热泵技术研讨总结报告
来源:来源 | 作者:提交人 | 发布时间: 1970-01-01 | 331 次浏览 | 分享到:
简介

  随着国家对“节能减排”基本国策的宣传力度不断加大,对可再生能源建筑应用的鼓励政策逐步落实,全国各地对地源热泵、水源热泵系统在建筑中的推广应用呈现出很好的发展势头,在建筑节能领域中发挥了积极作用。但我国幅员辽阔,气候条件、资源情况差异巨大,在推广使用过程中有些地方难免出现偏颇。通过这些年的工程示范应用,我们认为有必要对如何科学合理应用这项技术进行一些检讨,有利于热泵系统的工程应用健康、有序发展。现将各地在工程应用中所遇到的具有共通性和亟需解决的问题总结如下。

  一、“源”的基础资料不完备

  地源热泵、水源热泵技术均是利用存在于自然中的各种低品位热源作为热泵系统能量的主要来源,现阶段工程中常用的“源”有:土壤源、地下水源、江(河)水源、湖(库)水源、海水源、污水源等,其“源”的基础资料对于工程应用的成败至关重要。而目前工程应用中普遍存在“源”基础资料缺乏的现象。各地的大江、大河的水文、水温资料尚可通过各地水文站查取,但地下水、湖库水、污水和部分河流资源普遍缺乏资料,对这些作为“源”的水、地源热泵系统在工程应用中常采取短期监测和模拟的方式加以确定,从而带来对“源”评价的不准确,造成工程应用存在较大的风险。因此,要科学合理的推广地源热泵、水源热泵技术在工程中的应用,真正做到安全、高效、节能的运行,各地需加强对各类“源”的监测,完善累年的水温、水质、水位等相关基础资料的积累,建立各种“源”的基础资料库。这些工作需要水文、地质、水利等部门跨专业的合作才能实现,因此需各级政府牵头组织和协调相关管理部门及科研单位来完成。

  二、相关的技术标准不完善

  目前,指导和规范地源热泵、水源热泵系统工程的设计、施工验收仅有一本国家规范,即《地源热泵系统工程技术规程(GB50366-2005)》。有些地区虽也出台了一些地方标准,但其基本框架与国家标准相似。这类规范对各类地源热泵的设计虽做出了一些原则性的规定,但各地在工程应用中普遍反映指导设计的力度不足,标准化的引导和规范作用滞后,尤其由于各类“源”的不同,其相应的技术措施差异较大,一本规范难以全面涵盖。随着这几年各地对各种“源”的热泵工程经验和科研成果的积累,有必要对利用不同“源”的热泵系统,分门别类制定各种相应的技术规范,以更好地指导和规范工程设计和施工验收。

  三、坚持“因地制宜合理利用”的原则

  地源热泵、水源热泵系统科学合理的应用是建筑节能的一种手段,但不是唯一的手段。各类热泵系统与传统空调系统相比,其节能性受各种因素的制约,工程应用中必须根据当地气候特点、资源状况和建筑物空调负荷特性等因素加以综合评价,真正做到因地制宜合理利用。目前,各地推广应用中存在个别不合理利用的现象,不但未实现节能的目的,反而造成更大的能源消耗,如:在城市高密度建筑中利用地埋管热泵系统,由于换热面积的制约,造成换热系统的出水温度高于当地气候条件下冷却塔的出水温度,主机能耗反而大于传统空调;地表水热泵系统应用中未对水温、水质和取水扬程等因素进行综合评估,盲目利用,造成热泵系统的系统能效比低于传统空调系统的系统能效比,系统能耗增加。大面积利用原生污水源热泵作为采暖热源,可能造成原生污水温度过低,在污水处理过程中需进行重新加热,从而造成社会总能耗不减反增的现象出现;凡此种种,都是不合理应用的例证。

  在工程应用中应摒弃“地源热泵、水源热泵系统就是节能系统”的概念,应坚持实事求是、科学客观的原则,只有真正做到因地制宜、合理利用,才能实现节能运行的目的。

  四、提高工程应用预评估质量

  工程应用的可行性研究是提供业主和政府部门决策、指导工程设计的重要技术文件。由于种种原因,当前各类地源热泵、水源热泵系统应用的可行性研究和预评估报告的质量较低,主要表现在以下方面:

  1. 由于缺乏 “源”的相关基础资料,造成报告的严重失真。甚至造成刚刚投入使用就出现因“源”的流量、温度和水位等主要参数估计不足,而无法运行的极端案例出现。

  2. 对建筑物的负荷特性未作出客观评价,大量可行性研究报告将衡量冷水机组部分负荷性能系数(IPLV值)的各气候带平均负荷率指标作为建筑物全年冷负荷的计算依据,而未根据当地的气候特征、使用性质、建筑特征等因素,对建筑物进行必要的全年负荷分析,造成分析数据与今后实际运行出现严重差异,带来空调能耗、投资回收期、系统费效比等计算结果的严重偏差。

  3. 片面夸大系统的节能率,主要表现为:比较对象确定不合理,计算传统空调系统的能耗时,未采用2级能效以上的节能产品,造成节能率估算虚高的现象;由于受各种条件的限制,有些项目其实际运行能效还不如采用节能产品的传统空调系统。在居住建筑的空调能耗比较时,完全忽略设置分体式空调所带来的行为节能潜力,同样造成节能量的过高估计。

  五、规模化利用亟需总体规划

  随着近年来我国对可再生能源建筑应用推广政策的落实,我国的地源热泵、水源热泵系统工程的建设规模呈越来越大的趋势,几十万平米集中应用地埋管地源热泵系统的工程很多城市都有,有些城市甚至计划建设几十平方公里的地埋管地源热泵系统建筑应用。地表水源、污水源热泵系统也出现大规模应用的趋势。

  工程应用量的加大对地下环境、地表水环境的要求也相应提高,对周边环境的影响及工程风险也随之加大。单一建设方一般均只对项目进行评估,对周边建筑和环境的影响较少考虑,例如在同一条江上大规模利用水源热泵系统,上游建筑排水的影响范围对下游建筑的再利用可能造成直接的影响;一个湖、库水体的热环境容量是有限的,到底能容纳多大面积的建筑利用,避免能效降低,水体富营养化程度加剧等等,均需要进行统筹安排,合理规划。因此,在规模化利用时,应该由当地主管部门组织做好科学合理的可再生能源利用总体规划。诸如结合地表水、地下水热环境容量和生态影响的综合评估,确定其合理的使用规模和使用间距;结合当地的气候特征和水文地质状况,确定土壤源热泵系统的合理使用规模,确保热泵系统长期高效地运行。

  六、相应的政策、法规尚需完善

  不同地区的标准、审批程序、监管政策差异性很大,造成各地地源热泵、水源热泵系统工程应用的状况差异较大。

  在水源热泵系统工程应用的推广工程中,各地受到政策瓶颈的制约。为了保护有限的水资源,很多政策均强调用水审批,用水收费。一个设计合理的水源热泵系统仅利用了地下水或地表水的低位热能,不造成水量的浪费,而且水源热泵系统的循环水量一般较大,目前各地的审批标准和收费标准中对水源热泵系统应用没有相应的政策规定。通常水源热泵系统仍按用水指标进行收费,导致运行费用严重偏高,使得水源热泵的运行节能费用不足以抵消增加的水资源使用费,水源热泵的经济性变差,从而制约了该项技术的推广应用。建议各地政府会同相关部门,结合水源热泵系统的使用特点,专门制定针对水源热泵系统的合理价格体系,促进其健康有序地发展。

  对利用地下水作为低位热源的热泵系统,各地政府应结合本地的资源情况制定相应的政策和地方法规加以规范和引导。对于缺水地区应加以限制使用。对于地下水丰富地区,可允许其合理使用,但对取水造成的各种影响-包括地下水环境影响、建筑安全影响等应作出评估,并制定对其回灌加以监控的相应措施。

  对于土壤源热泵系统的应用,是否允许其在建筑周边的城市公共绿地中埋设地埋管换热器。则应根据城市的发展需要和鼓励地源热泵系统应用两个方面综合考虑并加以规范,避免一个工程一种做法。

  七、设计部门在工程中的作用

  当前,地源热泵、水源热泵系统的工程应用发展迅速,由于对“源”部分的研究超出暖通专业的专业领域,需进行跨专业的配合完成,而大量设计单位在这方面的专业储备不足,难以应对快速发展的市场需求,造成该类系统设计大量由专业厂商和工程集成商完成对“源”利用部分的施工图设计,与传统工程设计、施工的政府监管模式不同,可能出现大量的监管漏洞,使得工程质量良莠不齐。

  设计作为工程建设中的灵魂,是保证工程质量的关键。要使地源热泵、水源热泵系统的工程质量得到可靠保证。首先政府部门应制定完善、合理的市场准入制度,加强对设计市场的监管;另外,设计部门应高度重视知识的储备和补充,加强跨专业、跨行业的合作,通过创新的设计合作模式提高地源热泵、水源热泵系统的设计质量。

  另:由中国勘察设计协会建筑环境与设备分会主办、重庆委员会承办的“2010年全国热泵实用技术研讨会” 2010年9月16~17日在重庆召开,此次研讨会汇集了全国各地设计单位和相关企业的专家、总工以及重庆当地高校的教授等专业人士,就热泵技术应用中共同关注的焦点问题展开了充分的交流和热烈的讨论。以下附件是此次讨论及会后整理形成的文件。

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