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太陽能-地源熱泵聯(lián)合建筑供能系統(tǒng)

一、項目簡介近年來，隨著能源與環(huán)境問題的日益突出，地源熱泵成為供熱空調(diào)系統(tǒng)的新寵，各地爭相建設。但是，一些地源熱泵系統(tǒng)項目由于存在設計考慮不周、施工偷工減料及運行精細化不夠等問題，出現(xiàn)了大量的項目運行不理想或失敗的案例。尤其是，地源熱泵（土壤源熱泵）系統(tǒng)需要保持土壤的冷熱平衡問題沒有引起設計和運行人員的注意。北方地區(qū)，在全年的建筑用能上，常常出現(xiàn)用熱量遠大于用冷量的情況，在系統(tǒng)設計時需要考慮補助熱源的設計，在運行過程中需要特別實時監(jiān)測地下溫度場的平衡。太陽能-地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)（HSGSHPS），由地源熱泵系統(tǒng)（GSHPS）和太陽能輔助地源熱泵系統(tǒng)（SAGSHPS）組成，可以為建筑供冷、供熱及供熱水，既解決了夏季空調(diào)能耗遠低于冬季供熱能耗建筑單純使用地源熱泵時出現(xiàn)的地溫不平衡問題，同時最大限度利用可再生能源。具有如下優(yōu)點：兩個子系統(tǒng)熱負荷分配靈活可調(diào)，適應負荷計算的不確定性；非供熱季太陽能通過跨季節(jié)儲存與土壤中，既減少了太陽能集熱器的需求面積，又可以提高土壤溫度，進而提高地源熱泵機組COP；太陽能冬季直接供熱效率高，提高整個系統(tǒng)供熱的COP。本項目的特點是因地制宜根據(jù)建筑負荷需要和建筑所在地地質(zhì)和太陽能資源情況，對供熱空調(diào)系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，保證地源熱泵系統(tǒng)的平穩(wěn)運行并使系統(tǒng)初投資和運行成本最低。二、項目技術成熟程度本項目技術已在小型別墅建筑和中型辦公建筑進行示范運行，積累了大量的經(jīng)驗，基本達到成熟。三、技術指標（包括鑒定、知識產(chǎn)權專利、獲獎等情況）本項目依托國家科技支撐計劃項目、天津市科技支撐計劃項目和天津市科技計劃重大項目完成，獲得驗收，現(xiàn)有發(fā)明專利一項：一種太陽能-地源熱泵聯(lián)合建筑供能系統(tǒng)（專利號：201110146044.1）。四、市場前景（應用領域、市場分析等）目前，在新農(nóng)村建設中，很多地區(qū)處于找不到熱源的狀態(tài)，城市集中供熱不能到達，燃煤鍋爐不允許新建，燃氣鍋爐供熱運行費用太高且燃氣氣源緊張，傳統(tǒng)的供熱方式不能適應新農(nóng)村建設，太陽能耦合地源熱泵系統(tǒng)以可再生能源為熱源，消耗部分電能可獲得3-5倍熱量為建筑供熱，同時，可以實現(xiàn)建筑的制冷空調(diào)，室內(nèi)舒適度高，運行費用低。本項目技術適用于農(nóng)村小型建筑、別墅以及中型辦公建筑或住宅，應用前景很好。五、規(guī)模與投資需求（資金需求、場地規(guī)模、人員等需求）以260 m2的別墅建筑為例，建筑供熱負荷約15 – 20 kW，供冷負荷約為18 – 25 kW，需配置一臺地源熱泵機組，太陽能集熱器25 – 40 m2，室內(nèi)布置風機盤管4 – 6臺，室外鉆孔4 – 5口，孔深110 m。系統(tǒng)投資10 – 15萬元，系統(tǒng)供暖運行費用15 – 18 元/m2。以5000 m2的辦公建筑為例，建筑熱負荷約為260kW，冷負荷為360kW。室內(nèi)末端采用風機盤管，采用地源熱泵與太陽能跨季節(jié)儲熱輔助地源熱泵系統(tǒng)耦合形式，系統(tǒng)總投資約為300萬元，系統(tǒng)運行供暖費用8 – 10元/m2。六、生產(chǎn)設備本項目所涉及的設備均可通過外購途徑獲得，企業(yè)無需投入相關生產(chǎn)設備。七、效益分析采用合同能源管理形式為用戶提供能源服務，或者為用戶提供系統(tǒng)設計等形式，對該供熱空調(diào)系統(tǒng)進行推廣，比傳統(tǒng)的集中供熱節(jié)省運行費用30-50%。八、合作方式專利轉讓、技術入股均可，面議。九、項目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式（包括電子郵箱）聯(lián)系人：王恩宇電話：1380217895Email: [email protected]十、高清成果圖片3-4張

河北工業(yè)大學 2021-04-11

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