碳的排放。
3.2、 早在2006年9月29日,在沈陽市推進地源熱泵系統(tǒng)建設和應用現(xiàn)場會上,國家建設部資源節(jié)約辦公室副主任梁俊強宣布沈陽市被確定為全國地源熱泵技術推廣試點城市。2006年11月11日,沈陽市政府辦公廳又下發(fā)了“關于全面推進地源熱泵系統(tǒng)建設和應用工作的實施意見”沈政發(fā)〔2006〕20號文件,市政府決定在全市已經(jīng)形成地源熱泵供熱(制冷)面積312萬平方米的基礎上,全面推進地源熱泵系統(tǒng)建設和應用。
沈政發(fā)〔2006〕20號文件中明確規(guī)定:從2008年起,每年建設和應用地源熱泵技術不少于1600萬平方米,其中新建1000萬平方米,改建、改造600萬平方米,截止2008年底,已完成2900萬平方米。至2010年底,計劃全市實現(xiàn)地源熱泵技術應用面積6500萬平方米,占全市當期供熱面積的32.5%。文件指出:對正在申報但未審批的建設項目和已經(jīng)審批但尚未開工建設的項目,原則上都要采用地源熱泵技術。對已開工建設但未竣工的項目,原則上都要改為采用地源熱泵技術。對已投入使用的公建,重點是機關辦公場所、賓館、酒店、寫字樓等耗能大的建筑物要抓緊進行改造,采用地源熱泵技術;對已投入使用的住宅,在具備條件的情況下,重點要對供熱質(zhì)量差的進行改造,采用地源熱泵技術。同時政府對于采用地源熱泵的相關單位也給予了扶持政策,包括:降低運營成本,給予資金支持,提供技術保證,加強政務服務,培育產(chǎn)業(yè)發(fā)展等相關利好政策。
3.3、重慶地源熱泵技術在國內(nèi)位居前列。重慶市已有渝中區(qū)化龍橋項目B3/01地塊、開縣人民醫(yī)院業(yè)務綜合樓、珠江?太陽城和南江水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊集資樓四個項目入選國家級可再生能源建筑應用示范工程,獲得約3000萬元的國家財政資助。
地源熱泵是最經(jīng)濟的節(jié)能環(huán)保型中央空調(diào)系統(tǒng)。它是利用地下常溫土壤或地下水溫度相對穩(wěn)定的特性,進行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng)。重慶市試驗顯示,采用江水源熱泵機組較常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能30%左右。
重慶市推廣地源熱泵的最大優(yōu)勢,是地下多是砂巖,密度大、導熱系數(shù)高,地下埋管換熱性能比北京、上海高15%至20%。不利之處則是重慶市夏季冷負荷遠遠大于冬天的供暖負荷,造成地下巖土的吸、放熱難。 據(jù)了解,重慶市日前出臺了《重慶市可再生能源建筑應用示范工程專項補助資金管理暫行辦法》。《辦法》規(guī)定,對利用可再生能源熱泵機組的空調(diào),按機組額定制冷量每千瓦補貼人民幣800元,利用可再生能源提供生活熱水的高溫熱泵機組,按機組額定制熱量每千瓦補貼人民幣900元。
3.4、眼下,作為一種替代燃煤和電能供熱制冷的新技術——地源熱泵技術正在青島市得到快速推廣。青島通過采取服務與監(jiān)督并舉、管理與引導結合的監(jiān)管模式,大力推廣使用地源熱泵技術,引導房地產(chǎn)業(yè)和建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益、社會效益的統(tǒng)一。 2006年,青島市城陽區(qū)千禧國際村三期住宅項目在全市率先采用地源熱泵技術進行試點。在試點成功的基礎上,地源熱泵技術在青島很快進入推廣使用階段。經(jīng)過短短兩年的推廣,僅青島城陽區(qū)已有9個約60萬平方米的建筑項目采用了地源熱泵中央空調(diào)技術。同時,在推廣使用的廣度方面也實現(xiàn)重大突破,由原先僅僅應用在住宅開發(fā)項目上,已廣泛推廣到其他各類建筑項目。目前,銀盛泰商務港、城陽區(qū)經(jīng)貿(mào)中心、海都國際、藍鉆商務等4個公共建筑和四方機車車輛廠等2個工業(yè)項目,均采用了地源熱泵技術。
3.5、 2003年,地源熱泵銷售市場及制造企業(yè)、銷售商才開始進入快速成長的階段。目前,廣東地區(qū)已經(jīng)成為中國熱泵行業(yè)最主要的生產(chǎn)基地和消費市場。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前廣東地區(qū)的熱泵企業(yè)大約有197家,主要分部在廣州、東莞、佛山、珠海、中山、深圳等地區(qū)。其中,廣州地區(qū)熱泵企業(yè)有67家,所占比重34%,如:同益、德能、瑞姆、中宇、西萊克等;佛山地區(qū)熱泵企業(yè)51家,所占比重為26%,如:確正、美的、長菱等;東莞地區(qū)有熱泵企業(yè)26家,所占比重13%,如:豪瓦特、新時代、科陽等。 廣東地區(qū)熱泵企業(yè)數(shù)量占到全國半數(shù)以上,而且規(guī)模較大的企業(yè)有80%以上都聚集于此,估計廣東熱泵產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能至少占到全國總量的65%以上,另外,廣東熱泵產(chǎn)業(yè)正處于快速成長階段,大量資本注入,企業(yè)數(shù)量激增,權威專家預測,由于熱泵行業(yè)前景廣闊,目前很多家電企業(yè)及其他資本會在近期迅速進入廣東熱泵市場,未來幾年廣東的熱泵產(chǎn)能還會急速擴張。 國內(nèi)的地源熱泵品牌:清華同方、富爾達、克萊門特、以萊特、美意、中宇、希望深藍、美的、際高、 貝萊特、計科、和風銀燕、北京恒有源、山東宏力、煙臺藍德、濰坊科靈、大連奧德、天加、濰坊華瑞、匯中、金萬眾。
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