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1推进地源热泵在福建省开发利用的建议福建工程学院福建经福建筑设计工程有限公司高维庭摘要本文简述了地源热泵技术在我国得到迅速发展的几方面因素及建筑物的空调、供暖、供热水不需要高品位热源，并以实例说明地源热泵的极高能效比。本文还简要阐述了北京、沈阳、重庆等地，地源热泵技术的开发利用在国家政策、地方政府相关优惠政策支持下取得显著成效。结合福建省的地貌、气候、气温、水系、水文、降水量、地下水条件及福建省浅层地热能（地源热泵）开发利用的现状，对推进地源热泵技术在福建省开发利用的提出若干建议。关键词地源热泵能效比优惠政策现状建议0引言0.1术语浅层地热能：蕴藏在地表以下一定深度（一般为200m）范围内的地质体中具有开发利用价值的热能。浅层地热能是地热资源的一部份。可再生能源：风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。地源热泵：土壤源热泵、淡水源热泵、海水源热泵、污水源热泵等。0.2为什么地源热泵技术在我国得到迅速发展为什么地源热泵技术在我国得到迅速发展？简略概括主要有以下几方面因素：（1）建筑物的空调、供暖、供热水不需要高品位能源；（2）地源热泵技术开发浅层地热能，既节能减排、又不污染环境，而且可持续；（3）地源热泵极高的能效比；（4）浅层地热能利用（地源热泵技术）在国内外日趋成熟，有许多成功的工程实践；（5）国家政策支持：中央财政补贴可再生能源建筑应用；（6）地方政府支持：地方政府相继出台支持发展地源热泵的相关优惠政策；（7）先进的技术理论指导：地源热泵相关的规范、指南、国家标准图集和技术图书已出版发行。0.3如何对待地源热泵技术开发利用中浅层地热能的热平衡问题与探索浩瀚的太空相比之，人类对地下的探索和认知甚少。“浅层地热能的热平衡问题，在理论认识上不一致。有人认为这是一个过程性的能源，自然补充是缓慢的；有人认为这个热能就是地下来的，取走以后，地热就补上了。那么这两者的监测对象就不一样，前者监测的是这个地方对热的传递蕴藏的储存能力，后者要测的是大地热流的流动的力度。而且，监测要有科学的方法、方便的手段，要经过长期坚持来进行监测。[1]”《采暖通风与空气调节设计规范》要求室外计算参数的统计年份宜取近30年，显然对浅层地热能的热平衡问题，要有30年以上连续的地温监测数据才能有明确的结论。面对浅层地热能开发利用（地源热泵技术），要做的是严格遵守现行的有关规范，做好水文地质勘察、回灌、监测等工作，让当前这项先进技术得到健康的发展和利用。1建筑物的空调、供暖、供热水不需要高品位热源如表1所示，40~65oC热水即可满足建筑物的冬季采暖、空调供暖、生活热水的需求，5~9oC冷水可满足建筑物夏季供冷的需求，建筑物不需要95oC这样高品位的热源。地源热泵技术的开发利用恰好满足了这种需要，冬季采暖，不必依靠燃烧化石燃料（煤、石油、燃气）的供暖锅炉提供高品位热水。一般地源热泵冬季可提供45~55oC低品位热水，一种环保高温型水源热泵机组出水温度可达60~70oC，可实现冬季制热、夏季制冷、提供生活热水的需求。———————————————————————————————高维庭，男，1946年1月生，大学，教授级高级工程师，手机13860624285，E-mail：gwt951@126.com350108福州市上街大学新区学园路福建工程学院环境与设备工程系22地源热泵极高能效比表2是《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005第5.4.5条中的表5.4.5，电机驱动压缩机的蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组，在额定制冷工况和规定条件下，性能系数（COP）低限值的规定。表3是《冷水机组能效限定值及能源效率等级》GB19577-2004中“能源效率等级指标”。其中1级是最高级，2级是节能型产品的门槛，3、4级是代表我国的平均水平，5级是要淘汰的产品。由表2、表3可知《公共建筑节能设计标准》中活塞/涡旋式冷水（热泵）机组制冷性能系数（COP）低限值采用《冷水机组能效限定值及能源效率等级》的第5级，螺杆机冷水（热泵）机组采用第4级，水冷离心式冷水（热泵）机组采用第3级。由表3可知，额定工况下水冷离心式冷水（热泵）机组制冷系数（COP）最高级是第1级，为6.10。由于浅层地下恒温层温度25oC，地源热泵机组夏季工作时冷凝温度降低，冬季蒸发温度提高，因此地源热泵机组的能效比要比空气源热泵机组高许多。表4是根据国家标准图集03SR113中SGHP(A)型水源热泵机组在名义制冷/制热工况下的运行参数（制冷量、制冷功率、制热量、制热功率）计算得出的制冷/制热性能系数。由表4可知，SGHP(A)型水源热泵机组制冷性能系数可高达7.3。表4SGHP(A)型水源热泵机组[8]在名义制冷、制热工况时的COP同方高效型热泵SGHP300ASGHP500ASGHP600ASGHP900ASGHP1000ASGHP1200ASGHP1800A制冷量(kW)3335526611067110413212133制冷功率(kW)477691148153184298制热量(kW)29047857392695711471851制热功率(kW)66108130210217260421COP制冷7.17.37.37.27.27.27.2表1供水温度常规空调夏季供冷5~9oC，一般为7oC[2]冬季供暖40~65oC，一般为60oC[2]温湿度独立控制空调系统去除室内余热的高温冷源18oC[3]采暖散热器采暖95oC[4]低温热水地板辐射采暖60oC[2]生活热水供水温度／使用温度60oC／40oC[5]表2冷水（热泵）机组制冷性能系数[6]类型额定制冷量（kW）性能系数（W/W）水冷活塞式/涡旋式＜528528～1163＞11633.84.04.2螺杆式＜528528～1163＞11634.104.304.60离心式＜528528～1163＞11634.404.705.10风冷或蒸发冷却活塞式/涡旋式≤50＞502.402.60螺杆式≤50＞502.602.80表3能源效率等级指标[7]类型额定制冷量CC（kW）能效等级(COP，W/W)12345风冷式或蒸发冷却式CC≤503.203.002.802.602.4050＜CC3.403.203.002.802.60水冷式CC≤5285.004.704.404.103.80528＜CC≤11635.505.104.704.304.001163＜CC6.105.605.104.604.20注：本行由笔者添加水冷离心式螺杆机活塞/涡旋式3制热4.44.44.44.44.44.44.4注：名义制冷工况：冷冻水进水/出水温度12oC/7oC；冷却水进水/出水温度18oC/29oC。名义制热工况：冷冻水进水/出水温度15oC/7oC；冷却水进水/出水温度40oC/45.5oC。先进的地源热泵技术，以其高效、节能、减排、可持续的显著优点，在国内外得到迅速的发展和利用。3国家政策支持中央财政支持可再生能源建筑应用，继财政部、建设部2006年公布《可再生能源建筑应用项目评审办法》、《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》之后，2009年7月6日又公布了《可再生能源建筑应用城市示范实施方案》、《加快推进农村地区可再生能源建筑应用的实施方案》，这两个方案对城市、农村地区可再生能源建筑应用给予有力的财政支持。3.1可再生能源建筑应用城市示范实施方案（财建[2009]305号）示范城市要求已对本地区太阳能、浅层地能等可再生资源进行评估，具备较好的可再生能源的应用条件；在今后2年内新增可再生能源建筑应用面积应具备一定的规模，其中：地级市应用面积不低于200万平方米，或应用比例不低于30%；直辖市、副省级城市应用面积不低于300万平方米；并将优先支持已出台促进可再生能源建筑应用政策法规的城市。对纳入示范的城市，中央财政将予以专项补助。资金补助基准为每个示范城市5000万元，具体根据2年内应用面积、推广技术类型、能源替代效果、能力建设情况等因素综合核定，切块到省。推广应用面积大，技术类型先进适用，能源替代效果好，能力建设突出，资金运用实现创新，将相应调增补助额度，每个示范城市资金补助最高不超过8000万元；相反，将相应调减补助额度。3.2加快推进农村地区可再生能源建筑应用的实施方案（财建[2009]306号）以县为单位，加快推进农村地区可再生能源建筑应用的示范推广，节约与替代大量常规化石能源；加快改善农村民房、农村中小学、农村卫生院等公共建筑供暖设施，保障与改善民生；带动清洁能源等相关产业发展，促进扩大内需与调整结构。示范县今后2年内新增可再生能源建筑应用面积应具备一定规模，新增应用面积原则上不低于30万平方米。2009年农村可再生能源建筑应用补助标准为：地源热泵技术应用60元/平方米，一体化太阳能热利用15元/平方米，以分户为单位的太阳能浴室、太阳能房等按新增投入的60%予以补助。以后年度补助标准将根据农村可再生能源建筑应用成本等因素予以适当调整。每个示范县补助资金总额将根据上述补助标准、可再生能源推广应用面积等审核确定。每个示范县补助资金总额最高不超过1800万元。3.3国土资源部关于大力推进浅层地热能开发利用的通知(国土资发(2008)249号）（2008.12.3）浅层地热能是一种可再生的新型环保能源，也是一种特殊矿产资源，利用前景广阔。开发利用浅层地热能对构建资源节约型和环境友好型社会、保障国家能源安全、改善我国现有能源结构、促进国家节能减排战略目标的实现具有非常重要的意义。（1）调查评价，查清浅层地热能资源各省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门在2010年年底前，组织完成本行政区域内的浅层地热能调查评价工作。调查评价的范围为城市的城区和远景规划建设区。调查评价内容主要是查明浅层地热能分布特点、赋存条件和地层热物性参数等，估算可利用资源量。（2）编制规划，保障浅层地热能持续利用各省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门要组织有关单位，在调查评价的基础上，结合当地经济发展、城市建设、矿产资源规划和土地利用规划，根据当地行政区域可再生能源开发利用中长期目标，于2011年6月底前，编制完成各城市(镇)浅层地热能开发利用专项规划。专项规划应根据地质环境条件，划定适宜开发区、较适宜开发区和不适宜开发区；依据水文地质条件，圈定适宜不同开发方式(地下水、地埋管)的地段，估算不同适宜区浅层地热能可利用量，估算可能的供暖服务面积，提出合理的开发利用规模，为浅层地热能资源的可持续利用提供科学依据。（3）加强监测，掌握开发利用动态各省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门应加强浅层4地热能开发利用的地质环境监测工作，对开发利用浅层地热能的城市(镇)建立浅层地热能监测网。对不同深度的地温、采温层的岩土质量、地下水水位和水质、地面标高等项目实施长期监测，及时掌握地温变化动态、水土质量和地面变形情况，一旦发现地温长期持续单向变化，或水土污染、地面沉降，应立即采取有效措施加以解决，防止产生地质环境问题。同时，为了对浅层地热能开发利用方法、技术等方面加强示范引导，各省(区、市)应选择有代表性的1～2个城市建立监测实验区。实验区可对单个项目或项目密集区的地温场、地下水位、水质、地面标高等地质环境因素进行长期监测，同时记录运行工况和能耗，计算换热能效比，检验项目节能效果，总结开发利用经验。4地方政府支持我国对热泵技术的研究起步於20世纪80年代，1997年中国科技部与美国能源部正式签署《中美能源效率及可再生能源合作议定书》，至2007年底，我国以地源热泵相关的设备制造、工程设计与施工、系统集成与调试管理维护的企业已达280余家，工程数量达5000多个，总面积达8000万m2。项目比较集中的地区有北京、河北、河南、山东、辽宁和天津，80%的项目集中在我国华北和东北南部地区，地源热泵目前在我国还处于起步阶段[9]。如北京市、重庆市、沈阳市政府出台的支持地源热泵技术发展利用的相关优惠政策，和所取得显著成效。北京市▲《关于发展热泵系统的指导意见》（实施2006.7.1）。供冷制热系统