水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范课件

CABR水源地源热泵高效应用关水源地源热泵高效应用关水源地源热泵高效应用关水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范键技术研究与示范键技术研究与示范键技术研究与示范中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院徐徐 伟伟 水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范中国建筑科学研究院徐 课题的提出及目标一一参加单位二二主要研究内容及成果三三课题的提出及目标一参加单位二主要研究内容及成果三水、地源热泵的水、地源热泵的发展和推广发展和推广发展中仍然存在一些问题发展中仍然存在一些问题能源紧张能源紧张环境恶化环境恶化发展可再生能源发展可再生能源实现低碳经济实现低碳经济确保可持续发展确保可持续发展资源短缺资源短缺一一一一 课题的提出及目标课题的提出及目标课题的提出及目标课题的提出及目标水、地源热泵的发展中仍然存在一些问题能源紧张环境恶化发展可再水源地源热泵高效应用关键技术水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范研究与示范缺乏软件指导缺乏软件指导水、地源热泵水、地源热泵工程的设计工程的设计国产水源热泵国产水源热泵产品性能有待产品性能有待提高，污水、提高，污水、海水用机组有海水用机组有待开发待开发制约了水、地源热泵的制约了水、地源热泵的发展和推广发展和推广为解决这些问题为解决这些问题缺乏对水、地缺乏对水、地源热泵适宜应源热泵适宜应用区域研究用区域研究,无无法对项目规划法对项目规划做出有效指导做出有效指导缺乏区域地质缺乏区域地质资源方面的研资源方面的研究及热泵系统究及热泵系统对环境影响的对环境影响的研究研究水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范缺乏软件指导国产水源热1制定资源规划方案制定资源规划方案 根据我国水、地源热泵应用的实际现状，建立资源数据库，分析评估区域资源潜力，提出不同区域水、地源热泵系统应用资源方案。3提供水源地源热泵提供水源地源热泵系统工程实际应用系统工程实际应用的关键技术。的关键技术。建立水、地源热泵系统分析和优化设计方法。开发关键技术设备机组，建立示范工程项目。2制定水地源热泵应制定水地源热泵应用评估体系。用评估体系。针对现状建立水、地源热泵系统对环境影响评估方法。制定水、地源热泵应用条件及适用范围技术导则。课题的目标课题的目标课题的目标课题的目标1制定资源规划方案 根据我国水、地源热泵应用的实际现状，中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院中国地质科学院水文地质环境地质研究所中国地质科学院水文地质环境地质研究所山东富尔达空调设备有限公司山东富尔达空调设备有限公司重庆大学重庆大学哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学主要参加单位主要参加单位主要参加单位主要参加单位二二二二 主要参加单位主要参加单位主要参加单位主要参加单位中国建筑科学研究院中国地质科学院水文地质环境地质研究所山东富参与单位参与单位山东亚特尔济南泰勒斯际高建业北京市华清宝业集团浙江南京丰盛能2、水源地源热泵系统资源利用规划研究、水源地源热泵系统资源利用规划研究3、土壤源热泵系统应用技术研究、土壤源热泵系统应用技术研究4、地下水、地表水源热泵系统应用技术研究、地下水、地表水源热泵系统应用技术研究5、污水源热泵系统取水及换热技术研究、污水源热泵系统取水及换热技术研究6、水源地源热泵系统高效热泵机组开发、水源地源热泵系统高效热泵机组开发1、水源地源热泵技术适宜性研究、水源地源热泵技术适宜性研究7、水源地源热泵系统工程示范研究、水源地源热泵系统工程示范研究三三三三 主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研究内容2、水源地源热泵系统资源利用规划研究3、土壤源热泵系统应用技污水源污水源热泵热泵地表水地表水源热泵源热泵土壤源土壤源热泵热泵地下水地下水源热泵源热泵海水源海水源热泵热泵适宜性研究适宜性研究适宜性研究适宜性研究1 1 适宜性研究适宜性研究适宜性研究适宜性研究污水源热泵地表水源热泵土壤源热泵地下水源热泵海水源热泵适宜性1.11.1土壤源热泵适宜性研究土壤源热泵适宜性研究土壤源热泵适宜性研究土壤源热泵适宜性研究土壤源热泵系统适宜性资源性条件资源性条件系统性条件系统性条件办公建筑办公建筑居住建筑居住建筑单一系统单一系统复合系统复合系统1.1土壤源热泵适宜性研究土壤源热泵系统适宜性资源性条件系统单一性土壤源热泵适宜性单一性土壤源热泵适宜性 岩土体资源条件岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件土壤源热泵系统性条件土壤的土壤的土壤的土壤的平均温平均温平均温平均温度度度度节能性节能性经济性经济性环保性环保性平衡性平衡性系统能系统能系统能系统能效比效比效比效比投资回投资回投资回投资回收期收期收期收期标煤替标煤替标煤替标煤替代量代量代量代量(碳减排碳减排碳减排碳减排)吸排热吸排热吸排热吸排热量不平量不平量不平量不平衡率衡率衡率衡率 （1 1）单一式土壤源热泵宜性评价层次结构图）单一式土壤源热泵宜性评价层次结构图 单一性土壤源热泵适宜性 岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件土复合式土壤源热泵适宜性复合式土壤源热泵适宜性 岩土体资源条件岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件土壤源热泵系统性条件土壤的土壤的土壤的土壤的平均温平均温平均温平均温度度度度节能性节能性经济性经济性环保性环保性系统能系统能系统能系统能效比效比效比效比投资回投资回投资回投资回收期收期收期收期标煤替标煤替标煤替标煤替代量代量代量代量(碳减排碳减排碳减排碳减排)（2 2）复合式土壤源热泵宜性评价层次结构图）复合式土壤源热泵宜性评价层次结构图 复合式土壤源热泵适宜性 岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件土水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范课件水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范课件水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范课件1.21.2地下水源热泵适宜性研究地下水源热泵适宜性研究地下水源热泵适宜性研究地下水源热泵适宜性研究地下水源热泵系统适宜性资源性条件资源性条件系统性条件系统性条件公共建筑公共建筑居住建筑居住建筑1.2地下水源热泵适宜性研究地下水源热泵系统适宜性资源性条件地下水源热泵适宜性地下水源热泵适宜性 水文地质因素水文地质因素场地施工因素场地施工因素社会经济因素社会经济因素气象因素气象因素环境保护因素环境保护因素年年年年均均均均气气气气温温温温富富富富水水水水性性性性水水水水温温温温矿矿矿矿化化化化度度度度地地地地形形形形地地地地貌貌貌貌回回回回灌灌灌灌条条条条件件件件人人人人口口口口密密密密度度度度人人人人均均均均G GD DP P年年年年均均均均降降降降雨雨雨雨量量量量降降降降雨雨雨雨漏漏漏漏斗斗斗斗地地地地裂裂裂裂缝缝缝缝地地地地面面面面裂裂裂裂缝缝缝缝（1）地下水源）地下水源热泵资源性适宜评价层次结构图热泵资源性适宜评价层次结构图 地下水源热泵适宜性 水文地质因素场地施工因素社会经济因素气象我国地下水源热泵资源性我国地下水源热泵资源性适宜分区图适宜分区图 我国地下水源热泵资源性地下水源热泵系统性条件地下水源热泵系统性条件节能性节能性经济性经济性环保性环保性与常规与常规与常规与常规系统相系统相系统相系统相比的节比的节比的节比的节能率能率能率能率投资回投资回投资回投资回收期收期收期收期标煤替标煤替标煤替标煤替代量代量代量代量(碳减排碳减排碳减排碳减排)（2）地下水源）地下水源热泵资源性适宜评价层次结构图热泵资源性适宜评价层次结构图 地下水源热泵系统性条件节能性经济性环保性与常规系统相比的节能我国地下水源热泵应用于公共建筑我国地下水源热泵应用于公共建筑适宜性分区图适宜性分区图 我国地下水源热泵应用于公共建筑我国地下水源热泵应用于住宅建筑我国地下水源热泵应用于住宅建筑适宜性分区图适宜性分区图 我国地下水源热泵应用于住宅建筑1.3 1.3 地表水源热泵适宜性研究地表水源热泵适宜性研究地表水源热泵适宜性研究地表水源热泵适宜性研究地表水源热泵系统适宜性资源性条件资源性条件系统性条件系统性条件能效方面能效方面经济方面经济方面社会环境方面社会环境方面1.3 地表水源热泵适宜性研究地表水源热泵系统适宜性资源性条地表水源热泵适宜性地表水源热泵适宜性 经济方面经济方面B2水资源水资源水资源水资源C1C1取水温度取水温度取水温度取水温度D1D1能效方面B1社会环境方面社会环境方面B3气候气候气候气候C2C2技术技术技术技术C3C3初投资初投资初投资初投资C4C4运行费运行费运行费运行费C5C5社会支撑社会支撑社会支撑社会支撑能力能力能力能力C6C6水质水质水质水质D2D2取水水量取水水量取水水量取水水量D3D3取回水方取回水方取回水方取回水方式式式式D5D5机组效率机组效率机组效率机组效率D6D6水体热污水体热污水体热污水体热污染染染染D14D14城市热岛城市热岛城市热岛城市热岛效应效应效应效应D15D15气温气温气温气温D4D4取回水投资取回水投资取回水投资取回水投资D7D7机组价格机组价格机组价格机组价格D8D8系统运行系统运行系统运行系统运行所耗费电所耗费电所耗费电所耗费电量量量量D9D9系统运行系统运行系统运行系统运行所耗费电所耗费电所耗费电所耗费电量量量量D10D10人工费人工费人工费人工费D11D11 管理费管理费管理费管理费D12D12人均人均人均人均GDPGDPD13D13（1 1）地表水源热泵适宜性评价层次结构图）地表水源热泵适宜性评价层次结构图 社会环境社会环境社会环境社会环境方面方面方面方面C7C7地表水源热泵适宜性 经济方面B2水资源C1取水温度D1能效方我国地表水源热泵适宜性分区图我国地表水源热泵适宜性分区图 我国地表水源热泵适宜性分区图 1.4 1.4 海水源热泵适宜性研究海水源热泵适宜性研究海水源热泵适宜性研究海水源热泵适宜性研究海水源热泵系统适宜性资源性条件资源性条件系统性条件系统性条件办公建筑办公建筑1.4 海水源热泵适宜性研究海水源热泵系统适宜性资源性条件系海水源源热泵适宜性海水源源热泵适宜性 海水资源条件海水资源条件海水源热泵系统性条件海水源热泵系统性条件海水海水海水海水温度温度温度温度节能性节能性经济性经济性环境性环境性系统能系统能系统能系统能效比效比效比效比运行运行运行运行费用费用费用费用标煤替标煤替标煤替标煤替代量代量代量代量(碳减排碳减排碳减排碳减排)（1 1）海水源热泵适宜性评价层次结构图）海水源热泵适宜性评价层次结构图 海水源源热泵适宜性 海水资源条件海水源热泵系统性条件海水节能我国海水源热泵适宜性分区图我国海水源热泵适宜性分区图 我国海水源热泵适宜性分区图 1.5 1.5 污水源热泵适宜性研究污水源热泵适宜性研究污水源热泵适宜性研究污水源热泵适宜性研究污水源热泵系统适宜性经济性经济性环保性环保性当地常规能源当地常规能源节能性节能性污水源热泵系统污水源热泵系统1.5 污水源热泵适宜性研究污水源热泵系统适宜性经济性环保性污水源热泵适宜性评价污水源热泵适宜性评价 经济方面经济方面能耗方面能耗方面环境方面环境方面费费费费用用用用年年年年值值值值寿寿寿寿命命命命周周周周期期期期成成成成本本本本投投投投资资资资回回回回收收收收期期期期一一一一次次次次能能能能耗耗耗耗标标标标煤煤煤煤量量量量一一一一次次次次能能能能源源源源利利利利用用用用率率率率废废废废气气气气排排排排放放放放量量量量噪噪噪噪声声声声（1 1）污水源热泵适宜性评价层次结构图）污水源热泵适宜性评价层次结构图 评价方案评价方案污水源热泵适宜性评价 经济方面能耗方面环境方面费用年值寿命周我国污水源热泵适宜性分区图我国污水源热泵适宜性分区图 我国污水源热泵适宜性分区图 2 2 水源地源热泵系统资源利用规划研究水源地源热泵系统资源利用规划研究水源地源热泵系统资源利用规划研究水源地源热泵系统资源利用规划研究浅层地温浅层地温能数据库能数据库地表水数据库地表水数据库及环境影响评及环境影响评估体系的建立估体系的建立地源热泵发地源热泵发展研究报告展研究报告污水能污水能数据库数据库2 水源地源热泵系统资源利用规划研究浅层地温地表水数据库及2.1 地源热泵发展研究报告地源热泵发展研究报告 2.1 地源热泵发展研究报告 2.2 地源热泵浅层地温能数据库的建立地源热泵浅层地温能数据库的建立（1 1）全国各省可利用浅层地温能（）全国各省可利用浅层地温能（kWhkWh）2.2 地源热泵浅层地温能数据库的建立（1）全国各省可利用浅（2 2）全国各省可利用浅层地温能比例分布）全国各省可利用浅层地温能比例分布（2）全国各省可利用浅层地温能比例分布 2.3 地表水数据库的建立地表水数据库的建立（1 1）地表水水体温度分布数据库）地表水水体温度分布数据库2.3 地表水数据库的建立（1）地表水水体温度分布数据库地表水水体温度分布数据库操作界面：地表水水体温度分布数据库操作界面：地表水水体温度分布数据库操作界面：（2 2）地表水源热泵受纳水体环境质量评价体系的建立）地表水源热泵受纳水体环境质量评价体系的建立湖水源热泵受纳水体环境质量评价湖水源热泵受纳水体环境质量评价水温因素水温因素水质指标水质指标浮游生物浮游生物细细 菌菌夏夏季季最最高高水水温温温温升升冬冬冬冬季季季季周周周周平平平平均均均均最最最最大大大大温温温温降降降降溶溶溶溶解解解解氧氧氧氧浓浓浓浓度度度度高高高高锰锰锰锰酸酸酸酸钾钾钾钾指指指指数数数数总总总总磷磷磷磷浓浓浓浓度度度度总总总总氮氮氮氮浓浓浓浓度度度度P PH H值值总总总总硬硬硬硬度度度度Shannon-Wiener指数Margalef丰富度指数Pielou均匀度指数Shannon-Wiener指数Pielou均匀度指数Simpson指数（2）地表水源热泵受纳水体环境质量评价体系的建立湖水源热泵受 将指标评价标准分为将指标评价标准分为5 5个等级，分别赋予个等级，分别赋予5 5分、分、4 4分、分、3 3分、分、2 2分、分、1 1分；最后确定了综合评判标准，将水体环境划定为分；最后确定了综合评判标准，将水体环境划定为“理想状态、理想状态、良好状态、一般状态、较差状态和恶劣状态良好状态、一般状态、较差状态和恶劣状态”，对应相应分值为，对应相应分值为0.8-1.00.8-1.0分，分，0.6-0.80.6-0.8分，分，0.4-0.60.4-0.6分，分，0.2-0.40.2-0.4分及分及0.20.2分。分。将指标评价标准分为5个等级，分别赋予5分、4分、3分、2理想状态 良好状态一般状态较差状态水体生物群落结构完整，功能性较强，水体热承载能力强，生态环境问题不明显，基本上未受到热泵影响 水体生物群落结构尚完整，功能尚好，一般干扰下可恢复，生态环境问题不显著，较少受到热泵影响 水体生物群落结构不稳定，功能受损严重但尚可维持基本功能，受影响后易恶化，出现生态环境问题，受到热泵影响 水体生物群落结构变化较大功能不全，受干扰后恢复困难，生态环境问题较大，灾害较多，受到热泵较大影响 恶劣状态水体生物群落结构残缺不全功能低下，恢复与重建很困难，生态环境问题很大，并经常演变成灾害，受到热泵影响很大 地表源热泵水体环境质量评价综合判别指标特性：地表源热泵水体环境质量评价综合判别指标特性：理想状态 良好状态一般状态较差状态水体生物群落水体生物群落水2.4 城市污水数据库的建立城市污水数据库的建立数据库开始界面：数据库开始界面：查询界面：查询界面：2.4 城市污水数据库的建立数据库开始界面：查询界面：（1 1）全国各地城市应用污水源热泵节能潜力分析：）全国各地城市应用污水源热泵节能潜力分析：（1）全国各地城市应用污水源热泵节能潜力分析：（2 2）全国各省污水利用潜力比例分布）全国各省污水利用潜力比例分布（2）全国各省污水利用潜力比例分布 3 3 土壤源热泵系统应用技术研究土壤源热泵系统应用技术研究土壤源热泵系统应用技术研究土壤源热泵系统应用技术研究土壤源热泵土壤源热泵土壤源热泵土壤源热泵应用技术应用技术应用技术应用技术施工技术施工技术施工技术施工技术完善完善完善完善设计软件的设计软件的设计软件的设计软件的开发开发开发开发热物性测试热物性测试热物性测试热物性测试仪开发研制仪开发研制仪开发研制仪开发研制规范规范规范规范修编修编修编修编复合式系复合式系复合式系复合式系统优化统优化统优化统优化3 土壤源热泵系统应用技术研究土壤源热泵应用技术施工技术设功能功能输入条件输入条件输出条件输出条件1、通过岩土热响应、通过岩土热响应试验数据获得岩土试验数据获得岩土综合热物性参数；综合热物性参数；2、根据基础参数条、根据基础参数条件，进行土壤源热件，进行土壤源热泵系统工程的进出泵系统工程的进出水温度、土壤温度水温度、土壤温度的计算，适合进行的计算，适合进行地埋管换热器设计。地埋管换热器设计。钻孔参数钻孔参数U型管参数型管参数流体参数流体参数岩土物性参数岩土物性参数负荷文件负荷文件运行时间等运行时间等1、地埋管进出水、地埋管进出水温度、土壤温度；温度、土壤温度；输出形式可为文件输出形式可为文件和图形；和图形；2、最不利工况热、最不利工况热泵机组进出口温度，泵机组进出口温度，即地埋管进出水温即地埋管进出水温度的最大、小值；度的最大、小值；土壤温度变化值。土壤温度变化值。3.1 土壤源热泵设计软件开发土壤源热泵设计软件开发功能输入条件输出条件1、通过岩土热响应试验数据获得岩土综合热软件模块软件模块输入模块界面输入模块界面软件模块热物性拟合界面：热物性拟合界面：热物性拟合界面：3.2 岩土热物性测试技术研究岩土热物性测试技术研究11、健全标准体系；2、促进地源热泵系统健康发展31、开发出满足工程设计需求的岩土热物性测试仪；2、制定一套完整的测试分析方法。21、开发土壤源热泵地下换热模型；2、开发土壤源热泵地下热换热器工程设计用的测试仪器。目标目标内容内容产出产出3.2 岩土热物性测试技术研究11、健全标准体系；31、开发第一代岩土热物性测试仪第一代岩土热物性测试仪外观外观第一代岩土热物性测试仪简介第一代岩土热物性测试仪简介第一代岩土热物性测试仪外观第一代岩土热物性测试仪简介第二代岩土热物性测试仪第二代岩土热物性测试仪操控界面操控界面第二代岩土热物性测试仪外形第二代岩土热物性测试仪外形第二代岩土热物性测试仪操控界面第二代岩土热物性测试仪外形岩土热物性测试的实际应用岩土热物性测试的实际应用北京建研科技园土壤源热泵系统工程（已投入运行）北京建研科技园土壤源热泵系统工程（已投入运行）建研科技园总体鸟瞰图建研科技园总体鸟瞰图 现场测试照片现场测试照片通过实地测量得到了当地真实的岩土热物性参通过实地测量得到了当地真实的岩土热物性参数，利用这些参数，较好的指导了地源热泵空数，利用这些参数，较好的指导了地源热泵空调系统的设计，经过严格的经济性和节能性分调系统的设计，经过严格的经济性和节能性分析后，能够达到预期的目标。析后，能够达到预期的目标。截止到目前，已在北至呼和浩特，南至杭州，共计对约20个省市自治区进行了岩土热物性测试，掌握了大量的一手材料。岩土热物性测试的实际应用北京建研科技园土壤源热泵系统工程（已土壤源热泵土壤源热泵土壤源热泵土壤源热泵土壤源热泵土壤源热泵系统与锅炉系统与锅炉系统与锅炉系统与锅炉系统与锅炉系统与锅炉复合系统复合系统复合系统复合系统复合系统复合系统3.3 复合式土壤源热泵系统优化研究复合式土壤源热泵系统优化研究土壤源热泵土壤源热泵土壤源热泵土壤源热泵系统与冰蓄系统与冰蓄系统与冰蓄系统与冰蓄冷复合系统冷复合系统冷复合系统冷复合系统土壤源热泵土壤源热泵土壤源热泵土壤源热泵系统与冷却系统与冷却系统与冷却系统与冷却塔复合系统塔复合系统塔复合系统塔复合系统冷却塔与地埋管冷却塔与地埋管冷却塔与地埋管冷却塔与地埋管并联运行优于串并联运行优于串并联运行优于串并联运行优于串联。联。联。联。当允许土壤的年当允许土壤的年当允许土壤的年当允许土壤的年平均温度上升平均温度上升平均温度上升平均温度上升334 4时，系统运时，系统运时，系统运时，系统运行费用最低行费用最低行费用最低行费用最低 复合系统与单独土复合系统与单独土复合系统与单独土复合系统与单独土壤源热泵系统相比壤源热泵系统相比壤源热泵系统相比壤源热泵系统相比运行费用降低运行费用降低运行费用降低运行费用降低30%30%。复合系统的排热量复合系统的排热量复合系统的排热量复合系统的排热量增加，但仍可减少增加，但仍可减少增加，但仍可减少增加，但仍可减少15%15%以上的地埋管以上的地埋管以上的地埋管以上的地埋管钻孔钻孔钻孔钻孔。当地埋管出水当地埋管出水当地埋管出水当地埋管出水为为为为6 6时时时时,为启为启为启为启动锅炉最佳温动锅炉最佳温动锅炉最佳温动锅炉最佳温度。度。度。度。土壤源热泵3.3 复合式土壤源热泵系统优化研究土壤源热泵土壤3.4 修编修编地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范（2005版）版）核心：核心：增加附录增加附录C C岩土热响应岩土热响应试验试验2 2、明确界定应当实施岩土、明确界定应当实施岩土热响应试验的应用建筑规模热响应试验的应用建筑规模1 1、增加、增加4 4条条文说明条条文说明3 3、明确规定岩土热响、明确规定岩土热响应试验及报告的内容应试验及报告的内容4 4、明确规定进行岩土、明确规定进行岩土热响应试验应符合的条件热响应试验应符合的条件6 6、制定一套完整的、制定一套完整的岩土热响应试验方法岩土热响应试验方法5 5、对测试仪表精度给予限定、对测试仪表精度给予限定3.4 修编地源热泵系统工程技术规范（2005版）核心岩土热响应试验一般规定测试仪表岩土热响应试验方法试验前应进行勘察，确定试验方案和孔数规定试验进行中应当记录的参数规定试验报告的内容规定试验的注意事项对关键测量仪器提出精度要求制定出一套完整的测试步骤对测试过程加以明确对测试试验的关键性参数提出具体要求岩土热响应试验一般规定测试仪表岩土热响应试验方法试验前应进行地埋管换热系统地埋管换热系统地埋管换热系统地埋管换热系统 回填回填工艺工艺成成井井 钻井钻井工艺工艺施工组织及施工组织及方案确定方案确定 3.5 地源热泵系统施工技术完善地源热泵系统施工技术完善 井群井群布置布置地埋管换热系统 回填成钻井施工组织及3.5 地源热泵系统施工4 4 地下水、地表水源热泵系统应用技术研究地下水、地表水源热泵系统应用技术研究地下水、地表水源热泵系统应用技术研究地下水、地表水源热泵系统应用技术研究地下水地下水地表水地表水应用技术应用技术地表水工程地表水工程应用方法应用方法和计算软件和计算软件地下水源热地下水源热泵系统综合节泵系统综合节能优化设计能优化设计方法方法4 地下水、地表水源热泵系统应用技术研究地下水地表水工程地4.1 地表水工程应用计算方法和软件地表水工程应用计算方法和软件单温、分层单温、分层单温、分层单温、分层全年水源温度模拟计算系统水温模拟计算闭式盘管换热器设计计算地表水、地下水地表水、地下水系统能耗模拟计算浸没式浸没式4.1 地表水工程应用计算方法和软件单温、分层单温、分层全年多层水温拟合界面：多层水温拟合界面：实现了对深水体的垂向温度分层实现了对深水体的垂向温度分层模拟，解决了以往单点温度模拟模拟，解决了以往单点温度模拟对水深大于一定值时不准确的局对水深大于一定值时不准确的局限。限。多层水温拟合界面：实现了对深水体的垂向温度分层模拟，解决了以地表水工程计算软件界面：地表水工程计算软件界面：n全年水源温度模拟计算（单温、分层）n热泵机组进、出水温模拟计算（单温、分层）n系统能耗模拟(地表水、地下水)地表水工程计算软件界面：全年水源温度模拟计算（单温、分层）4.2 地下水源热泵系统综合节能优化设计方法地下水源热泵系统综合节能优化设计方法（1 1）工程用地下水源热泵群井方案优化模拟方法：）工程用地下水源热泵群井方案优化模拟方法：井群优化模拟井群优化模拟内容内容2、对不同水文地质条件、井结构等诸多因素下的热贯进行通模拟研究，得出适合工程模拟分析的结论和方法。1、建立了地下水地源热泵系统含水层热量运移的数学模型。.4.2 地下水源热泵系统综合节能优化设计方法（1）工程用地下单纯孔隙率与渗透率对热贯通影响单纯孔隙率与渗透率对热贯通影响不大，土壤类型与含水层厚度对热不大，土壤类型与含水层厚度对热贯通有显著地影响。贯通有显著地影响。地下水流动对热贯通现象影响显著地下水流动对热贯通现象影响显著抽灌井按顺水力水头布置时对热贯抽灌井按顺水力水头布置时对热贯通现象有很好的缓解作用。通现象有很好的缓解作用。井间距对热贯通现象影响较大，间井间距对热贯通现象影响较大，间距越大，热贯通现象越不明显。距越大，热贯通现象越不明显。井群模拟井群模拟井群模拟井群模拟优化结论优化结论优化结论优化结论较小的回灌量可以有效抑制热贯通较小的回灌量可以有效抑制热贯通现象。故单井抽水多井回灌的方式现象。故单井抽水多井回灌的方式可以缓解热贯通现象。可以缓解热贯通现象。单纯孔隙率与渗透率对热贯通影响地下水流动对热贯通现象影响显著5 5 污水源热泵系统及取水、换热技术研究污水源热泵系统及取水、换热技术研究污水源热泵系统及取水、换热技术研究污水源热泵系统及取水、换热技术研究寒冷地区处理寒冷地区处理后污水后污水/原生原生污水热泵系统污水热泵系统淋激式板式换热器淋激式板式换热器淋激式管式换热器淋激式管式换热器具有快速除污功能具有快速除污功能的水的水/水或水水或水/制冷制冷剂壳管式换热器剂壳管式换热器污水源热泵系统3 32 21 15 污水源热泵系统及取水、换热技术研究寒冷地区处理后污水/5.1 寒冷地区处理后污水寒冷地区处理后污水/原生污原生污 水热泵系统水热泵系统采用本系统，采用本系统，将处理后污水中将处理后污水中的热量提取出，的热量提取出，作为寒冷地区原作为寒冷地区原生污水曝气池热生污水曝气池热源。源。本系统还采用本系统还采用淋激式换热器提淋激式换热器提高换热效率的同高换热效率的同时实现热能的循时实现热能的循环利用。环利用。5.1 寒冷地区处理后污水/原生污 5.2 淋激式换热器淋激式换热器淋激式换热器结构简单，换热效果好，可有效避淋激式换热器结构简单，换热效果好，可有效避免换热器腐蚀和堵塞，并可及时清污，除垢方法简免换热器腐蚀和堵塞，并可及时清污，除垢方法简单可靠。单可靠。5.2 淋激式换热器淋激式换热器结构简单，换热效果好，可有效5.3 具有快速除污功能的水具有快速除污功能的水/水或水水或水/制冷剂制冷剂壳管式换热器壳管式换热器1、由于壳管换热器中转轴、由于壳管换热器中转轴的设置，壳体除污不用拆装换的设置，壳体除污不用拆装换热器。热器。2、具有自清洗功能。、具有自清洗功能。3、缩短除污耗时，不用停、缩短除污耗时，不用停机，设备使用效率提高。机，设备使用效率提高。5.3 具有快速除污功能的水/水或水/制冷剂壳管式换热器1、6 6 水源地源热泵系统高效热泵机组开发水源地源热泵系统高效热泵机组开发水源地源热泵系统高效热泵机组开发水源地源热泵系统高效热泵机组开发压缩机压缩机冷凝器冷凝器蒸发器蒸发器控制盘控制盘膨胀阀膨胀阀6 水源地源热泵系统高效热泵机组开发压缩机冷凝器蒸发器控制高效热泵机组适合海水特性高效热泵机组适合海水特性可实现水源侧水温差可实现水源侧水温差5-7机组的制热制冷机组的制热制冷COP高于高于3.0机组特点机组特点机组特点机组特点设高效油分离器设高效油分离器方便回油方便回油满液式蒸发器满液式蒸发器提高换热效率提高换热效率精确控制供液精确控制供液高效运行高效运行压缩机蒸发器电子膨胀阀2004增加节能器增加节能器提高机组性能提高机组性能制冷循环高效热泵机组适合海水特性机组特点设高效油分离器方便回油满液式测试项目测试项目测试项目测试项目24242424项项项项测试条件测试条件（1）负荷率达到设计值）负荷率达到设计值60%（2）机组负荷达到额定值）机组负荷达到额定值80%土壤源土壤源11项项地下水地下水7项项海水源海水源3项项污水源污水源3项项7 7 水源地源热泵系统工程项目监测水源地源热泵系统工程项目监测水源地源热泵系统工程项目监测水源地源热泵系统工程项目监测测试项目24项测试条件土壤源地下水海水源污水源7 水源地源7.1 土壤源工程项目土壤源工程项目7.1 土壤源工程项目7.2 地下水源工程项目地下水源工程项目7.2 地下水源工程项目7.3 海水源工程项目海水源工程项目7.3 海水源工程项目7.4 污水源工程项目污水源工程项目7.4 污水源工程项目测试结果及分析测试结果及分析影响因素分析：影响因素分析：（1）循环水泵过大）循环水泵过大,水泵耗电占水泵耗电占30%,甚甚至至50%;（2）主机选型过大）主机选型过大,频繁起停；频繁起停；（3）缺乏有效的自）缺乏有效的自控措施。控措施。测试结果：测试结果：（1）系统能效比）系统能效比基本在基本在2-3之间；之间；（2）系统能效比）系统能效比3.6最低最低1.5,差距差距较大较大.7.5 项目测试结果及分析项目测试结果及分析测试结果及分析影响因素分析：测试结果：7.5 项目测试结果对水、地源热泵资源进行了调查，且对资源潜力进行了对水、地源热泵资源进行了调查，且对资源潜力进行了分析，为政策制定，项目前期的考察规划做了铺垫。分析，为政策制定，项目前期的考察规划做了铺垫。1对水、地源热泵应用的适宜范围进行了分区，为水对水、地源热泵应用的适宜范围进行了分区，为水地源热泵区域发展应用提供了有力的依据。地源热泵区域发展应用提供了有力的依据。对水、地源热泵的工程设计方法进行了研究，为水、对水、地源热泵的工程设计方法进行了研究，为水、地源热泵项目的推广应用奠定了基础。地源热泵项目的推广应用奠定了基础。对水、地源热泵系统中的关键设备进行了研究，从对水、地源热泵系统中的关键设备进行了研究，从换热设备、机组和系统几个方面进行了完善。换热设备、机组和系统几个方面进行了完善。2348 8 结结结结 论论论论对水、地源热泵资源进行了调查，且对资源潜力进行了1对水、地源CABR中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院Thank You!