第六届中国国际住宅产业博览会

住博会—热泵应用技术与发展研讨会实录(2)

  何琦:非常感谢徐院长做的讲演,他的讲演是借鉴国外一些地源热泵以及地热的情况,以及国外软件情况以及国内的利用方面介绍了,我如何使用清洁能源和推动这项技术给我们大概介绍了一下,我想徐院长讲得比较多,在今天由于时间关系就讲到这儿,我们下面对徐院长的讲演表示感谢!
  下面请际高建业有限公司董事长丛旭日先生讲演,他的题目是“土壤热泵设计与应用”大家欢迎!
  丛旭日:女士们、先生们上午好!非常感谢有这么一个机会在这里跟大家一起讨论有关地源热泵的一些话题。刚才徐院长给大家介绍了国内外的一些情况,特别是国外的发展情况。我们国家现在发展势头也非常的快,我们国家有地源热泵技术规程,这个规程也是参照了很多国外的数据和国外的做法。国内现在虽然发展快,但是基础研究还是薄弱的。我今天的题目主要是结合技术规程讨论一下技术规程里面规定的一些要求,我们在工程实践当中如何的结合做的东西。
  这个技术规程制定的时候在缺少研究的情况下,主要还是使用很多国外的东西。地源热泵的原理由于时间的关系就不再说了。
  我现在说一下跟技术规程有关的,比如说地源热泵技术规程里面地埋管换热器的有关技术问题。地源热泵是从土壤里面,其中有一个地埋管换热器从土壤里面提取热量,影响它的因素很多,我们总结起来大概能有十六项之多,这些技术都会影响换热器系统的成败或者说换热器系统的经济性。
  这里面比较好重要的有六项,第一是土壤的原始温度,土壤的导热系数,还有地下换热器的回填料,还有地下换热器承担的累计符合。地下换热器的风值符合,还有连续运行小时数,这个地下换热器比如说在严寒地区挪威、瑞典他的换热器深度很深,实际上间距也非常大,这实际上和地下换热器一年当中向建筑物提供热量的总量有关系。
  也就是说峰值有关系,所以这些总结起来十六个影响因素都要在设计阶段很好的结合,我们现在技术规程也就是在这方面做了很多的要求和规定。
  图上这六个非常重要,如果这六个搞不清楚大型系统就会失败或者结构性差。第一要必须搞清楚原始温度和土壤的主要系数。这个在规程里面没有严格的规定实验的方法,由于当时在中国用得比较少,我们公司也是考虑到这个直接引进国外的比较可靠,因为国外用了几十年了地所以我们是直接引进德国的热检验实验装置。很多人说知道你的地质条件,知道你有什么比如说泥,这是对盖楼的条件,但是对地源热泵最重要的就是导热系数,我们盖楼可能是几十米,四五十米打一个桩勘察公司都是给你几十米深度的数据,可是做土壤源热泵最少要上百米或者更深的数字,在严寒地区要180-200米的数据,这个数据对我换热有应的不是那些承载力,而是我在这里打孔做换热器平均深度的导热系数和平均深度的原始温度,就是我换热从那个基础开始做,这个非常重要。
  我们引进德国这个有德国的标准,将来可以在修改标准的时候可以修改,因为我们现在用的是德国的标准,是连续测72个小时,比如说有回填料,有选定的,然后连续测72小时,测出只有两个数,一个是原始温度,平均深度,比如说这个孔要155米深,你将来就用155米深,在这个问题上155米深的平均温度和平均导热系数,因为只有平均导热系数我输入软件才有用。
  比如说一开始土壤有20米深,然后有花岗岩有120米深,这些东西不用分,就要平均的值,这个热响应实验装置所用的理论就是限热源理论,他认为只有径向阻热没有纵向传热。
  你当地的土壤系数是通过做热响应实验做出来的,我不知道今天主要是搞哪方面工作的。如果是这个搞不清楚对大型工程来说这个差距非常大,对一个大型系统比如说做的咸阳的法门寺的项目,这个分布面非常大,这需要在地面上多的地点测导热系数,然后按照测的区域进行计算。所以软件需要一个重要的数据就是这个土壤需要的导热系数和原始温度,另外这个软件需要输入需求方,就是这个建筑准确的要求。比如说累计热负荷,在北京累计热负荷就比长春好很多。或者说哈尔滨再往上的严寒地区比北京就高三倍,所以他累计热负荷也就是需求方的是多少,然后累计热负荷里面还有峰值热负荷,就是最冷天热负荷,还有峰值时间长短,就是换热器要连续多少个小时提供这么大的热量给这个建筑物,这些都是非常重要的。
  所以峰值热负荷的计算也得有专业的软件,我们现在用的国内软件还是有一些问题的,现在主要还是做英国的一个软件,专门计算建筑物的热负荷。这个建筑物准确的热负荷计算和测量非常重要,因为你地源热泵给他服务的,他的需求特点是得必须搞清楚,所以我认为规范要求这里面提到了,通过一些讨论可以告诉大家,这个非常重要。
  看到这个图上面蓝色的是峰值符合,这些蓝色体积加起来就是峰值符合连续运行的小时数。我们说需方知道了,供给方就是地下土壤里面非常重要的不是承载力,不是盖房子要的技术资料,有的到别的城市去,很多人这么说,说我们这有一个勘察公司,他可能最明白,他最明白是盖房子需要的资料。最深的比如说要求导热系数这些东西做勘察测量的时候不单独要求怎么做,真正按照要求现场做的就是做热响应实验,这个数对你来说最重要。所以有一些大型项目我们都可以合作,你要这些数据我们都可以帮你提供,包括峰值符合计算。
  地下换热器知道土壤导热系数知道原始温度,也知道建筑物热负荷,这样输入到软件当中计算,这个依据非常重要,这个要搞错了计算全错了,我们根据这些要求进行换热器的布局。换热器间距、深度是要有设计经验的。举一个最简单的例子,你在北京做的每年的积累符合假如说只有3兆帕,同样这个项目搬到哈尔滨就是9兆帕了,因为供暖时间长,这时间换热器的间距和深度都要发生很大的变化,这个需要设计的时候考虑。
  下面我结合一个大型项目,北京的九华山庄,这个工程做了三年了,有很多运行的数据和经验,我结合这个介绍一下技术规程的一些数据。
  九华山庄这个房子是13万多平米,这个是二期工程。这个地方是在六环外面,原则上北京市政府是不允许再用煤,不能建烧媒生活的房,烧天然气还没有管道,所以他就选择了土壤源热泵。这个温度原始温度是16.45度,平均深度是100米深,平均导热系数是1.98,这个是符合情况,蓝色说的是夏天的符合,这两个红色说的是冬天的符合,全部采用地源热泵按照冬天最冷的天用地源热泵来保证,另外一个是符合系统,就是说土壤热泵系统受率高只承担基本符合,冬天最冷只有20多天用其他的冷热源来代替。
  这个把导热系数,原始温度,把九华山庄13万平米大楼的峰值符合,还有积累符合和峰值符合运行参数输入进去得出来需要700多只地下换热器,这个夏天温度和冬天的温度就是这个表格的情况。我们一看温度夏天太高了,就采用方式把高风符合衰掉,最后搞了一个冬季最冷的天采用原来的锅炉房进来一部分蒸汽换热,也就是地下换热器加蒸汽的换热方式,夏天地下换热器加冷却塔这样的方式。
  这个平线是土壤热泵承担的,上面蓝色线是施工系统来承担,冬天黄色部分由地源热泵承担,这样土壤热泵做下来符合比较稳定,现在运行都是按照这个方案运行的。施工、设计在前面,运行调节方案也是决定了他非常重要的因素。
  这些定好以后重新做了一个模拟计算,我们可以看冬天最低的时候在负5度左右,平均点在这儿,这个系统就非常稳定了,这张图说这个建筑物在这种符合的情况下,在这些换热器的情况下随着符合的变化,夏天灌热最高点在25度左右,冬天最低点在零度左右。这张图说连续模拟25年,每年的换热和取热是大致相当的。这样就导致系统比较稳定,就是灌热和取热大致相当,这个在规范里面没有这一条要求取热量和试热量大致相当,这个也是非常重要的。
  这里最关键的有这么几块,设计阶段最重要的通过热响应实验装置,通过热响应实验把导热系数和原始温度,在施工过程当中把回填料系数都记住,然后建筑物的符合必须准确计算,在这种情况下设计才能够准确,大型系统才能够可靠。
  这个是项目运行以后的检测数据,测试的结果和原设计的模拟计算的数据基本上是吻合的。这个情况比常规系统,比如说常规电制冷机可以节约35%,节约40%的一次能源,另外大大改善的燃煤的污染。这个系统运行三年了,这个情况还是很优秀的。
  我说的这些都是做大型系统,如果你做小小的别墅,用不着搞得这么复杂,别墅大不了失败了再去打一个孔,补一个孔,大型系统计算不准确可能几百个孔,几台机器根本没有办法补救了。这个就是在大连白云山的一个酒店,这个也搞了符合热系统,他有燃气,我在峰值的时候每天只有用20天左右,其他的时候都用换热泵,峰值的时候用燃气锅炉加上土壤热泵,这个效率是最高的。
  这个是西安的法门寺,这个是佛教的项目,这个项目包括服务区全部都用土壤热泵。这个是辽宁西安都市之门,这几个项目都是大型土壤热泵系统,这些系统都需要做精确的热显现,精确的做模拟计算。
  因为时间的关系我就给大家介绍这么多,我想最后多一句罗嗦话,就是说这里都希望中国的土壤热泵市场不能最后做着做着就没有了,希望科学的来把这个市场做好,用科学的方法来做。很多方面,比如说我们引进热响应装置,我们引进的一些软件,我们的一些设计经验都可以跟大家分享,我们公司本身是一个设计咨询为主的公司,可以跟大家做这方面的分享,利用科学的方法使这项事业越做越宽广,这个市场越做越大,也为中国节能减排做出我们应有的贡献,谢谢大家。
  何琦:下面有请北京贝莱特空调销售有限公司技术总监王金柱先生介绍,“节能空调系统在住宅建筑商的应用”。
  王金柱:非常感谢住博会给我们这个平台。我们现在在沈阳做了一个十三万平米的项目,我现在接到通知,因为井打完了,现在定好了厂家进行管理,我想这也是一个大势所趋。下面我讲一个主题就是节能空调系统在住宅上的应用,我以介绍为主。
  贝莱特在空调节能领域走过了30年的发展历史,特别是近几年来在空调系统的节能上、应用上取得了一些成绩。我们参加这次住博会的机会向各位专家、老师和同行进行汇报,请提出宝贵意见。
  这是我们企业一个办公室外景图。下面我讲一下贝莱特的成长,作为我们经过40年的发展趋势有一个长足的进步,作为工商总局授予的职能商标贝莱特有自己的工业园,占地1000多亩,厂房面积25万平方米,投资将近6个亿,建成这么一个比较大的工业园区,通过这几年快速的发展,我们达到了年销售额在20亿人民币,其中出口达到3亿人民币。这是我们厂区整个外景图。
  以上是硬件方面的,下面讲一下软件科研成果,作为我们有自己的空调研究院,这有两个东西要做,一个是产品的研发,第二个是整个的建筑系统的研发。在产品研发上肯定要追踪世界上先进空调产品开发的路子,方向,来提升产品开发的能力和技术的提升。
  另外,一个空调系统的研究,这个研究引导了我们营销模式的改进,原来营销就是卖设备,现在拼的是产品的品牌,拼的空调的质量。特别是徐院长说的,从90年代末期特别是二十一世纪初期,我们地源热泵出现确实给厂家提出一个问题,不仅要做产品,还要作系统技术的研究者和开发商,作为这样企业思路改进过程当中我们加大了研究院对系统的研究,这里面我们成立了水源热泵研究所,地源热泵研究所,海水源热泵研究所等,我们加大了系数研究开发。
  贝莱特除了生产还有一个二级安装机制,这把我们作系统开发放到施工的平台上,这样企业对工程项目,一个整个系统继承项目都有很好的研究。这几年我们在北京做了一个最大的项目大概50万平米住宅项目,这个已经三年了,这个是在机场附近。我们总共做的地源热泵是600多项目,这个运行非常好。
  对土壤源项目做最大的是6.8万平方米的生态园,这个是在通县。我们污水源热泵也做了十多项,最大的项目是山东国资委一个大楼,而且在机房里面设计比较先进,这个列为财政和建设部的重点节能项目。
  我举一个实例,在北京开发做了一个项目,这个也是大型的生态园和渡假村,使的水源地热项目。这个是北京国际花园,这个是一个小区,是水源热泵项目。这里面比较有特点,他卖的房价比较高,虽然在清河附近,他的售价在1.2万一平米,现在开盘以后开到1.5万一平米,这个小区虽然有水源热泵和热源,但是末端系统有两种交替使用。
  这个是北京北七家昌平区王府医院,这个大概是四万多平米。下面我把楼宇空调系统几个项目说得详细一点,刚才我也说了馨港庄园这个项目做了六个机房,每个机房都是独立的,运营几年效果是这样的,房地产公司老板策划非常好,现在他收费是怎么收费呢?咱们在北京供暖燃费是每平米30元,他夏天是免费的,冬天每平米收30元,这样在30元里面从物业公司管理还有一定的收入,这个项目运营当中确实很好。这个项目从我们公司技术口来讲做大量的技术工作,他运行的状态,真实的费用,末端的运行状态,统计的状态我们做了大量的科研和数据积累工作,为我们以后作系统应用和开发积累丰富的经验。
  这个是山西国资委项目,30万平米,这个大概其是10万平米办公,25万平米住宅。这个项目主要是原生态的项目,因为原生态污水流进办公楼容量没有经过处理污水还是很臭的,我们采用了污水换热器,采用贝莱特的系统。对内楼内提供热源,这个运行将近一年半了,也是相当好,这也列为了国家重点试验项目,包括建设部和财政部都给了补贴。从山西省领导也都考察了,为了把这个项目做得更好,就要求机房这块按节能的设计,而且是无人值守的设计,他们通过计算机可以了解主机的状态,整个污水外网的运营状况,这些都可以非常清晰的在远程监控室看到,儿童通过远程监控进行调节。
  我来归纳一下五源技术,这一个是牵扯到土源、海水源、污水源、尾水源,反过来说有这些丰富了热源的概念,我们原来甚为60度以上才可以作为供暖的需求,由于五源热泵的出现我们认为从负3度到100度都可以使用。从原理上来讲热泵机组就是温度的集成器作用,你从低品质到高品质这实际上就是提升剂的作用,实际上丰富的热源的概念。
  采用不同的外网形式或者外围的形式各个系统有各个系统的优势和特点,从我呼吁土壤圆热泵的开发和应用,从整个系统来讲只要设计得当,他后患是最少的。只有土壤换热器设计合理,将来不像水源热泵有回灌的问题,有维护的问题比较多。像土壤源只要设计得当,选择合理一点,这个问题就没有了。而且现在起码使用50年的寿命,你再用螺旋管什么管也就是二十多年的寿命,以后还得解决很多问题。
  其实作为土壤源来讲将来通过大家对于价格的调整,他们接受的心态,我想这块发展起来可能走得会更远,更成熟,大家更会接受这个系统。
  我们节能设计的重点讲来讲去还是机房设计,做这些研究很多了,我看了徐老师写的空调运行过程的设计。其实就是根据一种峰值符合,一种可以根据建筑物的功能不同,建筑不同功能分区来考虑主机的容量。
  现在清华大学,咱们国家唯一的课题组做了一个DOS软件,这实际上研究一个建筑物一天24小时,一年7、8千个小时,他每个小时动态的模拟。做这个干什么呢?就为我们主机有很好的选型。原来搞设计比较传统,你主机选大了你外网就大,这就造成整体的提升,你主机选大了什么都大,这时候你运行成本自然就会提升,就会高。通过你对建筑物整个动态,包括建筑的功能分析,峰值符合分析,合理选择很好的机组这是节能的关键。
  作为作系统来讲,节能是一个虚拟的值,没有一个英文字母来表示,但是做一个系统研究来说,要研究系统,要有这么一个东西。你整个机房的匹配,然后你的运行模式,你运行的管理,其实就是关系到你机房的整个硬件设备系统的配置,所以我说关键还是机房的设计,主机的能力,还有机房的运行方法。
  五源技术里面设计的重点就是可靠性,从主机到末端,其实在我们行业里面都非常成熟了,近几年中国空调企业发展,中国本土生产的所有空调设备跟国外品牌在中国本土生产同样的设备从品质上没有什么区别。你作为系统来讲,从设计上非常成熟,走了几十年的历史了,这有了系数可靠性还是表现在外部的东西。
  比如说做水源热泵,我们考虑到做回灌的问题,就是你外网做了抽水实验,回灌实验都做了达到要求了,我也建议你多打一口出水井,两口回水井,你有科学的依据,科学的检测,科学的实验以后还做一些实验,这样你保证20年不用外网,这其实在投资里面多花五、六十万不叫多花,我在技术论证方面一致持这样观点。
  既然你决定做这样节能环保技术,应用到建筑当中去,你还要把外网可靠性作为你的重中之重,这个在整个营销过程中和技术的发明过程、设计过程中我都是这样认为的,避免以后不满足要求。
  节能性能,实际上设计当中你夏天的冷符合比较大,热负荷比较小,这时候考虑冬天是串联系统,夏天是并联,达到井水需求量减少的目的,同时造价也出来了,在这种情况下增加井实际上是完整的设计思路,这时候运行成本是最低的。
  你串起来或者把主机设备外网系统温差加大,其实都会影响你循环使用效率,但是你要算一算这样使你的制冷能耗略地有一点下降,但是一比哪个能耗最低,要系统的来考虑,要考虑井水的水泵是多少台,真正运行是怎么运行的,一个是室内循环泵怎么运行,你主机增加了一点点温度,他的冷温度提升到底有什么下降,他的效率是多少,你做一个系统的效率分析来决定是串联还是并联。不要说用串不好就说冷能提升到多少有影响,也不要说泵减少了怎么样。其实大家作学问还要静下心来就某一个项目和设计数据出来以后认认真真的去系统思路去分析才更好。
  其实说白了一句话,我从经济学讨论其实就是初投资和运行成本的关系,你设计得从容一点,你投资大一些,将来运行可靠性高一些,运营成本肯定低。你作为一些厂家和公司经济的角度把这设计好一点点采用自己的方法,自己的观点,其实将来运行其他,特别是到冬季,这个水温低了,这时候每低一度对主机影响量是非常大的,大家搞设计当中应该进行分析做一个考量点。
  我们讲了很多技术问题,其实五源热泵技术将来我想随着发展,这些已经技术进入了成熟期,这个应用起来没有问题。但是我们作为技术人员不管是作为企业界,学院界的,还是国家科研界人员,我们将来可能会关注混合系统,你有什么样的投资你有什么可靠性,这个其实是我们关注的要点。
  今天因为时间关系,最后衷心的希望大家到贝莱特公园坐一坐。谢谢大家!
  何琦:谢谢王先生介绍,下面有请依科瑞德地源热泵科技发展有限公司总经理苏存堂先生做“地源热泵施工技术的概述”请大家欢迎!
  苏存堂:尊敬的各位会长,专家大家好,很高兴有这个机会参加本次的论坛。本人是依科瑞德地源热泵科技发展有限公司总经理苏存堂,本公司主要从事绿色地源开发和应用新型开发环保,是集研发、设计、生产、销售、施工及售后服务于一体的专业化公司。
  我们主要承接地源热泵,中央空调系统和自控系统的设计安装和调试工作,另外供应地源热泵、水源热泵及各种规格的冷水技术,空调末端和新风换气技术设备。
  现在简单说一下地源热泵,热泵实际上是一种可以实现蒸发性与冷源性之间功能转换的机械,这实际上也是另一种形式的制冷机。地源热泵通过埋地下换热器与大地进行热冷交换,实现建筑空调和热水供应的目的。
  采用热泵的优势,提高建筑产品科技附加值,地源热泵系统免除了能源基础设施的投资,而且该系统既能供暖还能提供生活热水,与传统的空调相比运行费用可以非常降低,可以节约很大的综合成本。在各类工程的建筑上国家充分重视节能环保科技创新理念,基于国家建筑节能技术的应用及我国的资源优势,利用可再生能源技术实现建筑节能,提高开发项目,科技含量和高附加值。
  特别是节能减排和可持续发展,热泵是减少二氧化碳排放量的最经济有效的技术,现在全世界约有1.3亿台热泵在运行,每年减少二氧化碳排放量约为1.3亿吨,随着热泵进行进一步改进,采用热泵技术供应使全世界二氧化碳排放量减少16%是有可能的。地源热泵换热器取代了传统的锅炉和冷却塔设备,对大气环境保护起到了重要作用。
  地源热泵系统换热性埋管分为一下两种,目前在国内市场基本上是这样,有水平埋管,有垂直埋管,水平埋管开挖技术很高,但是占地面积很大,国内一般地方很少采用,除非是有更大的开拓空地,这个可以做水平埋管。
  通常共软了竖直埋管,这个适合我国的国情,在这重点介绍一下。竖直埋管施工工艺埋管、下管、回填。施工土质比较好,没有岩石的情况下我们可以钻孔、可以螺孔钻进。钻孔深度为100米左右,一般在100-150米之间,这是比较经济的钻进的原理数。
  钻径总长度应与工程符合大小,地层导热性能设计来确定,根据建筑面积的大小通过模拟计算来算出每平米换热量。现在就地下换热系统这一块,目前针对地埋管施工工艺有几项使用信息的专利,就是地源热泵专利。在双型地源热泵工程中,由于井内深度比较大,各井内管不能控制在范围内,而市场上普通的在设计范围内由于尺寸问题,虽然能控制打热的间距,但是却给回填带来了很大的负面影响,比如说泥浆中愁会达不到效果,这是井无法回填的口,就是因为中间间距小,所以回填困难。
  我们通过模具压制一次成型,这是通过不锈钢固定在导热管的相关位置上,产品的特点成本较低,尽量将导热管固定在设计的间距范围内,而且将回填产生的影响降到最低。同时它的使用寿命也是比较长的。
  下管深度取决于换热量的大小,必须保证下管深度,你设计100米,你下管钻孔下不到100米,这个下管要求是很严格的。由于地埋管一般较深,这很难保证井口垂直向下,这样造成井壁对管的摩擦力不均匀,同时由于井孔较深,水对双U头产生浮力,在这两种情况影响下很难保证在下管全过程中都顶在双U头正中间,而这与导热管的连接是热能连接,由于这种偏差会出现被钻头顶坏的情况。
  通过几年的施工经验,根据这个情况开发了一种新型的高热防护器,这个导热管防护器也是采用PE的材料,通过模具压制一次成型,甚至能躺在连接头和导热管连接处,大小基本上符合钻的要求,使钻头可以顶住这中间。这样避免了下管弯曲的时候顶坏导热管,避免了这个现象。
  回填,垂直管的关键部位钻孔下部回填,这首先要做好四压工作,回填并达到用土强化,强化埋管与阻力之间传热,回填料应根据当地的地理情况选择,现在通常基本上用河沙回填,要在各种条件下,比如说有沙尘的,有石尘的这样要加一些辅助的材料。
  下面说一下地源热泵系统的换热系统,这个也是专利产品——节水器。地源热泵分水器是采用无缝钢管,还有PE材料。在这里面说一下钢管,这个管径根据集水井连带管子的大小,数量的多少确定的管的直径,通常现在是108厘米,长度可以根据所连接只管的数量进行调整。间距通常为15厘米,根据地埋管管径来定,一般是25或32,每个支管上直一个平行阀,以前做得大部分地埋管系统用平衡阀很少,现在为什么说加上平衡阀以后不管你管间距多远。你比如说离集水近和远可以调整,这样可以起到热力平衡的问题。
  同时在每个分热水器上开一个排水阀来排出集水管里面一些气,这个特点成本较低,节约工程管材的使用长度,可以解决水利平衡问题。
  简单的说几个有代表的工程案例介绍一下,现在我们在顺义区承建北京市力迈学校国际部,这个项目占地50亩,占地面积2100米,分A、B、C三个区,可容纳1500人,建筑物有教学楼,图书馆,游泳馆组成,该工程现场可用的地标面积是选择地源换热器,竖直埋管可以比水平埋管节约很多土地,所以我们采用垂直埋管,这在一个球场上用了318个换热管。
  地源热泵所需埋管的总长度需要根据埋管的形式,地下的温度和冷热负荷的情况做详细的计算才能决定设置地热换热器的主要费用是钻孔的费用,因此正确设计埋管长度对保证系统性能和经济性十分重要。
  由于影响因素较多,国内外开发了一些地热换热器设计计算的软件,可以避免盲目估算带来失误。我公司经过现场实测的方法确定地下热性能为本工程设计提供了可靠的依据。
  综合以上两个要点,本次设计采用竖直埋管方式总数为318个,孔深125米,间距是5米,孔径是220多米,全部在足球场和绿化带内,设计的总热能量为2295千瓦。机房采用两台地源热泵机组。
  龙湾别墅二期,2006年别墅建筑专家研讨会上,龙湾别墅因使用地源热泵节能技术而备受关注,龙湾别墅二期2006年9月16日正式上市,一上市就受到购房人热烈追捧,在龙湾别墅项目中我公司承接了二期、三期、四期,一期是没有用地源热泵。
  河南正阳中医院做了水源热泵系统。2005年河南省正阳县由于冷空气的影响,大部分人患上了流感,当时医院条件差,很多人打点滴不适应甚至病情恶化,院方对大楼进行新建。他们讨论普通空调费用过高,噪音很大,浮凉对身体也有害,经过再三考虑派领导小组到北京进行考察,最后地源热泵以高度环保,无污染,健康,空气清新均完全可以享受中央空调的使用特性,通过这些考察了以后院方决定用地源热泵,地源热泵从现场的场地比较小,今后采用的换热方式是水源的。根据项目我们公司多次派技术人员去工程所在地考察,对井深包括水温水压进行采集,以及对土壤特性进行勘测和分析,并保证这些资料有效性和精确性,这是一项很重要的,也是系统能否成功决定性所在。
  大量的开发地下水,因为在当地如果不采取很好办法不堪设想。我们对取水进行回灌,这还不能污染,考虑以上因素针对该工程我们公司设计一个抽水井两个回灌井,个沉淀池。
  通过两个采暖季和两个供暖季在项目回访中我们了解到中医院病人和院方对这个效果都感觉良好。有关专家认为从热泵技术来缓解能源问题,虽然任重道远,但我们毕竟已经找到了一条正确的道路,在当前处于能源危机,国家倡导节能减排的情况下推广应用地源热泵技术,缓解了中国对煤炭、石油的依赖,大大节约了能源,同时也改善了环境,我想在充分学习借鉴国外先进技术和运行经验的基础上,在各地政府大力支持下中国科技节与企业界携手共进,依靠自己的力量完全有能够开拓出中国特色的地源热泵产业。
  这不仅可以改善人民生活环境,降低能耗,对于地产开发商也提高了楼盘的品位。在房地产销售市场上也增强了竞争力。谢谢大家!
  何琦:谢谢下面有请华清集团北京华清荣昊新能源开发有限责任公司总经楼波洪先生,他的题目是“地源热泵技术在城市供热中的应用”有请!
  楼波洪:各位领导大家上午好!非常感谢组委会能够给我们这次机会跟大家沟通地源热泵的技术。今天我给大家汇报的题目是“地源热泵技术在城市供热以及空调中的应用”介绍的内容分四个方面,一方面就是给大家简单的介绍一下地源热泵的技术,从下面三个方面能源方式给大家介绍一下相应的具体利用方法,利用方案。
  大家知道传统的供暖方式以前是烧煤燃气、电,这种污染严重,包括燃油、燃气也经常产生污染,从清洁、环保的角度太阳能地热利用,以及回收是清洁的能源利用方式。
  从地下能源来讲,首先地球是一个能源保护,这个能源源源不断的来自于地球内部的辐射,以及太阳的辐射。比能包括地热能以及浅层的地温能,大家知道水文大概在25度的地下热水就是可利用的地热能源,浅层的土壤中也存在着地温资源,这些是我们可以利用的新型节约能源。
  以浅的地表为例,大概在地下以后不随着室外大气温度的变化而变化,他常年维持在15-17度左右,这个我们也做过测试,从曲线上看地下两英尺以后变化较大,但是地下十米以后地温度是恒定的。
  城市污水主要是二级水,以及中水,这也是一种相对稳定的能源来源,这个夏季温度在22-25度左右,冬天温度大概在15-20度左右,比室外环境要高出15-23度左右。污水里面蕴含着巨大的能量,像北京目前为止每天排放的污水量大概200万吨,到2008年规划大概每天排放量达到268万吨,污水量整个城市16-20%,这个能量是相当大的。
  从这个角度来讲城市污水与地能一样可以在城市可再生新能源领域当中发挥重要的作用。利用方式主要有几种:今天我主要讲一下地能以及城市废物回收。
  这是一个热泵的简单原理,刚才几位嘉宾也介绍了一下,在座的各位对这个也比较清楚。热泵是一个热量的提升装置,就像一个水泵一样,他水从提速提到高度然后用于供暖或者空调系统。这个是冬夏季的利用流程,冬天从地下取热通过机组提升以后运用到室内,夏天把室内的热在提取出来以后反到地下。
  从热泵技术特性来讲,一是高效节能,一次能源利用率高,我们可以针对煤、石油、燃油比较一次能源利用比较高,同时是清洁能源系统。而且应用功能比较全,可以提供供暖、夏天制冷,同时还可以提供生活热水。
  从目前来讲技术也比较成熟,在国内外有几十年成功的使用历史了,在国内也有近十几年的发展历史,应该说应用技术很成熟了。
  下面我分别介绍一下,首先讲一下地热能的应用。地热能是一种水温大于25度的地下热水,一般在45-90度左右,井深可以从几百米到几千米,这要根据地热的程度。像北京目前探明的有十个地热田,每个地热田都蕴含着丰富的资源,像最浅的小汤山六、七百米就有温泉,像深的门头沟地区在4000米左右,下面蕴含着丰富的资源。
  地热的应用比如说高温地热可以用于发热,大部分利用还是一些低温的地热资源,主要用于目前开发利用,我们今天讲主要是采取地热供暖,这有两种利用方式,一种是直接用于采暖系统,现在大多数拿地热结合热泵其他进行采暖。
  这个系统低温水排放温度比较高,一般40度水没有办法采暖了,这个水基本上就排放了。而且地热采暖简单的利用整个价格比较高,现在结合热泵系统,充分利用地热的资源,利用温差,像这样结合热泵系统以后我们可以降低25度左右,一个井温可以发挥2-3倍的效率。
  我们举一个例子,比如说有一个2500米左右的井,这个温度是65度,出水量每小时50立方,我们利用热泵系统可以增加2900平米,相当于单个地热井可以达到5万多平米建筑的采暖,这个效率扩大了很多。从能源建设来讲可以由340一平米降低到190一平米,所以用地热采暖经济效益还是很明显的。
  现在我们国内利用比较好的城市有北京、天津、西安,这些城市地热利用也有很长时间,目前北京地热供暖项目,已经建成的大概有120万平米。地热采暖从利用的技术上来讲,主要还是说地热直接利用,结合热泵系统利用,然后对地热威胁的热能进行充分的回收,这样可以扩大利用效率。同时地热水必须回灌,这样可以保护资源,实现可持续发展。
  从管理上来讲,我们也希望政府部门有专门的地热管理部门出台相应的政策法规来规范,指导地热有序、有效的利用,在这里我们也鼓励地热利用清洁能源系统。
  下面我介绍一下地热供暖的事例,这个是北京市地热供暖的一个示范工程,这个项目在99年实施,首次实现地热与热泵相结合,总采暖面积是3.7万平米,抽水井温度是72度,回灌井温度是65度,两个井间距有300米。这个项目为北京市地热回灌技术研究领域树立一个比较好的典范。
  这个项目运行效果来讲冬季供暖运行成本大概在12块钱一平米,其实地热国家是鼓励使用,是免费的,他的能源消耗主要是取水系统和循环系统的消耗。这个是前后机房的比较,这个当时国际大会的时候做了一些示范工程,国外的专家考察来时的照片。
  这个是北苑家园地热供暖项目,这个是目前国内最大的地热采暖项目,这个总建筑是40万平米,末端都采用地板采暖系统。这个项目运行成本来看大概在十六块钱左右。
  我介绍一下目前做的延请地热采暖规划,延请老城区总建筑面积在300万平米左右,因为延庆作为一个地热田蕴含着丰富的地热资源,现在开发利用很少。北京发改委为了打造环保示范区,延请是全国重点的生态环保县,我们打算开发利用地热资源,满足延庆300万平米的地热采暖系统,这个项目前期已经在实施了。总的项目建成以后可能要打20对地热水,延庆深度大概在2000-2500米左右。
  接下来给大家介绍一下浅层地能的介绍,浅层低能外部来源是辐射,内部来源是一些方式元素的蜕变,这个能源是源源不断的,这个特点存储量大,而且可再生,可利用,因为这个稳定在十到十八度左右。这个比较适合于运用生活方式。这个利用主要是两种方式,一种是水源系统对地下水抽灌,第二个就是地源管的抽埋系统。
  水源系统大概利用像北京平均在十五度左右,冬天可以在水中提取七度左右温差进行采暖,夏季可以向水中释放十度左右温差进行制冷。大概一万平米的办公系统建筑地下水需求量在70立方左右,这主要核心关键技术就是解决长期安全的抽灌,主要还是回灌技术,这应该是水源热泵利用的关键。
  地埋管相对来说比较成熟,目前的技术来讲任何地层做地埋管技术都没有问题,同时管材现在性能也比较好,像我们使用高密度聚乙烯管完全可以符合要求,我们地上一平米空间大概能够提供热量达到360-480瓦左右,可以实现七到十平米住宅类建筑,相对室外一平米埋管热容量可以满足地面建筑七到十平米采暖需求。如何加上综合系统做一些调峰这样面积会更大一些。
  这个组成有三部分,一个是室外地埋管系统,一个是机房系统,加上末端释放性,大概三部分组成。地源热泵原则上讲可以放到道路、绿化带,停车场,可以铺设范围比较广。原则上任何地层,任何建筑都可以使用地埋管土壤源地源热泵系统,不同的地层情况,不同的地质情况施工成本,投资成本差异比较大,比如说岩石地层或者大的颗粒地层施工成本相对来讲很高,但是以土壤为主的地层施工成本相对来讲比较低一些。
  从目前使用的情况来看土壤源热泵应用前景更广一些,从浅层地源热泵来讲我们总结一下,水源、地源热泵都是可以转化的手段,水源应用受地质限制比较多,主要是地下水的回灌,对地层要求更高一下,从地下水钻井必须做水资源论证和评价,看能不能满足系统的使用需求。地源热泵一般都可以采用,但是要考虑成本的差异,有限选择以以下土壤好的区域,这样投资成本更小一些。
  水源热泵一平米造价在100-150块钱左右,地源热泵大概在150-300块钱左右。发展地源热泵主要发展地埋管系统为主,有条件地区可以发展水源热泵空调系统,最好发展热泵和调峰的混合系统。从国内的发展情况来看,我国最早的水源热泵系统最早辽阳电信局热泵系统,应该说是国内建成比较早的系统,从99年开始随着北京市大气治理深入,像我们一些企业把热泵这块往市场上推广更多一些,更大一些。
  到2006年底全国大概采用热泵项目的采暖面积大概到5000万平米,应该说各个省市都有,都在发展这个。北京到目前为止完成建筑面积大概有1000万平米左右,这个应用范围也比较广,像宾馆、办公、学校、住宅、别墅都有。
  地源热泵在国内也出台了一些相关的政策,刚才徐院长介绍政策比较多我就不说了。北京也对发展热泵系统做了一个指导意见,政府也对使用热泵项目进行补助,不如说水源热泵相同补助30-50元一平米,污水源项目大概补助50块钱一平米。
  下面介绍几个工程,这个是丰台空军招待所的水源热泵项目,这个应该是国内比较早的项目,2000年投入使用的,总建筑面积25000平方米,冬天的运行成本大概在43.5元左右,夏天运行成本在14.8元左右,这包括生活用水和酒店。
  这个石化管理干部学运的地埋管项目,这个总建筑面积五万平米,这个是不同位置,基本上红点是不同位置,他会在绿化带,操场一些道路的下面。
  这个是岩石地方使用地源热泵的项目,这个是北京市发改委一个科研项目,一个示范工程,原先系统是烧油,不到半年,总建筑是两万平米,一天耗油成本在一万元左右,发改委在这个地方做了一个岩石地区的科研项目。这个是针对岩石钻孔的施工场面。
  这是用友软件园的项目,这个应该说是国内比较大的地埋管项目,预期16.8万平米已经使用了。
  下面我简单介绍一下城市污水利用,城市污水主要是利用污水处理厂处理的二次排放水。他们既有水源热泵的特性,高效、环保。污水源热泵有不同的特点,这适合于机组冷热源的需求,而且污水资源量特别大,北京到2008年以后污水排放量到268万吨。从污水分类来讲主要有三个,污水、源水,二级水,以及中水,重点利用的是二级排放水,这从水温、水量、水质上都可以满足咱们热泵的需求,这是我们检测的水温的情况,这是水量的排放情况,这是针对奥运项目的情况。
  从水温、水量来看城市污水可以做地源热泵良好的热源。国内外有很多工程做水源热泵应用,因为时间比较紧就不做详细介绍了。
  做内也做了很多类似污水源项目,比如说目前用的密云污水处理厂等,但是这些面积比较小。从北京的规划来讲,这些污水处理水源都可以作为热泵系统的热源来利用。污水源热泵范围比较小,主要是用在污水处理厂的周边地区,污水源水总管附近。
  下面介绍一下奥运污水源的情况,奥运村总建筑面积51.7万平米,需要供暖面积是41万平米,奥运比赛阶段主要是夏天,主要是空调系统。奥运赛期间符合比较大28兆瓦,赛后19.4兆瓦,供暖的符合是21兆,这全部的供暖空调均有污水源热泵提供,这个是奥运水源的取水系统,北边是清河污水处理厂,从这里排放取水,通过中间的换热站系统提取热泵,能量,到奥运村中心机房。
  从环境效益来讲如果使用污水源热泵以后可以从污水当中提取热能大概3600吨标准煤,可以替代207万立方米的燃气,这样可以减少二氧化碳排放86吨,这个管理效益比较明显。
  从示范来讲,绿色奥运是北京奥组委向国际奥组委的一个承诺,我们奥运污水源项目是实现北京奥运的一个亮点。我介绍的内容就到这里,谢谢大家!
  何琦:我们今天上午论坛虽然说时间很紧,但是发言的代表比较多,地热和地热技术方面的专家还有我们设计单位的老总,总工还有销售当中的总监也都发表的演讲,实际上把整个地源热泵技术从国外到国内都介绍了。我想在座的可能坚持到现在都是地源热泵方面的,他们讲的水平高低我想不用我说了,我在这方面也是外行,我想各位能听到现在都应该认为不错,否则都走了,最后代表论坛组委会对上午讲演嘉宾表示感谢,最在座朋友参与这项活动表示感谢。我宣布热泵应用技术与发展研讨会到此结束,谢谢各位!

  (摘自建筑英才网)