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技术背景•采暖、空调能耗越来越大，化石燃料（煤、石油、天然气）供应紧张，环境污染日益严重。•国家大力开发和利用地热能、太阳能作为建筑采暖和空调的冷热源，优化能源结构、减少常规能源的消耗和污染物的排放。•太阳能光热技术和地源热泵技术的成熟应用，为两者的复合应用提供了技术条件。地源热泵技术•地源热泵是利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊等）和土壤源中的地热能，采用热泵原理，既可制冷又可供热的高效节能空调系统。•优点：地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。•缺点：受地质、水源、现场施工面积限制太阳能集热技术•太阳能的利用技术主要有光伏和光热两种。天地合一技术中的太阳能技术是指光热技术。绿色能源应用建筑一体化中的太阳能技术是指光伏技术。•优点：太阳能取之不尽，用之不竭，清洁无污染•缺点：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制，太阳辐照度是间断的，又是极不稳定的。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题。山东宏力空调设备有限公司是国内最大的地源热泵研发、制造基地之一，是住建部地源热泵建筑应用产业化基地，是山东省热泵工程技术研究中心的依托单位，是山东省热泵新能源产业技术创新战略联盟发起单位。山东宏力空调设备有限公司山东宏力光电技术有限公司主要从事光伏产品的研发、生产和销售及光伏电站设计安装，自行生产多晶硅铸锭、硅片、电池组件、LED太阳能路灯等。一、天地合一技术系统效益分析2技术简介1技术简介发展历程2010年2009年2008年2007年通过评估和获得节能奖专利与技术规程第一个工程青山中学实验室研发成功专利证书规程意见稿评估证书太阳能蓄热地源热泵供热水系统T1T1-T22T1-T2≥5T21太阳能集热器温差循环控制2太阳能集热器直接供热水控制3太阳能集热器向地埋管蓄热控制4热泵机组供热水控制机组启动天地合一技术简介•地源热泵-太阳能建筑一体化集成系统可以同时满足用户供暖、制冷、卫生热水或饮用热水的需要，实现地源热泵系统与太阳能光热系统的自动集成，实现运行过程无人值守。太阳能集热系统在运行期间主要有如下五个功能：一、为系统补热，提高系统水升温速度在开机以前一段时间内，如果太阳能的水温高于系统水温，通过控制系统将太阳能系统里的水与系统水充分换热，以提高系统水温，减少机组的提温时间。天地合一技术简介二、实现太阳能达到设定温度后的采暖循环。通过温度传感器检测太阳能水温及系统水温，决定太阳能系统是否参与循环。三、参与系统防冻利用太阳能的蓄热作用，参与系统的防冻循环。在冬季热泵机组不开机时，可以单纯利用太阳能的蓄热功能进行防冻，减少了机组的开机时间，从而降低系统的运行费用。天地合一技术简介四、维护地下温度场平衡对于一些只要求采暖或吸热量大于放热量的地埋管工程，可以利用太阳能系统的蓄热功能，在非采暖季为地下换热系统补热。五、提供生活热水在春、夏、秋三季太阳能比较充足，并且无采暖任务，此时可单独利用太阳能就可满足制取生活热水的需要。效益分析结合的原因太阳能是免费环保能源，取之不尽，用之不竭；但是不稳定，不持续，不连续天地合一地源热泵：环保，稳定，连续、可再生；能效比高；要靠电能驱动、需要地下资源系统特点环保可再生适用范围广稳定可靠节能高效运行费用低地下热平衡省钱省力省心太阳能热水器热泵热水器电热水器燃气热水锅炉燃油热水炉使用能源太阳能电、空气能电液化气柴油能源价格0.7元/度0.7元/度0.7元/度5.7元/kg6.3元/升每吨能耗012度电40度电3.5kg气5.0升油每吨能耗08.4元28元19.9元31.5元环境影响无任何污染无直接污染无直接污染有燃烧气体尾气排放有烟气尾气排放安全性能安全可靠安全可靠有漏电的可能性有漏气火灾的可能性有漏油火灾的可能性常用制取热水方式的比较不同供热水方式投资、全年运行经济分析太阳能+热泵热泵热水器电热水器燃气热水器燃油热水炉用水情况7层/每层32间/共224间/按400人计算/每天用水20吨/全年用水7300吨设备规格220m3+24匹+20吨24匹+20吨每房间安装一套共224套20万卡+10吨首次投资额266687元150000元每套800元共计179200元80000元每吨能耗费0元275天8.4元90天1800吨8.4元28元19.9元31.5元全年能耗费1512061320204400145270229950一年后总投资281807211320383600324470309950二年后总投资296927272640588000469740539900运行寿命15年15年7-8年7-8年7-8年不同采暖空调投资方式全年运行经济分析名称太阳能+地源热泵地源热泵热网+电制冷（热水）机组初始投资270万（不含地下部分）240万（不含地下部分）220万功能采暖+制冷+生活热水采暖+制冷+生活热水采暖+制冷+热水冬季能耗费14万16万25万夏季能耗12万12万20万热水能耗2.3万9万30万全年总能耗28.3万37万75万第一年总投资298.3277295第二年总投资326.63143701万平米公寓、30吨卫生热水初始投资与效益分析•采用天地合一技术系统比单一采用地源热泵的费用多增加30-50元/m2；•使用天地合一技术系统可以几乎免费制取生活热水，使冬季采暖的运行费用降低2-3元/m2；•使用天地合一技术系统后，每一万平方米建筑每年节约标准煤的量为180吨，减少CO2排放量340吨，减少SO2排放量1.54吨。适用范围•该系统主要适用于有生活热水需求的建筑。如学校、酒店、宾馆、公寓、住宅、医院等。•还用于常年有热水供应需求的工业领域。•二、绿色能源应用建筑一体化效益分析2工程案例3技术简介1技术简介系统集成主要部分：•太阳能光电光热集成装置•地源热泵系统•辐射式毛细管散热器•全新风调湿装置•负离子空气净化装置•地热能换热器•热能采集分配装置•蓄能装置绿色能源建筑一体化系统集成技术系统集成主要功能：•太阳能光伏屋面供电•地源热泵供冷、供热•全天候供热水•全天候恒温恒氧恒湿•负离子空气净化处理绿色能源建筑一体化系统集成技术宏力研发的太阳能光热、光电、地源热泵集成系统绿色能源建筑一体化—太阳能房光伏组件微槽道平板热管保温材料集热水箱光伏、光热集成模组降低太阳能发电成本光伏、光热集成模组爆炸图•光伏、光热集成模组既可发电，也可制取生活热水，一举两得•降低组件表面温度，提高发电效率，可增加15%以上的发电量•光伏发电与热水利用经济效果合并计算，相当于把太阳能光伏发电的综合成本降低40%•能源利用率高，电池组件冷却系统成本低廉，结构简单，稳定性高，适用于家庭使用光伏、光热集成模组效益分析绿色能源建筑一体化系统投资方式全年运行经济分析400平米别墅配备10kw光伏电站,光伏光热模组可提供1吨生活热水绿色能源建筑一体化系统热网+制冷机组初始投资38万9万功能采暖+制冷+热水+供电采暖+制冷+热水冬季能耗费0.6万1万夏季能耗0.35万0.8万热水能耗0.05万1万光伏全年供电0.9万0全年总能耗0.1万2.8万初始投资与效益分析•采用绿色能源建筑一体化系统初始投资高，每平米达到950元，运行成本低，与热网+水机组比较来看，十年即可收回投资成本•使用绿色能源建筑一体化技术，几乎可以免费制取生活热水，光伏电站系统发出的电量基本能够满足系统的用电需求•绿色能源建筑一体化系统，可以使建筑节约75%—90%的能耗，具有良好的环境效益和经济效益适用范围•该系统主要应用于供电较困难地区•还可用于高档住宅别墅，如海岛度假别墅，高山度假别墅工程案例•截止到2011年6月，公司总共实施天地合一系统的项目近40个，共50万平方米。项目遍布东北、华东、西北、中原等地。•随着国家对低碳经济和可再生能源建筑应用示范城市、示范县的实施，该系统将会得到更大面积的推广使用。工程案例青山中学太阳能集热器太阳能热水程青山中学青山中学系统简介对于市场价格仅冬季集中供热的费用就为25.6元/㎡，该系统大大降低了系统的运行费用，起到了很好的社会效益和经济效益。单纯采用地源热泵地源热泵与太阳能集成运行每天耗电量800度冬季运行费用为3.56元/㎡全年运行费用为7.06元/㎡加上太阳能及优化的自动控制系统后耗电为660度/天，冬季运行费用为3.02元/㎡。全年运行费用在6.5元/㎡。地源热泵与太阳能集成运行山东省教育系统参观青山中学项目山东省委副省长王军民在潍坊市市委副书记、市长许立全认真听取宏力集团董事长于奎明讲解青山中学工程技术建设部科技司节能处胥小龙处长、可再生能源示范项目办公室郝斌主任对青山中学机组使用情况进行调研于奎明董事长陪同外国专家参观青山中学项目潍坊市委党校（昌乐）宿舍楼总建筑面积为10万㎡，其中宿舍楼部分3万m2采用太阳能集热器面积2000m2。结合方式：每栋楼安装板式换热器，为太阳能不足时补热。市委党校工程简介单纯采用地源热泵夏季热泵机组输入功率为736KW，辅助设备输入功率为296KW，机组每天运行12小时，共运行90天，经计算夏季运行费用为9.44元/㎡。冬季热泵机组输入功率为1024KW，辅助设备输入功率为296KW，机组每天运行12小时，共运行120天，经计算冬季运行费用为11.2元/㎡。全年的运行费用为20.64元/㎡目前,该系统已调试运行2年，从实际使用来看，冬季房间温度可达到22℃以上，优于设计标准。•济宁市汶上县义桥中学•济宁市汶上县南旺中学•济南市历城区王舍人第二实验小学其他工程案例