注冊建筑師：高溫地源熱泵技術(shù)的應用和發(fā)展

　　3、高溫地源熱泵技術(shù)的應用

　　3.1 高溫地源熱泵系統(tǒng)的應用形式高溫地源熱泵技術(shù)作為一種高效、環(huán)保、節(jié)能的供熱制冷技術(shù)可以應用于所有的采暖空調(diào)和熱水供應系統(tǒng)，并可以和其它新能源技術(shù)有機結(jié)合，提高綜合利用效率。目前，高溫地源熱泵在工程中的實際應用主要有如下幾種形式。

　　(1)燃煤或燃油(氣)鍋爐改造。直接替代供熱鍋爐，具有占地少，工程量小，環(huán)保，安全，運行費用低等優(yōu)勢，可以直接接駁散熱其采暖系統(tǒng)而不需要改造末端系統(tǒng)，雖然一次投資高于普通供熱鍋爐，但因其運行費用僅相當于燃煤鍋爐，其增加的投資可以在3-5年內(nèi)收回;

　　(2)建筑采暖、空調(diào)和衛(wèi)生熱水三聯(lián)供。衛(wèi)生熱水溫度60℃以上，特別是夏季衛(wèi)生熱水可在制冷同時回收空調(diào)余熱免費提供，經(jīng)濟效益顯著;

　　(3)低溫地熱和地熱尾水利用。對于許多溫度在50℃以下的地熱資源，直接利用效益不佳，可以采用高溫地源熱泵，以其作為熱源，向采暖系統(tǒng)供熱或提供生活熱水。對于50℃以上的地熱資源，一般地熱水在經(jīng)過采暖系統(tǒng)或生活熱水系統(tǒng)后直接排放或回灌，地熱尾水的溫度在40℃左右，可以利用高溫地源熱泵回收地熱尾水中的熱量向系統(tǒng)供熱，使地熱尾水排放溫度降底到10℃左右，大大提高地熱資源的利用率，使一眼井產(chǎn)生兩眼井的效益。

　　(4)與太陽能供熱系統(tǒng)的結(jié)合。目前太陽能越來越多的應用到建筑熱水供應和空調(diào)采暖系統(tǒng)之中，但是因為太陽能資源的不穩(wěn)定性，基本上需要常規(guī)能源作為輔助，如采用電鍋爐、染油(氣)鍋爐輔助加熱。將高溫地源熱泵與太陽能結(jié)合用于 建筑熱水供應和采暖系統(tǒng)，一方面可以節(jié)省大量的能源費用，減少對環(huán)境的污染，另一方面，對太陽能熱水的溫度要求降低，在滿足供熱溫度的同時極大的提高了太陽能集熱器的吸熱效率，減少集熱器的投資。

　　隨著新能源利用和節(jié)能建筑技術(shù)的進一步推廣，建筑能耗逐漸降低，高溫地源熱泵的應用空間將越來越大，將會出現(xiàn)更多的應用形式。

　　3.2 高溫熱泵技術(shù)應用實例

　　(1)高溫地源熱泵空調(diào)、采暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)如中國科學院外國老師公寓，賓館，建筑面積11000m2，中央空調(diào)系統(tǒng)，末端設備風機盤管。原空調(diào)制冷設備螺桿式冷水機組，采暖熱源為城市熱力，熱水由自備燃油鍋爐供應。2001年8月系統(tǒng)進行改造，安裝兩臺廣州能源研究所研制，北京中科能公司生產(chǎn)的地源熱泵機組替換原制冷采暖和制熱水設備，GWHP400型高溫熱泵機組一臺，額定制冷量356kw，額定制熱量401kw，WRB470型商用熱泵機組一臺額定制冷量402kw，額定制熱量470kw.設抽回灌井各一口，一抽一灌井深76.5米，井水溫度15℃，每口井設一潛水泵。

　　運行工況：夏季機組制冷運行，向空調(diào)系統(tǒng)供冷，并由高溫熱泵機組回收空調(diào)余熱產(chǎn)生每天60m3衛(wèi)生熱水，熱水溫度60℃。

　　冬季機組制熱運行，向空調(diào)系統(tǒng)供熱的同時由高溫熱泵機組供應衛(wèi)生熱水。

　　過渡季節(jié)由高溫熱泵機組制熱運行供應生活熱水。

　　目前該系統(tǒng)經(jīng)過了兩個采暖期和兩個空調(diào)期的運行，取得了良好的效益。在運行費用方面地源熱泵系統(tǒng)每年可比原系統(tǒng)節(jié)約運行費用38萬元以上，經(jīng)濟性分析如上圖3所示(空調(diào)期150天;采暖期(含過渡期)150天;全年熱水)。

　　類似的高溫熱泵采暖、空調(diào)、熱水三聯(lián)供項目還有北京財貿(mào)干部管理學院。

　　(2)高溫地源熱泵采暖系統(tǒng)如中國科學出版社，主要為辦公用房，建筑面積22000m2，愿采用燃煤鍋爐供暖，末端設備為普通鑄鐵散熱器。2002年10月進行鍋爐改造，安裝廣州能源研究所研制的GWHP600高溫熱泵二臺，單臺供熱能力602kW，熱源為淺層地下水，工打三眼水井，井深90米，一抽兩灌，井水溫度14℃。該系統(tǒng)2002年11月1日竣工投入運行，至2003年3月15日采暖期結(jié)束，經(jīng)過一個冬季采暖運行，其運行費用(包括井水潛水泵)為29萬元，一個采暖期每平方米的采暖費用為13.2元，接近燃煤采暖的費用。采暖期間，室外最低氣溫-16℃時，室內(nèi)溫度仍能保持在20℃以上，熱泵設備運行平穩(wěn)，出水溫度保持在65℃以上。

　　本地源熱泵系統(tǒng)機房仍利用原燃煤鍋爐房，該鍋爐房現(xiàn)改造為兩層，二層和一層的三分之二用于其它用途，地源熱泵機房只利用了一層約100 m2的面積。

　　類似的高溫熱泵采暖項目還有北京廣渠門住宅小區(qū)，建筑面積26000m2，安裝GWHP600高溫熱泵二臺，供暖效果良好。

　　(3)高溫地源熱泵

　　地熱能、太陽能等新能源的結(jié)合高溫地源熱泵與地熱能結(jié)合如北京中科能公司正在實施的某度假村的地源熱泵采暖空調(diào)項目，建筑面積約20000m2，采用GWHP400型高溫熱泵機組二臺，夏季空調(diào)采用冷卻塔冷卻。衛(wèi)生熱水由地熱水經(jīng)過換熱器換熱提供，冬季部分采暖熱源由地熱水直接提供，采暖和熱水系統(tǒng)換熱后的地熱尾水作為高溫熱泵的低溫熱源，由高溫熱泵向另一部分建筑供暖，地熱尾水回灌溫度12℃。

　　高溫熱泵技術(shù)與太陽能的結(jié)合如廣州能源研究所和北京中科能公司實施的國家科技攻關(guān)計劃項目—奧運新能源綜合利用建筑示范項目，該項目建筑面積8000m2，采用太陽能和高溫地源熱泵空調(diào)和采暖。太陽能集熱器面積1200m2，太陽能制冷機額定制冷量200kW，選配高溫地源熱泵機組型號為GWHP400，額定制冷量391kW，額定制冷量448kW.夏季空調(diào)由吸收式太陽能制冷系統(tǒng)和高溫地源熱泵聯(lián)合供應。冬季部分采暖由太陽能提供，當太陽能不足時由高溫地源熱泵加熱太陽能熱水向建筑供暖，通過系統(tǒng)的優(yōu)化設計，使建筑采暖空調(diào)能耗的80%來自于太陽能和地下熱能。

　　4、高溫地源熱泵技術(shù)的發(fā)展

　　隨著各科研單位對地源熱泵研究力度的深入和大量新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，高溫地源熱泵技術(shù)將不斷發(fā)展，其運行效率、出水溫度、應用范圍將會不斷的改進，滿足各種方面的空調(diào)供熱需求。比如中科院廣州能源研究所目前正在研究出水溫度在80℃以上的高效高溫地源熱泵機組，相信在不久的將來，在地源熱泵市場上將會有越來越多的產(chǎn)品供供熱空調(diào)設計師和用戶選擇。

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