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重庆市2013年地源热泵发展与应用后评估丁勇重庆大学教授重庆市绿色建筑专业委员会常务副秘书长2013.8主要内容32重庆市地源热泵建筑应用概况1地源热泵系统运行后评估解决方法的研究重庆市地源热泵建筑应用概况2009年，重庆市被住建部和财政部确定为全国可再生能源建筑应用示范城市以来，积极推动项目建设，共组织26个项目388万平方米建筑开展了以水源热泵、土壤源热泵技术为主的工程应用示范。重庆市地源热泵发展进程2010年，重庆市巫溪、云阳两县成功申请全国可再生能源建筑应用农村地区县级示范，两县将结合自身优势，充分运用太阳能、江河水等特色资源，开展可再生能源建筑应用，预期分别建设30、34万平方米的可再生能源建筑应用示范工程。2011年至2012年期间，可再生能源建筑规模化应用面积达180万平方米，其中水源热泵系统建筑应用面积达到120万平方米，地源热泵系统建筑应用面积达到30万平方米。4重庆市地源热泵发展进程2013年至2015年期间，可再生能源建筑规模化应用面积将达270万平方米，其中水源热泵系统建筑应用面积达到180万平方米，地源热泵系统建筑应用面积达到50万平方米。重庆市制定了一系列的发展规划、管理办法、地方标准以规范工程项目的设计及质量验收。重庆市制定发布了《重庆市可再生能源建筑应用示范项目管理办法》和《重庆市可再生能源建筑应用中长期规划》，完成了《地表水水源热泵系统设计标准》等多个标准的编制工作。《重庆市可再生能源建筑应用中长期发展规划》规划期分为十一五和2020年。到2010年，浅层地能等可再生能源建筑应用面积占新建建筑面积达到25%以上；形成可再生能源建筑应用技术的法规、技术和标准体系等。到2020年，浅层地热能可再生能源建筑应用面积占新建建筑面积达到50%以上；形成产业链完整，达到国际化水平的可再生能源应用产业基地等。《重庆市可再生能源建筑应用示范项目管理办法》该办法主要对土壤源热泵、水源热泵和太阳能一体化示范项目申报流程、专项补助资金申请等方面做出了规范性要求。地方标准管理促进《重庆市建筑节能“十二五”专项规划》重庆市建委于2011年3月发布，回顾总结“十一五”建设经验和教训的同时，提出了“十二五”建筑节能总目标：实现新建城镇建筑施工阶段建筑节能标准执行率达到99%；建立发展低碳建筑评价体系；新建绿色建筑1000万m2，既有建筑节能改造350万m2，可再生能源建筑应用450万m2；采用新型节能墙体材料应用比例达到65%以上。预计到“十二五”期末，重庆市建筑领域累计形成年节能446万吨标煤，减排当量CO21016万吨的能力。地表水水源热泵系统施工质量验收标准DBJ50-116-20102010年由重庆市城乡建设委员会发布，标准对项目工程施工质量验收过程中水源热泵系统的取排水系统，换热系统安装，冷热源机房等进行了规范化要求。于2011年3月起实施，该标准为工程建设强制性标准。地表水水源热泵系统设计标准DBJ50-115-20102010年由重庆市城乡建设委员会发布，标准对水源热泵系统的取水，水处理，排水，换热系统等进行了说明和要求。于2011年3月起实施，该标准为工程建设强制性标准。地表水水源热泵系统适应性评估标准DBJ50-117-20102010年由重庆市城乡建设委员会发布，标准对系统预评估及后评估的内容和方法进行了规范化要求。于2011年3月起实施，该标准为工程建设强制性标准。地表水源热泵系统运行管理技术规程DBJ50-118-20102010年由重庆市城乡建设委员会发布，标准对水源热泵系统运行管理，包括换热系统，主机以及建筑物供冷（热）系统运行管理做出了要求。于2011年3月起实施，该标准为工程建设强制性标准。瑞安重庆天地开县人民医院秀山锰都酒店秀山人民医院迁建工程彭水两江假日酒店永川港联检大楼合川华地酒店南川区市民广场与商务中心忠县人民医院迁扩建项目永川区会议服务中心及司法综合办公大楼国家示范项目序号项目名称示范类型示范面积（㎡）项目情况1瑞安重庆天地水源热泵54000已完工准备验收资料2开县人民医院水源热泵38000已验收3南江水文地质工程地址对集资楼土壤源热泵32300已完工准备验收资料4重庆大剧院水源热泵82600已验收5祁年·悦城土壤源热泵108943.32已完工准备验收资料6涪陵CBD中央商务区集中供冷供热二期工程（日兴大厦、南门山商业街、金科酒店）160800目前正在进行取水船招标、配电系统设计等工作合计476643.3210城市级示范项目11序号项目名称示范类型示范面积（㎡）项目情况1彭水自治县乌江明珠大酒店水源热泵11995.9已验收2中国人民银行重庆营业管理部新建附属用房及其他特殊用房项目土壤源热泵6554已验收3希尔顿体育度假中心体育设施房A湖水源+土壤源热泵10000已竣工并投入使用4涪陵CBD中央商务区（文化艺术中心、景观大道A区）水源热泵49168已竣工，进入调试阶段5重庆市江北城CBD区域江水源热泵集中供冷供热项目二期工程水源热泵1460000能源站已完成，进入调试阶段6万州清江·金水御景水源热泵302670.34已竣工，进入调试阶段7国汇中心太阳能光电29197已竣工，进入调试阶段8云阳县市民活动中心水源热泵13197已竣工，进入调试阶段9后勤工程学院绿色建筑示范楼土壤源热泵11600已验收10潼南县人民医院土壤源热泵28829.3已竣工，进入调试阶段城市级示范项目12序号项目名称示范类型示范面积（㎡）项目情况11合川华地王朝大酒店水源热泵49053.42已验收12秀山人民医院迁建工程水源热泵59142机组安装阶段13涪陵CBD中央商务区（金科超高层、海怡天等）水源热泵153976目前正在进行取水船招标、配电系统设计等工作。14重庆大学主教学楼节能改造工程湖水源热泵55155已竣工，进入验收阶段15重庆大学农学院及生命科学研究院复合式土壤源热泵10493已竣工，进入调试阶段16永川港联检大楼水源热泵14294.5目前正在进行设备询价阶段17重庆市CBD总部文化创意经济区水源热泵800000施工阶段18秀山锰都大酒店河水+污水源热泵11914已验收19南温泉主题公园温泉废水水源热泵11148已验收20重庆轨道交通大竹林车辆段综合楼土壤源热泵45485已竣工，进入调试阶段城市级示范项目13序号项目名称示范类型示范面积（㎡）项目情况21南川区市民广场与商务中心水源热泵43000设备安装前期准备工作22永川产业大厦土壤源热泵10188施工阶段23永川区新城服务外包产业楼土壤源热泵98020施工阶段24彭水两江假日酒店水源热泵34096设计阶段25双桥区企业服务中心水源热泵33483施工阶段26忠县人民医院迁扩建项目土壤源热泵+冷却塔复合式10634.7设计阶段27永川区会议服务中心及司法综合办公大楼土壤源热泵42899施工阶段28重庆盘溪水产品综合批发市场水源热泵82030.39施工阶段29重庆市会议展览馆二期项目地源热泵22000通过可研评审合计3510223.55重庆市地源热泵项目增长迅速，在2008年，2009年的基础上翻了一番，2012年延续了2010年良好的发展态势，一方面是政策扶持的结果，一方面是越来越多的投资商认识了解到地源热泵系统的巨大节能潜力。10项9项11项249万106万43万地源热泵系统运行后评估通过验收的项目开县人民医院（水源热泵）彭水自治县乌江明珠大酒店（水源热泵）重庆大剧院（水源热泵）合川华地王朝大酒店（水源热泵）秀山锰都大酒店（水源热泵）南温泉主题公园（水源热泵）后勤工程学院绿色建筑示范楼（土壤源热泵）中国人民银行重庆营业管理部新建附属用房及其他特殊用房项目（土壤源泵）测试时间：2011年8月工程信息：2007年国家可再生能源建筑应用示范工程实施计划项目，空调面积24247.8m2，空调设计冷负荷2912.7kW，设计热负荷1117.2kW。17某湖水源热泵项目采用紧邻水库作为系统冷热源，系统采用分体式水源热泵机组，水库水容量常年维持在约16~22万m3范围内，水体表面积约33000m2，水体深度常年保持5～7.5m，水质较好。系统原理图工作原理：系统从水库取水经板式换热器与空调侧了冷却水换热，空调侧冷却水进入分水器至系统末端，末端机组工作制冷直接对末端降温。系统能效设计系统能效比：3.3实测系统能效比：2.3水源热泵系统运行时实测机组负荷率仅为30%。系统能效该水源热泵系统夏季设计冷负荷为2912.7kW，冷负荷指标为120.1W/㎡，机组装机制冷量为3318kW实测制冷量平均为1000kW，最高不到1800kW，负荷率也仅为41%能效测评要求负荷率80%21可行性分析中夏季水体为18~30℃。实测机组冷却水进水温度为35℃，出水温度为37℃，取水水温过高。设计取水温差为4℃，实测温差为2℃，温差过小。问题总结后评估实测：测试期间系统平均能效比为2.59，平均负荷率为31%，第一天8：00~22：30，系统平均能效比为2.32，平均负荷率为26%；第二天8：30~17：00，系统能效比平均为2.36，平均负荷率为28%，机组负荷率过低机组低负荷率运行，原始设计负荷计算存在偏大的问题，导致机组选型偏大，导致机组在全年周期内始终处于半负荷甚至低负荷运行工况，导致节能效果下降。问题总结冷却水温过高冷却水取水温度35℃，高于可行性分析中明确夏季水温的18~30℃，机组冷凝温度偏高，制冷能力下降，节能效果下降。冷却水温差过小冷却水进出水温差仅有2℃，低于原工程设计温差4℃，低温差导致冷却水、冷冻水输送泵流量增大，进而能耗增大，导致节能效果下降。某水源热泵系统测试时间：2010年8月工程信息：总建筑面积为17963.45m2，中央空调系统2008年7月开始改造，改造将原有水冷螺杆制冷机组变更为螺杆水源热泵机组，直接从江水中获得冷热量实现冬季供热、夏季供冷，而春秋过渡季节，则采用梅江河水直接交换热量（即不开机组）实现供冷。改造于2008年11月竣工。空调系统采用制冷量904.5kw、制热量926.9kw的双机头水源热泵单螺杆机组一台。螺杆水源热泵机组运行状况根据负荷大小，分别采取单机头与双机头运行模式。检测期间水源热泵空调系统处于正常使用状态。水源热泵主机夏季制冷能效比主机平均能效比：4.1水源热泵系统夏季制冷能效比系统整体平均能效比：3.9测试期间室内外温湿度室外温湿度参数：检测对象平均值最高值最低值室外温度（℃）35.437.832.8室外相对湿度（%）49.960.239检测结果室外温度变化曲线系统存在的一些问题水源热泵能耗测试结果说明系统运行效果很好，但系统运行中仍然存在部分问题：不同房间温差大从室内空调温度汇总表中可以看出，室内各房间平均温度最高为27.6℃，最低为22.9℃，总体温度偏低。压缩机卸载不及时该酒店采用的是双机头螺杆式机组，单机头和双机头切换是根据冷冻水进回水温差自动调节的。测试过程中发现，由于系统自带温度测量装置老化等原因，制冷机自控存在问题，当末端负荷下降到单机头工况时，压缩机并不能按要求卸载。本来出于节能考虑的自控系统反而导致了能耗上升，机组整体性能下降。27某土壤源热泵项目测试时间：2010年8月工程信息：该土壤源热泵项目是2009年重庆市市级可再生能源示范工程项目，位于重庆市区，项目性质为办公综合楼，总建筑面积13410.3m2，共7层，地下2层，地上5层，建筑高度19.8m。项目采用地源热泵三联供空调系统，满足制冷、采暖和卫生热水需求。主机采用地源热泵机组，末端采用风机盘管加新风系统。经过对本建筑进行逐时负荷计算，夏季冷负荷为713KW，冬季热负荷为313KW。28测试参数及能效该工程设计冷冻水温差为4~5℃，实测冷冻水温差：4℃29机组制冷量和功率机组额定制冷量为503.5kW，实测制冷量平均为350kW实测机组平均负荷率：70%机组COP和系统COP系统能效平均为3.19机组平均能效为4.00测试时间9：00~1