地源热泵推荐书.doc

美意（中国） 地源热泵中央空调系统推荐书 2012.11.18专业空调 量身定制绿色空调 美意更好 Green Air Condition,Mammoh Better 前言人类在地球这个美丽的星球上繁衍生息，代代相传，依赖的是能源，能源是人类生存和社会发展必须的物质基础。伴随着人类生产力的进步和工业现代化的发展，世界能源消耗的速度越来越快，远远超过了人口增长的速度。而且煤、石油、天然气这些主要能源，都是“非再生能源”，据世界能源组织（IEA）报道，世界能源储量只能再用几十年，能源问题已经到了非常严峻的地步，节约能源已是人类共同面临的重大问题，已引起世界各国政府的高度重视，我国政府也不例外，并把节约能源作为我国一项长期的基本国策。因此，节约能源是一个十分紧迫而崇高伟大的事业，任重而道远。中央空调是现代化办公大楼不可缺少的重要设备之一，它能够改善和提高办公楼内部的环境质量，营造一个舒适宜人的环境，提高办公楼的服务水平。但中央空调在给办公楼带来良好的内部环境的同时，也带来了巨大的能源消耗，大大增加了办公楼的运营成本。据调查统计，目前中央空调仅是夏季制冷的能耗就占了建筑总能耗的50%或更高。我国政府提出：倡导低碳生活！建设节约形社会！技术性节能！利用可再生能源！节约电能首先从建筑能源浪费做起！因此，国家要求建筑物要设计安装绿色环保、利用可再生能源型的空调设备和高效节能的照明灯具！对高能耗的设备要进行改造。绿色空调 美意更好 Green Air Condition,Mammoh Better一、 美意与水源热泵美国美意集团（Mammoth Inc.）创立于1935年，总部位于美国明尼苏达州，隶属于年销售额20亿美元的Nortek集团公司。Nortek集团是美国建筑产品产业中的旗舰企业,主要业务涵盖建筑材料、建筑设备以及建筑产品系统集成。美国美意集团拥有八大空调品牌系列，分别在美国、英国、加拿大设有研发和生产基地。至今，美国本土和海外已拥有16家工厂，并在世界各地设有分公司或代理机构，全球拥有员工逾万名。 秉承美国70多年的专业生产经验，1988年美国美意（Mammoth）正式以商业行为进入中国市场。1997年中国科学技术委员会与美国能源部签署中华人民共和国国家科学技术委员会和美利坚合众国能源部能源效率和可再生能源技术发展与利用领域合作议定书，决定两国政府和相关机构合作在中国推广美国土气型地源热泵技术。自此，美国美意（Mammoth）进入中国，以水源/水环/地源热泵空调形式为起点，开始在中国进行可再生能源利用的技术推广工作。2002年4月，国家经济贸易委员会与美国能源部分别代表两国政府，再次签署中美两国政府关于促进中国可再生能源开发与利用商业化协议书，致力于在中国实现推广美国地源热泵的商业化和产业化。如今，美意（Mammoth）以独资身份投资千万美元，以美意（中国）有限公司为载体，在全国经济文化中心上海，成立美意（上海）空调设备有限公司 ，并在浙江省安吉县建立了生产基地，作为一家在中国设有节能空调、水环、地源热泵生产基地的美国公司，推行其全球一贯的“专业空调、量身定制”的产品及营销理念，并和美国大使馆、领事馆一起相继在各大城市举办再生能源系统技术推广活动，在并已拥有千万平米以上成功案例，取得非凡成就：l 国内第0001号水源热泵节能证书 l 国内最大型的水环热泵系统-南京国际商贸城 l 国内最节能的地源热泵系统-上海浦江智谷 l 国内首张世界权威机构（德国）颁发的节能环保证书项目-上海浦江智谷 l 国内最早的水环热泵系统-上海伊都锦百货商厦l 国内造价最高档次别墅群的地源热泵系统-上海佘山世茂庄园l 中国第一家水源地源热泵机组大、小机同时入选节能产品政府采购清单企业2009年美意公司被评为：l “2009中国建筑节能减排十大品牌企业（可再生能源）” l “2009全国房地产总工建筑设计选型优选品牌”l “2009年度优秀外资品牌”l 美意首席设计师李建红荣获了“中国地源热泵行业年度优秀设计师”称号。二、 传统中央空调系统示意图(一) 水冷冷水机组+集中热网（热水锅炉）系统新风机组 风机盘管 冷却水塔 冷却水泵 7/12 40/45 模式转换 冷冻水泵 水冷冷水机组 制热水泵 换热器集中供热 80/95 循环水泵 80/95 燃气 燃油锅炉 燃煤热水锅炉油燃 油天然气 (二) 风冷冷水机组+集中热网（热水锅炉）系统（适合较小面积）新风机组 风机盘管 7/12 40/45 模式转换 冷冻水泵 风冷冷水机组 制热水泵 换热器集中供热 80/95 循环水泵 80/95 燃气 燃油锅炉 燃煤热水锅炉油煤 气天然气 三、 地源热泵系统示意图(一) 地埋管地源热泵系统（横埋、竖埋、桩基埋管） 风机盘管 新风机组 散热器 地板采暖 水源热泵 土壤换热器(二) 地下水地源热泵系统（打井） 风机盘管 新风机组 散热器 地板采暖 水源热泵 地下井(三) 地表水地源热泵系统（江河湖海、污水、工艺水、冷却水） 风机盘管 新风机组 散热器 地板采暖 水源热泵 地表水四、 地源热泵原理 太阳散发的热量 48%进入大气层 6%被反射 46%被土壤吸收 在冬季利用热泵从土壤吸收其热量 在夏季热泵将吸收到的热量向建筑物供暖 向土壤排放、实现对建筑物供冷正如水能够通过水泵能从低处向高处流动一样，热泵系统就是能够把能量从温度低（低品位能量）传递到温度高（高品位能量）的设备系统。它是以花费一小部分高质能为代价，从自然环境中获取能量，并连同所花费的高质能一起向用户供热，从而有效地利用了低水平的热能。这是一种高效、节能、节资、冷暖两用、运行灵活且无污染的新型中央空调系统。它利用地下常温土壤资源，借助压缩机系统，完成制冷（制热）。它无须任何人工资源，彻底取代了锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。它不向外界排放任何废气、废水、废渣，使人们远离粉尘、废气和霉菌，是一种理想绿色技术。五、 选择地源热泵中央空调系统的理由随着经济的发展，人们的生活品质不断提高，中国的能源消耗量也相应地提高，已经对我国的能源储存形成了威胁，能源危机迫在眉睫。上个世纪90年代初期的中国，随着经济的快速发展，已经成为仅次于美国的世界第二大能源消费国；同时也是世界最大的煤炭生产和消费国。近年来，在一些城市夏季制冷和冬天使用电力供暖，造成夏季和冬季的用电量紧张，迫使部分城市的用户和工厂限时用电，并给人们带来了诸多不便，另外，因种种原因，煤价不断上涨，给广大用户增加了不少的经济负担，再加上由于燃煤取暖所带来的冬季大气严重污染已引起政府和公众广泛关注。能源危机 污染严重在我国的一些发达城市，夏季制冷、冬季采暖与供热所消耗的能量已占建筑物总能耗的50-70%。特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉的大量使用，给大气环境造成了极大的污染，对人们的健康形成了威胁。因此，建筑物污染控制和节能已是国民经济发展的一个重大解决问题。传统的采暖空调模式因其产生的环境污染正面临着严峻的挑战。 世界十大污染最严重的城市中，我国占了四个。在我国北方地区许多大中城市由于燃煤供暖而产生严重的大气污染，政府不得不对燃煤锅炉引起重视。另外，今年的燃煤价格不断上涨，采暖价格也相应提高。燃煤改燃气、燃油，不仅初投资增加，而且带来了更高的运营成本。例如，北京冬季使用天然气供暖的费用已增至30元/m2，远高于燃煤供暖19元/ m2的费用，燃油供暖则更高达50元/m2。由于燃油和燃气所产生的温室气体仍对大气有所污染，它们只是一定程度的减少了大气污染，并不能从根本上解决污染问题。对于夏季制冷的建筑来说，天气越炎热，室外的温度越高，空调负荷也越大，而此时空调机向室外散热时，冷凝温差越小，空调机的运转效率就越低，设备也越费电。也就是说，除了燃煤供暖给环境造成污染之外，空调机同样会造成大气污染，也造成了电荒。传统的供暖空调方式是由两套系统分别解决冬季供暖（如采用锅炉或集中热网）和夏季制冷（如分体空调机或中央制冷机），系统投资大，运行费用高，而且占地面积大。另一方面，我国大部分地区冬冷夏热，夏天大量地使用制冷产品，造成某些大城市供电紧张，形成电荒，为了确保不会造成断电等问题出现，有些城市夏天限制用电量。另外，因为部分地区没有暖气供应，冬天使用电炉取暖，造成电力供应紧张。因此，冬天供暖价格的上调使供暖的运行费用有所提高，再加上供暖造成的污染严重，让我们不得不思考采用一些节能环保的产品。由于地源热泵系统具有经济实惠、节能、环保等多方面的优势，弥补了我国传统的供暖制冷方式存在的问题，符合我国环境保护与能源节约的政策，地源热泵系统在我国势必具有良好的市场前景。 地源热泵优点 高效节能性夏季高温差的散热和冬季低温差的取热，使得地源热泵系统换热效率很高。因此在产生同样热量或冷量时，只需小功率的压缩机就可实现，而且冬季运行不需要任何辅助热源和除霜，大大地减少电能消耗和除霜的损失，从而达到节能的目的，其耗能仅为普通中央空调加锅炉系统的50%-60%。地源热泵技术在很大程度上为国家节省能源，缓解电荒，同时也为用户节省了大量的运行费用。下面是我司承担的北京一项目中，提供的各种采暖制冷费用比较： 一个制冷季(北京为90天)各种制冷方式的制冷从上面两个分析图中可以看出，与其它供暖制冷产品相比，地源热泵技术运行费用是最便宜的一种，很大程度地为最终使用户节约运行费用，也保证安全，健康。地源热泵优点 环保、零污染地源热泵系统高效节能的优点，决定了它的运行费用低。维修量极少，折旧费和维修费也都大大地低于传统空调。据专家预测，在未来50年，世界将释放160亿吨CO2，对人们的健康和自然环境形成直接的影响。保护环境是我们地球人刻不容缓的事情，特别是最近全球的气候突变，给人们带来诸多不便，更让我们对保护环境的意识加强。关键的的是，地源热泵不排放任何的气体，完全没有污染，对环境和人体不造成任何的伤害，是理想的绿色环保产品。地源热泵区域供暖制冷解决方案 目前，城市常规供暖制冷系统一次性初投资大，投资回收期长，如采用燃煤锅炉进行热电厂建设将给当地带来严重的大气污染，不能完全解决全部用户的供暖需求，部分供暖用户不能控制温度，并且，这种系统未考虑用户的制冷需求，造成了夏季电荒。今年，燃煤价格上涨，再加上燃煤储存的隐患，给用户带来很多安全的威胁。 为了解决城市常规供暖制冷系统给用户所带来的种种问题，为了让更多用户享受到地源热泵技术的好处，我公司近期推出地源热泵区域供暖制冷的解决方案，以合同能源管理的模式来运作。合同能源管理制是我公司首次在国内提出的区域供暖制冷解决方案，用户安装了地源热泵系统，既不需要分别地安装空调和供暖设备，也不再需要热水器，既省事，方便，也节省空间，美观。最重要的是，区域供暖制冷方案能够减轻用户的初装费，节省运行费用，给用户带来了不少价值。对于房地产开发商而言，区域供暖制冷的解决方案为其节约用地，提高用地使用率，最重要的是，更为房产提升了价值，增强了竞争力。地源热泵的应用范围地源热泵适用范围广泛，可应用于写字楼、办公楼、学校、医院、疗养院、机场、车站、宾馆、商场、博物馆和娱乐场所等自用、公用、商用楼宇和别墅、公寓等商品楼盘和小区以及区域统一供暖制冷示范区。自用户工程项目供暖制冷系统作为建筑设备的一部分，它直接影响了用户的居住或办公的舒适程度。正因为现时的部分空调运营费高，污染大，现代的用户会更看重空调的运行费用低，环保健康，更加安全放心，功能齐全而且有良好的售后服务。地源热泵作为一种先进的成熟的供暖制冷技术，它完全能满足上述和更多的要求。地源热泵的热和冷都来自于大地，而大地的热是来自于太阳能，所以它是取之不尽，用之不竭的，环保健康而且可以给用户省去大笔的运行费用。地源热泵在美国已经是一种相当成熟的技术，在中国我司已经有很多成功的典范。我们完全有理由相信它是安全可靠的技术。l 使用特性：高度环保、无污染、健康、宁静、空气清新、温度均匀、安全可靠和中央空调享受；l 功能特性：高效节能、运营费低、独立控制、使用简单灵活、节省占地空间、不影响建筑外观、室内外美观和一机多用l 可靠性：质量保证、寿命长、维护费低和售后服务保证商业用户工程项目不管是自用户还是商业用户，地源热泵系统都能让所有用户获取更多的利益：与传统空调相当的初装费，而比传统空调运行费低许多的地源热泵技术对自用户来说是经济的，而且与传统空调相比，节省50%的运行费用，将来不需付出大笔的运行费用。由于没有传统空调的冷却塔，完全不影响建筑物的外观，并且节省部分用地，这对于保持建筑的美观是很重要的。选择地源热泵，也就是选择了一种战略优势，不管是对于开发商还是用户，地源热泵为客户提供更高价值（更多的功能、更好的使用特性、更高的可靠性并代表了时代潮流）的同时，也让房地产商或自用户付出了更少的费用（投资不大，运营费用相当小），达到一种“双赢”和“三赢”的结果。从地源热泵系统的形式、系统的运行优势、政府支持力度和普通大众的接受程度来看。目前地源热泵在中国市场正处在一个市场迅速增长期。地源热泵发展前景地源热泵的历史可以追朔到1912年瑞士的一个专利，而地源热泵真正意义的商业应用也只有近几十年的历史。如美国，截止1985年全国共有14,000台地源热泵，而1997年就安装了45，000台，到目前为止已安装了400，000台，而且每年以10的速度稳步增长。1998年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19，其中有新建筑中占30。美国地源热泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂家组成的美国地源热泵协会，该协会在近年中将投入一亿美元从事开发、研究和推广工作。美国计划到2001年达到每年安装40万台地源热泵的目标。据1999年的统计，为家用的供热装置中，地源热泵所占比例，瑞士为96，奥地利为38，丹麦为27。 美国特别看好中国市场，美国能源部和中国科技部于1997年11月签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，其中主要内容之一是“地源热泵”，以推广运用这种“绿色技术”，缓解中国对煤炭和石油的依赖程度，从而达到能源资源多元化的目的。与此同时，科技部正酝酿将美国的地源热泵技术及设备引进中国市场，这将促进我国地源热泵的市场化、产业化的发展，并使我国地源热泵的研究开发尽快跟上国际潮流。 我国的地源热泵事业近几年已开始起步，而且发展势头看好。我们有理由相信，在充分学习借鉴国外先进技术和运行经验的基础上，在各级政府的有力支持下，中国的科技界与企业界携手共进，依靠自己的力量完全有能力在不长的时间内开拓出具有中国特色的地源热泵产业。地源热泵技术呈现多样化发展的趋势地源热泵类型多样化地源热泵系统包括三种不同的系统：l 以利用土壤作为冷热源的土壤热泵，即为地下耦合热泵系统；l 以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统；l 以利用地表水为冷热源的热泵系统。目前在我国，地源热泵系统的三种不同形式我司均有很多应用。地源热泵冷热源类型多样化除了采用地热外，人们还在开发其他能源作为冷热源。比如采用城市污水、游泳水、水库水、地热尾水、海水等。反映了国内对地源热泵技术多种能源应用的不懈探索。六、 工程概况本建筑面积为20,000m2，是作为西北地区的一个公共建筑,结构形式为框架结构。根据建筑物的使用要求和室内外的气象条件情况，估算建筑物的夏季设计冷负荷120w/m2，冬季设计热负荷80w/m2。 七、 设计依据GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范GB503662005 热泵系统工程技术规范JGJ2695 民用建筑节能设计标准GB501892005 公共建筑节能设计标准GB50243-2002通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-97 通风与空调工程施工及验收规范项目建筑功能要求八、 系统设计(一) 负荷确定建筑用途建筑面积（m2）热负荷指标（w/m2）热负荷（kw）冷负荷指标（w/m2）冷负荷（kw）商业20,0008016001202400住宅20,000601200801600医院20,00080160012002400(二) 系统设计A. 在没有其他废热及污水等其他热源情况下，可采用地下水或土壤的形式，考虑到系统的广泛适应性，我们采用土壤源（地埋管）热泵系统解决夏季制冷、冬季供暖的问题。系统夏季供回水温度7/12，冬季供回水温度40/45。九、 能耗分析A. 计算依据名称燃料热值(标准)转化总效率燃料单价燃料成本(元/ GJ)天然气锅炉8500 kcal/m30.852/3.3元/ m366/99燃油锅炉11000 kcal/kg0.857.5元/kg190溴化锂直燃机（热）8500 kcal/m30.852/3.3元/ m366/99溴化锂直燃机（冷）8500 kcal/m31.52/3.3元/ m337.7/61.8冷水机组3600 kJ/kWh50.6/1元/ kWh33.3/55.5地源热泵（热）3600 kJ/kWh4.20.6/1元/ kWh39.7/66地源热泵（冷）3600 kJ/kWh6.80.6/1元/ kWh24.5/40.81kWh=0.0036GJ;1GJ=238800kcal;1GJ=109J计算依据说明：1、每年制热4个月120天，平均每天工作10小时共计1200小时2每年制冷4个月120天，平均每天工作10小时共计1200小时3、约定电价民用为0.6元/KW.H；商业用电为1.0元/KW.H计算4、约定柴油价格7.5元/m35、约定民用天然气价格2元/m3；商业天然气为3.3元/m36、房间空调使用率约定为0.87、设备满负荷运行系数：0.68、根据节能减排政策，本文不考虑燃煤锅炉B. 水源热泵机房运行费用夏季：2400kw10小时120天0.80.61382400kw=4977GJ夏季运行费用：497740.8203062元冬季：1600kw10小时120天0.80.6921600kw=3318GJ冬季运行费用：331866218988元全年总运行费用总计为42万元.。C. 天然气锅炉机房冷水机组运行费用夏季：2400kw10小时120天0.80.61382400kw=4977GJ夏季运行费用：497755.5276224元冬季：1600kw10小时120天0.80.6921600kw=3318GJ冬季运行费用：331899328482元全年总运行费用总计为60万元。D. 燃油锅炉机房冷水机组运行费用说明夏季：2400kw10小时120天0.80.61382400kw=4977GJ夏季运行费用：497755.5276224元冬季：1600kw10小时120天0.80.6921600kw=3318GJ冬季运行费用：3318190630420元全年总运行费用总计为90.5万元。E. 溴化锂直燃机运行费用说明夏季：2400kw10小时120天0.80.61382400kw=4977GJ夏季运行费用：497761.8307579元冬季：1600kw10小时120天0.80.6921600kw=3318GJ冬季运行费用：331899328482元全年总运行费用总计为63.5万元。注：本计算中未包含水泵等辅机运行费用燃料成本(元/ GJ)总冷负荷（GJ）总热负荷（GJ）全年理论运行成本（万元）单位面积综合成本（