1、水源热泵建议书海淀区卫生学校水源热泵空调供热制冷项目方案建议 目 录前 言3一、地源热泵中央空调概念4 （一）水源热泵概念、原理及归类.4 1、水源热泵概念.4 2、水源热泵原理.4 3、水源热泵的分类.5 （二）土壤热交换器地源空调系统.6 1、工作原理.6 2、机组运行过程.6 3、土壤热交换器埋管形式.7 （三）地（水）源热泵中央空调发展概况.7 （四）地（水）源热泵空调系统的特点.8二、小型一体化高效地源热泵机组10三、水源热泵空调与其它几种不同空调方式的比较分析11四、水源热泵采暖与集中供热比较11五、水源热泵供暖（冷）的终端设施推荐13六、几种不同的采暖终端设施的比较分析15七、后
2、续服务与专业物业管理系统.15前 言一、项目背景1、项目名称海淀区卫生学校水源热泵空调供热制冷项目2、建设地址海淀区清河镇永泰庄北路27号3、建设单位概况海淀区卫生学校是北京市人民政府批准建立的中等卫生学校，隶属于海淀区政府公共服务委员会，创建于1960年，是一所全日制中专学校。学校建有现代化校园网络保证了全校师生及时、迅速地共享资源，并包括1.8万册电子图书供师生网上阅览、查询。学校拥有7所教学实习医院和一个附属医院，具有良好的临床教学及实习条件。学校校园环境优美，教学设备完善，师资力量较为雄厚，办学体制建全。学校占地面积33.42亩，建筑面积14000平方米，有一幢教学楼、一幢实验楼、一幢
3、学生宿舍楼，图书馆、运动尝食堂、学生公寓设施齐备，实验室和电教设备达到一流水平。学校拥有8所区县级以上实习医院，具备良好的临床教学及实习条件。学校现有教职工91人，其中高级讲师5人，讲师27人，外聘兼职教师来自北京医科大学等市区级以上院校，均具备主治医师以上水平。学校设有护士、精神卫生护士、医士、精神卫生医士四个专业，全日制在校生500人。本项目位于海淀区卫生学校院内西南部，为学校的自有用地，新建建筑建筑面积14497.35平米，建筑控制高度18米。建筑为地上五层，地下三层。4、编制依据（1）中华人民共和国节约资源法（2）中华人民共和国环境保护法（3）中华人民共和国土地管理法和中华人民共和国土
4、地管理法实施条例（4）当前国家产业结构调整指导目录（5）建设项目经济评价方法与参数第三版（6）国家十二五发展规划纲要（7）建设单位提供的相关数据材料5、建议方案编写单位单位名称：中经国际咨询有限公司工程咨询级别：甲级工程咨询证书编号：工咨甲XXX6、项目提出的必要性和理由国家十一五规划中明确指出：落实节约资源和保护环境基本国策，建设低投入、高产出，低消耗、少排放，能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会。一、根据我国可再生能源法、建设部民用建筑节能管理规定、河北省节约能源条例、 承市政办字（2010）25号、32号、33号、34号供热改革与建筑节能工作和承市建发【2009】12
5、6号（关于加强水源热泵技术应用监管工作）的 通知的精神，为落实世界“哥本哈根”气候大会框架公约，利用可再生能源技术，完成全球性和市政府提出的“节能减排”指标，创建生态文明示范城市和国际旅 游城市，对条件适宜的项目，积极利用可再生能源，特别是由政府投资，传统热电联产集中供热达不到区域的项目，如果水资源丰富，要求必须采用地源热泵供热技 术； 可再生能源建筑应用项目由建设单位按基本建设程序办理建设工程规划许可证、施工许可证；可再生能源系统勘察、设计、施工、监理执行相应标准、规范；加强项 目建设管理，对项目设计、施工、监理、验收、测评、运行进行专项管理。二、 财政部、住房和城乡建设部2009年7月9日
6、联合对外宣布，我国将以县为单位实施农村地区可再生能源建筑应用的示范推广。实施确定了中央财政对农村地区可 再生能源建筑应用的补助标准。其中，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60予以补助。（河北经济日报2009年7月10日头版）三、承德市发改委2010年对利用可再生能源进行补助，重点发展、管理和补助区域为：五区 （空港区、老城区、双滦区、经济开发区、上板城区）；三带（五烈河、滦河、御道。政府补助资金8000万元，资金补助项目：水源热泵技术供热（制冷）及生 活用水、太阳能热水工程、太阳能光伏电楼道灯、门宇灯、路灯、庭院
7、灯等。自2009年9月25日起对在承德境内使用水源热泵供暖（制冷）免除水资源使用 费，使用水源热泵供暖（制冷）费用将更低。对使用清洁能源范围的热泵、空调等设备实行电补。四、承德市沿河建筑推广水源热泵技术专家论证会结论指出：我市可再生能源丰富，尤其是滦河、 武烈河水资源利用价值较之沈阳、大连、北京等地区有着明显的优势，更适合运用水源热泵技术。两河两岸尤其交汇地域的浅层地表水是富水区，水资源丰沛，浅层 地表水位埋层低，含水层厚，透水性强，给水、回灌水速度快。良好的地理资源条件，开发利用水源热泵条件理想，前景诱人。推广使用水源热泵技术，势在必行， 前景广阔！一、地源热泵中央空调概述地源热泵中央空调分
8、为水源热泵和土壤热交换器地源热泵两种形式：(一水源热泵概念、原理及归类 1、水源热泵概念：水源热泵技术是一种利用地球表面或浅层水源（如地下水、河流和湖泊），或 者是人工再生水源（工业废水、地热尾水等）的低温低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移，既可供热又可制冷的 高效、环保、节能的空调系统。2、水源热泵原理：地球表面浅层水源（一般在 1000 米以内），像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是：在夏 季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以
9、可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵 机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。通常水源热泵消耗 1kW 的能量，用户可以得到 4kW 以上的热量或冷量。3、水源热泵的分类：当利用的对象都是水体和地层（含水地层）的蓄能，而且都是以水作为热泵机组的冷热源，都可以将之归类为水源热泵系统。水源热泵可以分为地下水源热泵以及地表水源热泵。 地下水热泵系统：也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。 通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，由回灌井群灌回地下。地表水热泵系统： 是通过直接抽取或者间接换热的方式，利
10、用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵的冷热源。（二）土壤热交换器地源空调系统：这种空调系统是把热交换器埋于地下，通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动，从而 实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温。同时储存热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到 房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用，大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。垂直埋管地源热泵系统与水平埋管地源热泵系统：1、工作原理：地源热泵空调的心脏是一个“热泵”（制冷、供热），供暖时，它吸取地热向用户排放，此过程只消耗少量电能；制冷
11、时，它吸取用户室内的热量向地下排放，同样也消耗少量热能。2、机组运行过程：冬天热泵中制冷剂正向流动，压缩机排出的高温高压R22气体进入冷凝器向 集水器中的水放出热量，相变为高温高压的液体，再经热力膨胀阀节流降压变为低温低压的液体进入蒸发器，从地下循环液中吸取低温热后相变为低温低压的饱和蒸 汽后进入压缩机吸气端，由压缩机压缩排出高温高压气体完成一个循环。如此循环往复将地下低温热能“搬运”到集水器，从而不断的向用户提供45-50的 热水。夏天热泵中制冷剂逆向流动，与用户换热的冷凝器变为蒸发器从集水器中的低温水（7-12）提取热能，与地下循环液换热的蒸发器变为冷凝器向地下循环液排放热量，循环液中热量
12、再向地下低温区排放，如此循环往复连续地向用户提供7-12的冷水。3、土壤热交换器埋管形式：地下埋管换热器主要有两种形式，即水平埋管和垂直埋管。选择哪种形式取决于现场可用地表面积、当地岩土类型以及钻孔费用。尽管水平埋管通常是浅层埋管，可采用人工开挖，初投资比垂直埋管小些，但它的换热性能比竖埋管小很多，并且往往受可利用土地面积的限制，所以在实际工程应用中，一般都采用垂直埋管。（三）地（水）源热泵中央空调发展概况：地（水）源热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文献中。20世纪50年代，欧洲和 美国开始了研究地（水）源热泵的第一次高潮。但在当时能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。直到
13、上世纪70年代，石油危机和日益恶化的环境把人 们的注意力集中到节能、高效益用能和环境保护上时，使地（水）源热泵的研究进入了又一次高潮，最近20年在欧美等工业发达国家取得了迅速的发展，已成为一 项成熟的应用技术。在美国地（水）源热泵空调系统占整个空调系统的40%，是美国政府极力推广的节能、环保技术。为了表示支持这种技术，美国总统布什在他 的得克萨斯州的别墅中也安装了这种地（水）源热泵空调系统（见2001年5月28日参考消息）。到目前为止美国已安装了600，000台，而且计划每年安 装40万台的目标，能降低温室气体排放一百万吨，相当于减少50万辆汽车的污染排放或种植树一百万英亩，年节约能源费用4.
14、2亿美元。瑞典、瑞士、奥地 利、德国等国家主要利用地源热泵，用于供暖及提供生活热水。据1999年的统计，为家用的供热装置中，地（水）源热泵所占比例：瑞士为96%，奥地利为 38%，丹麦为27%。在我国由于能源价格的特殊性以及人们节能、环保的认识程度等原因以及其它一些因素的影响，地 （水）源热泵空调技术应用和发展比较缓慢，人们对之尚不十分了解，推广较困难，然而随着人们生活水平的提高，人均能耗的增长，一次性矿物能源的日益衰竭以 及环境的日趋恶化，地（水）源热泵技术已越来越引起人们的重视。在目前节能和环保的潮流下，该技术以其特有的节能性和稳定性受到行业的瞩目，国内许多院校、 科研所作了大量的应用研究
15、。国家建设部在夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准中专门作了推荐。据统计，仅在北京2004年施工并投入运行的地（水）源热 泵系统的空调工程占全年空调工程总量的2/3以上。可以预见，随着经济的发展，人们节能、环保意识的日益提高，地（水）源热泵作为一种节能、环保的绿色空 调设备适应能源可持续发展战略要求，在中国必将有广阔的应用和发展前景。（四）地（水）源热泵空调系统的特点：1、传统中央空调系统形式介绍：传统的中央空调有空气源热泵（风冷机组）+辅助电加热和水冷冷水机组+锅炉两种形式。空气源 热泵（风冷机组）和水冷冷水机组在制冷时都是把房间的热量向室外空气排放，受室外气温因素影响太大，其制冷量随室外空气温
16、度升高而降低，尤其在高温高湿地 区，机组制冷性能极不稳定，效率低下,有时甚至不能工作。在制热时，空气源热泵当室外温度降到零度以下时需加辅助电加热装置，耗电量大，效率很低;而水冷 冷水机组+锅炉这种空调形式，在供热时需用电锅炉或燃煤、燃油锅炉，污染严重，运行费用昂贵。2、地（水）源热泵与常规空调相比有着无可比拟的优势(1、 利用可再生能源：属可在生能源技术，地源热泵从常温土壤或地表水（地下水）中吸热或向其排热，利用的是可再生的清洁能源，可持续使用。(2、 高效节能，运行费用低：属经济有效的节能技术，地源热泵的冷热源温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得
17、地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济 性。在制热时，输入1KW的电量可以得到4KW制热量；制冷时，输入1KW的电量可以得到5KW以上的制冷量。运行费用每年每平方米仅为1518元，比 常规中央空调系统低40%左右。 (3、节水省地：1）以土壤(水为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗水资源，不会对其造成污染。2）省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利于建筑的美观 (4、环境效益显著：该装置的运行没有任何污染，可以
18、建造在居民区内，在供热时，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好，是理想的绿色环保产品。(5、运行安全稳定，可靠性高：地源热泵系统在运行中无燃烧设备，因此不可能产生二氧化碳、一氧化碳之类的废气，也不存在丙 烷气体，因而也不会有发生爆炸的危险，使用安全。燃油、燃气锅炉供暖，其燃烧产物对居住环境污染极重，影响人们的生命健康。由于土壤深处温度非常恒定，主 机吸热或放热不受外界气候影响，运行工况非常稳定，优于其它空调设备。不存在空气源热泵供热不足，甚至不能制热的问题。整个系统的维护费用也较锅炉制冷 机系统大大减少，保证了系统的高效性和经济性。维
19、修量极少，折旧费和维修费也都大大地低于传统空调。(6、一机两用，应用范围广：地源热泵系统可供暖、制冷，一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于住宅的采暖、供冷。(7、自动运行：地源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，可无人值守；此外，机组使用寿命长，均在20年以上。二、小型一体化高效地源热泵机组1、产品简介小型一体化高效地源热泵机组是一种高效节能、环保型产品；其功能为：可制冷、制热又可制取生活热水三位一体的新型中央空调设备（特别适合建筑面积100500 m2的农村住宅、别
20、墅，小型洗浴中心、商铺等采暖（冷）、生活热水的应用）。它是由全封闭漩涡压缩机、还热气、节流装置、系统循环泵及其他制冷配件组成。该设备以电能为驱动能源可分别提取土壤、河流、湖泊、浅层地表水、工业尾水、地热尾水、海水等介质中的低位能源，转换为高位能源，从而实现其三位一体的使用功能。小型一体化高效地源热泵机组完全按照国际标准，结合中国实际情况设计，集主机、水循环系统、配电控制系统于一体高度集成，可放置在露天空地，不需建立专门机房，简化现场机房管路和其它设备安装施工，不需专门设立机房，更好地满足了不同用户的需要。2、机组工作原理小型一体化高效地源热泵机组具有制冷、制热两种工作模式。其工作原理如下：制冷
21、系统主要包括压缩机、换热器和节流装置。制冷时制冷剂通过压缩机的做工使低压低温的气体 转变为高温高压的气体进入水源侧换热器，在换热器中制冷剂的热量由水源侧的水带走，同时制冷剂也被冷凝为液体，然后通过节流装置的节流作用转变为低温的压 的液体进入用户侧换热器，在换热器中制冷剂的冷量传递给用户侧的循环水，从而实现房间制冷，同时制冷剂本身变为低温低压气体，进入压缩机循环工作。冬季制热时，高温的制冷剂通过四通换向阀进入用户侧换热器，用户侧循环水吸收制冷剂的热量， 供室内取暖，同时制冷剂被冷却为低温液体，经过节流装置后进入水源侧换热器，吸收水的热量，自身也蒸发为低温气体进入压缩机，压缩机对制冷剂压缩做功，排
22、 出高温的制冷剂到用户侧换热器，如此反复循环。三、水源热泵空调与其它几种不同空调方式的比较分析1、初期投资比较办公楼、住宅楼需冬季取暖、夏季供冷，室内设计温度：202、夏季262；家属区根 据需要，可以24小时供应热水，此时机房不增加主机费用，只需在管路及循环系统中增加投资约2530元/m2即可。现就满足上述条件的不同空调方式初期 投资费用如下（元/m2 ）： 水源热泵冷暖空调燃煤锅炉+暖气片+分体空调+电热水器燃气炉+直燃户式中央空调电热锅炉+电冷中央空调风冷热泵冷水机组+燃油（燃气）锅炉2172332742553202572、运行费用比较在制冷、制热期，空调主机每天24h运行供暖，主机根据
23、设定温度自动启停。在秋（春）天与 夏、冬一样24h供应卫生热水。主机、潜水泵、循环泵、热水供应泵由PLC协同变频装置自动控制，实现节能运行。根据不用地区多个工程实例总结不同供暖、 供冷方式的运行费用比较如下： 项目名称水源热泵空调集中供热电锅炉+水冷单冷燃气锅炉+溴冷机燃油锅炉风源热泵燃煤锅炉+溴冷机运行费用元/天m2冬0.120.180.340.260.350.530.18夏0.080.160.280.230.15备注可供热水只供热只供热四、水源热泵采暖与集中供热比较1、初期投资比较以华北地区北部某县为例：冬季供暖时间以11月15日3月15日计；夏季制冷时间以6月1日9月30日计；室内设计温
24、度：冬季182、夏季262；现就满足上述条件的水源热泵供热与集中供热方式初投资费用如下（元/m2）。 方案方案1方案2对比项目水源热泵供暖（冷）系统集中市政供暖机房整体设备投资6585（接口费）机房附属设备、循环泵、电控柜、电器部分及安装机房设备中已包括在内10打井及井水系统投资18（已包括在机房整体设备投资中）注：如需热水功能可增加整体投资2530元/m2，即可。水源热泵供热（冷）系统，外网加机房总体投资（建筑物以外）65元/m2，使用水源热泵系统政府补贴给用户3550元/m2，实际投资6535（按最低补贴）30元/m2；相对集中供热节省953065元/m2。2、运行费用比较在制冷、制热期，
25、水源热泵主机每天24h运行供暖，主机根据设定温度自动启停。主机、潜水泵、循环泵、热（冷）能供应泵由PLC协同变频装置自动控制，实现节能运行。冬季供暖按120天（4个月）计算，初冬与初春启动1台热泵主机，每天运行时间为10小时；仲冬启动2台热泵主机，每天运行时间为10小时；深冬启动2台热泵主机，每天运行时间为15小时，即可达到室内供暖效果。夏季制冷按90天（3个月）计算，一台热泵主机每天运行8小时，其中5小时全热回收制热洗浴热水。 项目名称水源热泵供热（冷）集中供热运行费用元/季m2冬1521.5（市区）夏10备注四季可供热水冬季供热、夏季供冷只供热（各县区3538元/m2）五、水源热泵供暖(冷
26、的终端设施推荐1、免抽真空超导暖气片免抽真空超导暖气片是从传统水暖得到启发，经过研发改良，在中心柱中灌入超导液然后密封，通过在管底走热水把中心柱中超导液激活使超导液变成高温气体然后对外散热，气体的散热效果远比液体散热效果好，而超导液是密封在中心柱中的，绝不对外挥发，这使得不需要散热的时候它们遇冷慢慢变为液态。而密封的环境也使得它们的寿命高达50年。 由于只在管底走水，相对于传统水暖而言，它只需用10%的水即可达到散热效果，从而达到节水 节能的目的，加上超导液的特殊作用，开始进38度的热水1分钟之后即可散热，相比较传统水暖水温需要达到60度再开始缓慢散热。安装好之后与传统水暖使用 一样简便，最大
27、的不同之处是它用了更少的水，只需传统水暖10%的水，这种节水节能的效果是该产品的最大特点。水源热泵与终端免真空暖气片组合，使用中循环水温度损失少，降低主机负荷，后期使用费用降低且延长主机的使用寿命。2、低温地暖管系统地暖是地板辐射采暖的简称，英文为Radiant Floor Heating，是以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。由于在室内形成脚底至头部逐渐递减的温度梯度，从而给人以脚暖头凉的舒适感。地面辐射供暖符合中医“温足而顶凉”的健身理论，是目前最舒适的采暖方式，也是现代生活品质的象征。水暖
28、即低温热水地面辐射供暖是以温度不高于60的热水为热媒，在加热管内循环流动，加热地板，通过地面以辐射和对流的传热方式向室内供热的供暖方式。水源热泵采暖与终端低温地暖管组合，低温地暖可蓄能，热损失小，后期使用费用低且可延长主机的使用寿命。3、中央空调系统：家用中央空调分为风系统和水系统两种。风系统由室外机、室内主机、送风管道以及各 个房间的风口和调节阀等组成；水系统由室外机、水管道、循环水泵及各个室内的末端（风 机盘管、明装等）组成。家用中央空调的特点是：（1）整个家庭都处于舒适性条件下，避免其它分体机造成的直吹过冷和房内冷热不匀的人体不适现象；（2）装 饰性好，配合装修无任何外露管线；（3）操作
29、简单，自动运行，无需维护；（4）可根据各个房间的朝向、功能等增加或减少送风（热）量；（5）可加新风和加 湿，使室内空气保持新鲜和卫生。.按负担室内热湿负荷所用的介质可分为：全空气系统、全水系统、空气水系统、冷剂系统，主要组成设备有水源热泵空调主机(冷热源 、风柜、风机盘管等等。六、几种不同的采暖（冷）终端设施的比较分析采暖终端设备比较分析表 项目名称低温地暖管免真空超导暖气片风机盘管空调普通钢制暖气片初投资（元/m2）601505015015026070100使用寿命（年）50501520815维修费用很低很低低高运行费用低低低高供暖或供冷热/冷只能供热热/冷热/冷七、后续服务与专业物业管理系统水源热泵采暖项目在今后的发展中必将势如破竹，而后续的经营管理更是重中之重，专业的物业管理和优质的售前、售中、售后服务将是水源热泵采暖（冷）项目健康、持续发展的生力军；只有专业的技术服务和物业管理才能解除用户及业主的后顾之忧。承德昌华可再生能源开发有限公司，是集科学研究、技术服务和地质勘查；利用可再生能源技术、 水能供热物业管理为一体的综合服务公司。公司的服务宗旨，是完全以业主的长远利益为出发点，与全国最有实力的企业合作，从系统的选择、结构运作及专业管理 等方面作出全面的探讨及评估，从而达到经济合理、技术先进实用、以人为
