水源热泵在株洲实施的可行性报告.pptx

定义,水源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。,工作原理,水源热泵机组工作原理就是利用地球表面浅层地热能如土壤、地下水或地表水中吸收的太阳能和地热能而形成的低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，在夏季利用制冷剂蒸发将空调空间中的热量取出，放热给封闭环流中的水，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量；而冬季，利用制冷剂蒸发吸收封闭环流中水的热量，通过空气或水作为载冷剂提升温度后在冷凝器中放热给空调空间。,井水温度低更容易带走热量,水源热泵系统分类,地下水热泵,在夏天,地下水由潜水泵提升的好,和除砂器过滤,删除许多沙子通过排污阀,然后地下水被完全冷却的冷凝器冷凝排放气体,然后地下水进入回灌井。冷水机组提供冷冻水侧换热器冷却。 冬天,通过改变水阀系统,地下水进入冷水机组的蒸发器和制冷把热量从地下水并提供热水取暖。 因为地下水温一年四季非常稳定,最大温度和最小温度的最大区别不是大于10摄氏度。所以地下水热泵制冷机表现良好的稳定性和效率。,地表水热泵开式系统,开式地表水源热泵系统就是地表水通过取水口，经过处理后进入地面上的热泵机组或中间换热器（水质较差时），经换热后在离取水口一定距离的地点排入地表水体。 开式系统对水质有较高的要求，否则换热器容易产生结垢、腐蚀、藻类或微生物滋长等现象。 开式系统初投资较低，适合于规模较大的系统，如区域供冷供热系统。,地表水热泵闭式系统,闭式系统将换热盘管放置在地表水体中，通过盘管内的循环介质与地表水进行换热。 优点： 机组结垢的可能性很小； 相对于开式地表水源热泵空调系统中的泵功率要小； 机组的eer或cop值相对于开式系统略有下降。 缺点： 水质太差，影响传热效果； 管道可能会结冻。但是通过相应措施完全可以解决，不是不能使用的理由。,水源热泵的优点,1、可再生能源利用 2、高效节能 3、运行稳定可靠 4、 环境效益显著 5、一机多用，应用范围广 6、自控运行,水源热泵应用条件及分析,地区气候条件 株洲地区属于亚热带季风湿润夏热冬冷气候区，适应性最好。冬热夏冷，而水温比较稳定，最利于节能。,可利用的水源条件 湘江株洲段的河道目前宽400800m，水位标高在3042m之间，流量为21515000m3/s，年径流量252.8亿方/1963856.7亿方/1970，年径流深500700mm，表面水温变化在634之间。 长沙湘江航电枢纽工程建成后可以解决枯水期城市供水，从根本上保证长沙、株洲、湘潭三个城市常年用水要求。 株洲市位于湘江两岸，分布宽度为4001600m，含水层厚度28m，埋深612m，地下水位埋深35m，单孔涌水量约1030m3/h，常年水温1819，具有较好的开采条件，可以作为浅层地温供水的主要来源。,地理结构的条件（保证用后尾水的回灌可以实现） 松散岩类孔隙含水岩组，沿湘江分布，分布宽度为4001600m。 表层砂砾石层较多，厚度28m，局部厚达15m，其它地段以粉质黏土为主。除砂砾石层外钻孔条件较好。回灌条件很好。,经济性分析 建筑面积：20000平方米 设计总冷量：200万大卡,水源热泵应用的技术瓶颈,打井难度高，打井费用高，井的维护成本高。 株洲浅层主要分布的岩性一般为：表层020m：粉质黏土、砂砾石土，天易示范区砂砾石层较多，厚度28m，局部厚达15m，其它地段以粉质黏土为主，除砂砾石层外钻孔条件较好。而且随着装备和打井技术的提高，打井费用会进一步降低,占地大，出水井和进水井水平距离必须大于50米，埋管式占地面积更大。 这要求建筑物周围有足够的空调，所以水源热泵适合郊区别墅和农村。 水质含砂量高，加剧系统管道结垢和腐蚀。 对水进行除沙、除铁、软化、加药。,地面坍塌。回灌率低，导致地下水缺失，地面坍塌。 株洲的松散岩类孔隙含水岩组，沿湘江分布，分布宽度为4001600m，有利于回灌，通过回扬技术可以缓解回灌井堵塞问题。,株洲地区水源热泵的案例,株洲天泉一品60栋01别墅,别墅地源热泵系统的优势,优势一：三联供 地源热泵系统可提供中央空调、地板采暖、中央热水三大功能，一机多用，一套系统可以实现多套系统的功能。 优势二：节能环保 地源热泵系统的运行没有废气废渣等污染物的排放，被公认为最亲近自然的空调系统，地源热泵系统与空气源热泵系统在运行能耗上相比，可以节省30%40%的能耗，真正意义上的实现了节能减排，因此地源热泵系统也是国家政策重点扶植与鼓励的空调节能系统。 优势三：维护费用低 地源热泵系统运动部件要比常规系统少，并且运行稳定性特别高，因而可以减少非常可观的维护费用。 优势四：使用寿命长 地源热泵系统的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管，寿命可达50年以上。整套系统平均使用寿命在25年左右，比普通的空调寿命普遍高5到10年，使用寿命的优势明显。 优势五：高品味的象征 地源热泵系统是目前国际上被认可的最高端型的空调系统，特别是在欧美等发达国家，地源热泵系统占别墅中央空调系统的40%以上，国内的别墅市场，近年来安装使用别墅地源热泵系统的客户越来越多，特别是高端别墅楼盘，别墅地源热泵系统慢慢成为主流。,相关优惠政策,国家十分重视可再生能源开发利用工作，中华人民共和国可再生能源法已于2006年1月1日起实施；同时，在国家中长期科学和技术发展规划纲要中，又把大力发展和规模化应用新能源和可再生能源作为能源领域的优先发展主题。从国家立法和发展战略的高度，对可再生能源的发展应用予以强力推动。 根据国家建设部政策规定，凡采用水源热泵空调技术的建筑物，通过向当地建委申报，可获得政府的政策性支持，减免建筑配套费用140200元/m2。 株洲是建设长株潭“两型社会”的示范区，统一利用浅层地能、提高资金利用率、减少能源浪费，推进“两型社会” 建设等有着积极意义，政府也会大力支持的。,国内水源热泵的发现现状,50年代就曾在上海天津等地尝试夏取冬灌的方式抽取地下水制冷； 1965年研制成功国内第一台水冷式热泵空调机； 目前,国内的清华大学、天津大学、重庆建筑大学、天津商学院、中国科学院广州能源研究所等多家大学和研究机构都在对水源热泵进行研究； 自80年代以来,我国采用水源热泵空调系统的建筑也逐年增多； 水源热泵式中央空调已成为2008年北京奥运会指定选用的空调型式； 面对能源压力，国内还会加大水源热泵的研发和推广使用，目前水源热泵发展的空间还是巨大的。,水源热泵开发利用的意义,开发利用浅层地能是落实科学发展观、建设资源节约型社会、实现可持续发展的基本要求。充足、安全、清洁的能源供应是经济发展和社会进步的基本保障。我国人口众多，人均能源消费水平低，能源需求增长压力大，能源供应与经济发展的矛盾十分突出。从根本上解决我国的能源问题，不断满足经济和社会发展的需要，保护环境，实现可持续发展，除大力提高能源效率外，加快开发利用浅层地能是重要的战略选择，也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基本要求。,社会效益,水源热泵开发利用的意义,开发利用浅层地能是保护环境、应对气候变化的重要措施。目前，我国环境污染问题突出，生态系统脆弱，大量开采和使用化石能源对环境影响很大，特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高，二氧化碳排放增长较快，对气候变化影响较大。 浅层地能作为一种清洁可再生能源，在利用时，不像化石燃料那样在获取能源和产生电力的同时，排放大量的co2、so2、nox、粉尘等燃烧产物，对环境造成严重污染，引起温室效应、酸雨、土地沙漠化等问题，严重影响人们的身心健康。因此，开发利用清洁无污染的浅层地能资源已是社会发展的必然趋势。目前供暖、制冷和生活热水消耗的能源，主要来自于煤、油、气等一次性能源的燃烧，不仅造成能源利用的浪费，而且还会污染环境。通过采集浅层低温地能并略加提升后，不但可以满足供暖（冷）的需求，同时还可以实现供暖（冷）区域的零污染排放，直接改善适用区域的大气质量。地源热泵的污染物排放，与电供暖相比，减少70以上，如果结合其它节能措施，节能减排效果会更明显。,环境效益,水源热泵开发利用的意义,开发利用浅层地能是开拓新的经济增长领域、促进经济转型、扩大就业的重要选择。浅层地能资源分布广泛，各地区都具有一定的可再生能源开发利用条件。浅层地能的开发利用主要是利用当地自然资源和人力资源，对促进地区经济发展具有重要意义。同时，浅层地能也是高新技术和新兴产业，快速发展的浅层地能已成为一个新的经济增长点，可以有效拉动装备制造等相关产业的发展，对调整产业结构，促进经济增长方式转变，扩大就业，推进经济和社会的可持续发展意义重大。 1 m2地源热泵系统建筑投资约为250380元,比同样满足供暖、制冷和生活热水条件的燃气和空调系统等降低20%30%。由于地能或地表浅层地能资源的温度相对稳定，这种温度特性使地源热泵系统比传统空调系统运行效率要高40%，运行费用可节约30%40%。此外，地源热泵系统的维护费用也比传统空调系统的低。,经济效益,水源热泵开发利用的意义,浅层地能的利用主要是通过水源热泵能量交换循环或地埋管能量交换两种方式进行，不同于传统利用燃煤、燃油为能源的锅炉取暖方式，从而避免了因燃烧过度或材料因素引起的锅炉爆炸等安全隐患，使住宅供暖的安全性得到保障。 地源热泵的换热器埋在地下，可环绕建筑物布置。既可布置在花园、草坪、农田下面或湖泊、水池内，也可布置在土壤、岩石或地下水层内，还可在混凝土基础桩内埋管，不占用地表面积。此项技术可广泛应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑。 地源热泵系统可供暖、制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统，寿命长，平均可运行20年以上。,实用性强,结语,株洲冬夏两季时间占全年的67%，冬季潮湿阴冷，夏季酷热高温；株洲地区水源有保证且价格低廉，水质也基本符合应用水源热泵机组的要求，由此看来，只要考证水源的可靠性并采取适当措施进一步改善水质，在株洲地区应用水源热泵空调系统完全可行。这样将大大降低空调采暖的能