1、应用背景地源热泵系统概述“天地合一”复合空调系统“天地合一”耦合蓄能系统太阳能空气能耦合热水系统太阳能地热能耦合热利用系统太阳能辐射一体化制冷供暖系统 近年来，北海新能源公司以近年来，北海新能源公司以地源热泵技术地源热泵技术为核心，通过技术为核心，通过技术改进实现功能升级，结合改进实现功能升级，结合太阳能技术、空气能技术、低谷电太阳能技术、空气能技术、低谷电能利用技术等能利用技术等，打造，打造“天地合一天地合一”的新能源应用方案，实现了的新能源应用方案，实现了各种能源形式的优势互补，取得各种能源形式的优势互补，取得“三低一高三低一高”的效果：的效果：1 1、能源消耗低：最大限度地实现节能减排、
2、能源消耗低：最大限度地实现节能减排 2 2、开发成本低：降低了建筑开发建设成本、开发成本低：降低了建筑开发建设成本 3 3、居住成本低：降低了供暖、制冷成本支出、居住成本低：降低了供暖、制冷成本支出 4 4、生活质量高：方便实用，提高了居住质量、生活质量高：方便实用，提高了居住质量 国务院国务院20132013年年9 9月月1010日印发的日印发的大气污染防治行动计划大气污染防治行动计划 （国发（国发201320133737号）号）“加快调整能源结构，增加清洁能源供应加快调整能源结构，增加清洁能源供应”中指出：积中指出：积极发展绿色建筑，新建建筑要严格执行强制性节能标准，推广极发展绿色建筑，新
3、建建筑要严格执行强制性节能标准，推广使用太使用太阳能热水系统、地源热泵、空气源热泵、光伏建筑一体化、阳能热水系统、地源热泵、空气源热泵、光伏建筑一体化、“热热电电冷冷”三联供等技术和装备三联供等技术和装备。常用的地源热泵技术，是通过技术装置实现地热能量的转化，将常用的地源热泵技术，是通过技术装置实现地热能量的转化，将低品味的热能提升为可供建筑物使用的高品位热能，期间仅消耗一小低品味的热能提升为可供建筑物使用的高品位热能，期间仅消耗一小部分电能作为驱动，而不消耗任何化石能源，不产生任何对大气环境部分电能作为驱动，而不消耗任何化石能源，不产生任何对大气环境造成污染的排放物。同时因其应用形式多样，基
4、本不受地理环境限制，造成污染的排放物。同时因其应用形式多样，基本不受地理环境限制，是目前发展节能系统的主要方向。是目前发展节能系统的主要方向。地源热泵运行原理示意图地源热泵运行原理示意图 地源热泵冬季从地源热泵冬季从520520的地下热源中将热量的地下热源中将热量“取取”出来，用热泵机组将循环出来，用热泵机组将循环水提升到水提升到4545温度后，通过水泵供给室内采暖。夏季通过热泵机组把室内热量提温度后，通过水泵供给室内采暖。夏季通过热泵机组把室内热量提取出来，释放到取出来，释放到520520的地下冷源中，比常规空调节能的地下冷源中，比常规空调节能40%40%以上。以上。地源热泵供暖空调系统主要
5、分三部分：地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外换热系统、水源热泵机室外换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统组和室内采暖空调末端系统。三个系统之间靠水进行热量的传递，建筑。三个系统之间靠水进行热量的传递，建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。地源热泵系统地源热泵系统与与5-205-20土壤土壤或废热交换能或废热交换能量，节能减排量，节能减排地源热泵分类地源热泵分类 地源按照室外换热方式不同主要可分为三类：地源按照室外换热方式不同主要可分为三类：(1)(1)土壤地埋管系统土壤地埋管系统 (2)(2)地下水系统地下水系统 (3)(3)地表水系统（地
6、表水系统（4 4）“天地合一天地合一”系统。系统。土壤地埋土壤地埋管系统管系统地表水系统地表水系统天地合一系统天地合一系统地源热泵分类地源热泵分类地源地源+太阳能太阳能空气源空气源+太阳能太阳能地下水系统地下水系统工业废水、污水、余热工业废水、污水、余热江、河、湖水江、河、湖水 垂直地埋管系统垂直地埋管系统适用于不受场地限制而供热和制冷负荷较大的商业建筑、居住建筑及学校、适用于不受场地限制而供热和制冷负荷较大的商业建筑、居住建筑及学校、医院类建筑。医院类建筑。埋管深度可达到埋管深度可达到120120米，管材为米，管材为PE100PE100专用管材，寿命专用管材，寿命5050年以上年以上。垂直埋
7、管垂直埋管适用于民用建筑和轻型商业建筑，室外区域广阔适用于民用建筑和轻型商业建筑，室外区域广阔 水平地埋管系统水平地埋管系统 桩基式埋管：适用于埋管区域不足的大型商业建筑桩基式埋管：适用于埋管区域不足的大型商业建筑 地下水系统地下水系统适用于地下水源丰富的地区（投资较小，但政策不建议推广使用）。适用于地下水源丰富的地区（投资较小，但政策不建议推广使用）。地表水系统地表水系统适用于靠近江、河、湖、海较近的地方（南方地区使用较多）。适用于靠近江、河、湖、海较近的地方（南方地区使用较多）。污水、工业余热系统：适用于工业和污水的余、废热回收利用污水、工业余热系统：适用于工业和污水的余、废热回收利用地源
8、热泵优点地源热泵优点1 1、高效节能、高效节能由于土壤的温度全年稳定在由于土壤的温度全年稳定在10102020之间，其制冷、制热系数可达之间，其制冷、制热系数可达3.54.73.54.7，与传统的空气源热泵（家用窗式和分体式空调、中央式风冷热泵）相比，要高出与传统的空气源热泵（家用窗式和分体式空调、中央式风冷热泵）相比，要高出40%40%以上，其运行费用仅为普通中央空调的以上，其运行费用仅为普通中央空调的5060%5060%。在产生同样热量或冷量时，只需小。在产生同样热量或冷量时，只需小功率的压缩机就可实现，从而达到节能的目的，其耗电量仅为普通中央空调与锅炉功率的压缩机就可实现，从而达到节能的
9、目的，其耗电量仅为普通中央空调与锅炉系统的系统的40%60%40%60%。2 2、绿色环保、绿色环保地源热泵系统在冬季供暖时，不需要锅炉，无废气、废渣、废水的排放，可大地源热泵系统在冬季供暖时，不需要锅炉，无废气、废渣、废水的排放，可大幅度地降低温室气体的排放，能够保护环境，是一种理想的绿色技术。幅度地降低温室气体的排放，能够保护环境，是一种理想的绿色技术。每台机组可独立供冷或供热，个别机组故障不影响整个系统的运行。机组的运每台机组可独立供冷或供热，个别机组故障不影响整个系统的运行。机组的运行工况稳定，几乎不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，行工况稳定，几乎不受环境温度变
10、化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之忧虑。更无结霜除霜之忧虑。无室外设备安装维护费用，热泵机组工作稳定，其维护费用大大低于传统中央无室外设备安装维护费用，热泵机组工作稳定，其维护费用大大低于传统中央空调空调。4 4、系统可靠，维护费用低、系统可靠，维护费用低5 5、可再生、可再生土壤有较好的蓄热性能，冬季通过热泵将大地浅层的低位热能提高对建筑供暖，土壤有较好的蓄热性能，冬季通过热泵将大地浅层的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存
11、热量，以备冬用，保证大地热量的平衡。降温，同时蓄存热量，以备冬用，保证大地热量的平衡。3 3、一机多用、一机多用地源热泵系统可供暖、制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换地源热泵系统可供暖、制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。原来的锅炉加空调的两套装置或系统。地源热泵存在的问题和不足地源热泵存在的问题和不足1 1、地热场冷热不平衡地热场冷热不平衡我国地域辽阔，横跨多个温度带，可利用浅层地热能丰富，但冬季制热耗能我国地域辽阔，横跨多个温度带，可利用浅层地热能丰富，但冬季制热耗能量和夏季制冷耗能量恰好相等的地区或建筑物，在整个地热能使用区域所
12、占的面量和夏季制冷耗能量恰好相等的地区或建筑物，在整个地热能使用区域所占的面积很小，尤其是北方地区，冬季采暖耗能量远大于夏季制冷耗能量，若建筑物单积很小，尤其是北方地区，冬季采暖耗能量远大于夏季制冷耗能量，若建筑物单纯依靠浅层地热能供暖制冷，会造成土壤的地下温度场失衡，导致项目后期无法纯依靠浅层地热能供暖制冷，会造成土壤的地下温度场失衡，导致项目后期无法正常运行。正常运行。热泵系统虽然具备制冷和采暖两种功能，但目前大部分住宅考虑到使用要求、热泵系统虽然具备制冷和采暖两种功能，但目前大部分住宅考虑到使用要求、投资成本等因素，末端多采用地源热泵单一采暖系统，这样只从地下取热，导致投资成本等因素，末
13、端多采用地源热泵单一采暖系统，这样只从地下取热，导致地下温度场温度逐年降低，系统运行费用升高，甚至后期运行达不到采暖效果，地下温度场温度逐年降低，系统运行费用升高，甚至后期运行达不到采暖效果，同时造成了地源热泵项目和资源浪费。同时造成了地源热泵项目和资源浪费。2 2、占地空间大、占地空间大采用地源热泵系统，需要较大的面积供地下换热器铺设使用，采用地源热泵系统，需要较大的面积供地下换热器铺设使用，1 1的建筑面积的建筑面积约计需要约计需要0.20.2左右的占地面积，在高层建筑林立的市中心，很难找到合适的位置。左右的占地面积，在高层建筑林立的市中心，很难找到合适的位置。3 3、一次性投资大、一次性
14、投资大目前的住宅入住率较低，尤其是刚刚建成新楼盘，入住率有可能在目前的住宅入住率较低，尤其是刚刚建成新楼盘，入住率有可能在3-53-5年后才年后才能到能到70%70%左右，若一次性的将采暖机房投资建设就造成了设备的闲置。左右，若一次性的将采暖机房投资建设就造成了设备的闲置。从从 地源热泵系统的概述看出，目前在广泛应用的地热能地源热泵系统的概述看出，目前在广泛应用的地热能 中，浅层地热能存量巨中，浅层地热能存量巨大，但在利用过程中大，但在利用过程中必须保证地热场的冷热平衡必须保证地热场的冷热平衡，而且对埋管所需空间有较大，而且对埋管所需空间有较大要求；太阳能虽然要求；太阳能虽然 取之不尽用之不竭
15、，但受天气的影响较大，取之不尽用之不竭，但受天气的影响较大，使用不稳定使用不稳定；空气；空气能利用无任何限制，但能利用无任何限制，但冬季从中提热时系统的能效比较低冬季从中提热时系统的能效比较低；电能虽然不是可再；电能虽然不是可再生能源，但当前国家积极鼓励用电企业生能源，但当前国家积极鼓励用电企业利用低谷电力，促进节能减排，提高电利用低谷电力，促进节能减排，提高电力资源的使用效率力资源的使用效率，特别是对适合利用低谷电力的电热锅炉、蓄冷、蓄热、热泵，特别是对适合利用低谷电力的电热锅炉、蓄冷、蓄热、热泵等技术用电企业，低谷时段用电时给予大幅度优惠政策，更有助于降低成本。等技术用电企业，低谷时段用电
16、时给予大幅度优惠政策，更有助于降低成本。太阳能储量无比巨大太阳能储量无比巨大,属于取之不尽、用之不竭的清洁再生能源，每属于取之不尽、用之不竭的清洁再生能源，每秒钟照射到地球上的能量就相当于秒钟照射到地球上的能量就相当于500500万吨煤。太阳能光热技术已成为可万吨煤。太阳能光热技术已成为可再生能源利用的核心。再生能源利用的核心。以地源热泵为主，结合太阳能、空气能、低谷电能打造以地源热泵为主，结合太阳能、空气能、低谷电能打造“天地合一天地合一”能源应用方案，实现各种能源形式优势互补，能源应用方案，实现各种能源形式优势互补，最大限度地实现节能减排。最大限度地实现节能减排。“天地合一天地合一”绿色能
17、源系统，是我公司综合考虑各种可再生能源系统绿色能源系统，是我公司综合考虑各种可再生能源系统的特点和应用范围，的特点和应用范围，取一种能源的长处弥补另一种能源的不足，使多种能源取一种能源的长处弥补另一种能源的不足，使多种能源均在其高效的范围内得到应用均在其高效的范围内得到应用，以此来解决建筑物的供暖、制冷和热水需求。，以此来解决建筑物的供暖、制冷和热水需求。系统共分为五大类：系统共分为五大类：“天地合一天地合一”复合空调系统复合空调系统”；“天地合一天地合一”耦合蓄能系统；耦合蓄能系统；太阳能太阳能-空气能耦合热水系统；空气能耦合热水系统；太阳能太阳能-空气能耦合热利用系统；空气能耦合热利用系统
18、；太阳能辐射制冷采暖系统；太阳能辐射制冷采暖系统；一体化太阳能辐射板技术。一体化太阳能辐射板技术。“天地合一天地合一”复合空调系统复合空调系统 “天地合一天地合一”复合空调系统复合空调系统由浅层地热能由浅层地热能换热器、地源热泵机组、低环温空气源热泵换热器、地源热泵机组、低环温空气源热泵机组、地板辐射采暖、水冷立柜空调、循环机组、地板辐射采暖、水冷立柜空调、循环水泵组成，以地源热泵系统为主，低环温空水泵组成，以地源热泵系统为主，低环温空气源热泵为辅，满足建筑物的使用功能气源热泵为辅，满足建筑物的使用功能。系。系统在配置时，根据项目功能和入住率，按照统在配置时，根据项目功能和入住率，按照一定比例
19、配置地热能换热器系统和地源热泵一定比例配置地热能换热器系统和地源热泵机组，配置低环温空气源热泵，解决随着入机组，配置低环温空气源热泵，解决随着入住率升高，系统负荷加大和因冷热不平衡而住率升高，系统负荷加大和因冷热不平衡而导致地源热泵系统能效比降低的问题，满足导致地源热泵系统能效比降低的问题，满足系统的使用要求，降低了系统的一次投资成系统的使用要求，降低了系统的一次投资成本。系统在室内地暖的分集水器位置安装水本。系统在室内地暖的分集水器位置安装水冷立柜空调，实现建筑物的制冷需求，实现冷立柜空调，实现建筑物的制冷需求，实现系统一机两用和调节地下温度场的功能。系统一机两用和调节地下温度场的功能。“天
20、地合一天地合一”复合空调系统复合空调系统显著降低热泵采暖系统的一次投资；显著降低热泵采暖系统的一次投资；技术特点：技术特点：冬季地板辐射供暖、夏季空调制冷，符合人体舒适感要求。冬季地板辐射供暖、夏季空调制冷，符合人体舒适感要求。地下温度场常年均衡，保证热泵系统高效运行，降低了系地下温度场常年均衡，保证热泵系统高效运行，降低了系统的运行维护成本；统的运行维护成本；一机两用，一套系统解决建筑物制冷采暖需求；一机两用，一套系统解决建筑物制冷采暖需求；“天地合一天地合一”耦合蓄能系统耦合蓄能系统 “天地合一天地合一”耦合系统由耦合系统由浅层地热能换热器、地源热泵机组、低环温空气浅层地热能换热器、地源热
21、泵机组、低环温空气源热泵机组、地板辐射采暖、水冷立柜空调、循环水泵、低谷电锅炉、太源热泵机组、地板辐射采暖、水冷立柜空调、循环水泵、低谷电锅炉、太阳能光热系统、蓄能水箱组成，阳能光热系统、蓄能水箱组成，是在复合空调系统上增加低谷电蓄能系统形成是在复合空调系统上增加低谷电蓄能系统形成的，在达到相同的使用效果时，天地合一耦合蓄能系统的初投资和运行费用变得更的，在达到相同的使用效果时，天地合一耦合蓄能系统的初投资和运行费用变得更低。低。耦合系统与其他空调系统累计投资对比耦合系统与其他空调系统累计投资对比充分利用夜间低谷电进行蓄能，对电网起到削峰填谷，消充分利用夜间低谷电进行蓄能，对电网起到削峰填谷，
22、消纳余电的作用；纳余电的作用；技术特点：技术特点：消除了地源热泵系统对建筑周边空地面积的要求。消除了地源热泵系统对建筑周边空地面积的要求。利用热泵系统蓄能提高了电能的利用率；利用热泵系统蓄能提高了电能的利用率；减小电锅炉的配置，减轻了使用方的配电压力；减小电锅炉的配置，减轻了使用方的配电压力；“天地合一天地合一”耦合蓄能系统耦合蓄能系统太阳能太阳能-空气能耦合热水系统空气能耦合热水系统 太阳能太阳能空气能耦合热水空气能耦合热水系统由系统由槽式等太阳能设备、槽式等太阳能设备、低环温空气源热泵机组、蓄低环温空气源热泵机组、蓄热水箱、循环水泵组成，热水箱、循环水泵组成，太太阳能的辅助加热装置采用用阳
23、能的辅助加热装置采用用低环温空气源热泵替代原来低环温空气源热泵替代原来的电加热器，减少集中热水的电加热器，减少集中热水系统的耗电量，降低了系统系统的耗电量，降低了系统的配电投资和使用成本。的配电投资和使用成本。太阳能太阳能-空气能耦合热水系统空气能耦合热水系统系统运行费用低，仅为常规系统的系统运行费用低，仅为常规系统的25%25%；技术特点：技术特点：不存在漏电等安全隐患；不存在漏电等安全隐患；安装维护方便，无需占用机房；安装维护方便，无需占用机房；太阳能太阳能-空气能耦合热水系统空气能耦合热水系统太阳能太阳能地热能耦合热利用系统地热能耦合热利用系统 太阳能太阳能地热能耦合热水系统地热能耦合热
24、水系统由由太阳能设备、地源热泵机组、太阳能设备、地源热泵机组、蓄热水箱、循环水泵组成蓄热水箱、循环水泵组成，一，一套系统多种能源解决建筑的制冷、采暖、套系统多种能源解决建筑的制冷、采暖、热水，并实现维持地热场热平衡的功能。热水，并实现维持地热场热平衡的功能。技术特点：技术特点：太阳能热利用效率高；太阳能热利用效率高；绿色环保，无重复投资；绿色环保，无重复投资；两种能源互为备用，提高可两种能源互为备用，提高可靠性。靠性。太阳能辐射一体化制冷供暖系统太阳能辐射一体化制冷供暖系统 太阳能辐射制冷供暖太阳能辐射制冷供暖系统是，以屋面、墙面辐系统是，以屋面、墙面辐射板、室内一体化辐射技射板、室内一体化辐
25、射技术为技术核心，术为技术核心，以太阳能以太阳能源、空气源和太空低温源、空气源和太空低温源为基本源端，因地制源为基本源端，因地制宜结合水源、土壤源和宜结合水源、土壤源和其它经济冷热源其它经济冷热源，为建为建筑量身定做绿色能源复合筑量身定做绿色能源复合供能系统，既降低建筑所供能系统，既降低建筑所需能耗，又可减少对大气需能耗，又可减少对大气和环境的污染，符合建筑和环境的污染，符合建筑节能与环保的大趋势。节能与环保的大趋势。太阳能辐射一体化制冷供暖系统太阳能辐射一体化制冷供暖系统太阳能辐射一体化制冷供暖系统太阳能辐射一体化制冷供暖系统与建筑完美结合，室内无暖气片等装置；与建筑完美结合，室内无暖气片等
26、装置；技术特点：技术特点：易与现有系统结合；易与现有系统结合；经济、节能，作为建筑构件降低了建筑物的耗热量。经济、节能，作为建筑构件降低了建筑物的耗热量。天同天同 双羊新城双羊新城属国家康居示范工属国家康居示范工程项目，规划建筑面积程项目，规划建筑面积106106万万，全部全部采用地源热泵系统制冷制热、太阳能热采用地源热泵系统制冷制热、太阳能热水系统。水系统。20102010年年5 5月，通过了建设部、月，通过了建设部、财政部财政部“国家可再生能源建筑应用示范国家可再生能源建筑应用示范项目项目”的最终验收的最终验收。每年可节约标准煤每年可节约标准煤9858tec9858tec，减少，减少CO2
27、CO2排放排放24350tec24350tec，减少，减少烟尘排放烟尘排放197tec197tec。天同天同 九龙湾九龙湾是天同宏基集团第二个国家康居示范工程和二星级绿色是天同宏基集团第二个国家康居示范工程和二星级绿色建筑示范项目，总用地建筑示范项目，总用地6.186.18万，总建筑面积万，总建筑面积18.9218.92万，项目采用地源热泵万，项目采用地源热泵系统制冷制热和太阳能系统制冷制热和太阳能-空气能耦合热水系统。项目每年可节约标准煤空气能耦合热水系统。项目每年可节约标准煤1952tec1952tec，减少，减少CO2CO2排放排放4821tec4821tec，减少烟尘排放，减少烟尘排放
28、39tec39tec，减少，减少SO2SO2排放排放19.5tec19.5tec。天同天同 宜江南宜江南是纯中式徽派建筑，按国家是纯中式徽派建筑，按国家3A3A住宅性能认定标准建设，总建筑面住宅性能认定标准建设，总建筑面积积6 6万余平方米，采用地源热泵系统及太阳能热水系统，将项目打造成万余平方米，采用地源热泵系统及太阳能热水系统，将项目打造成“国家国家3A3A住宅住宅”和和“人居奖人居奖”。天同天同 宜江南宜江南设计采用户式地源热泵制冷制热，末端采用地板辐射采暖和风机盘设计采用户式地源热泵制冷制热，末端采用地板辐射采暖和风机盘管空调相结合，自运行以来，节能效果非常显著。管空调相结合，自运行以
29、来，节能效果非常显著。位于位于青岛莱西市店埠镇大沽河泮青岛莱西市店埠镇大沽河泮，规划用地，规划用地30003000亩，总规划建亩，总规划建筑面积约筑面积约120120万万 ，全部采用地源热泵系统及太阳能热水系统。项目每年可节，全部采用地源热泵系统及太阳能热水系统。项目每年可节约标准煤约标准煤9840tec9840tec，减少，减少CO2CO2排放排放24305tec24305tec，减少烟尘排放，减少烟尘排放196.8tec196.8tec，减少，减少SO2SO2排排放放98.4tec98.4tec。河北固安星河湾河北固安星河湾济南五峰山项目济南五峰山项目北京天同北京天同1111号号1.签订买
30、卖合同，客户直接购买 系统的投资回收期仅系统的投资回收期仅年左右，客户可以获得更高年左右，客户可以获得更高收益。收益。2.合同能源管理（EMC）设计寿命：设备设计寿命：设备1515年；地下部分年；地下部分5050年年 合同能源合作收费年限：合同能源合作收费年限：5-85-8年年 EMCEMC合同期满，客户免费获得一套设备合同期满，客户免费获得一套设备 客户可免费使用客户可免费使用8-108-10年年3.融资租赁银行银行租赁公司租赁公司北海新能源北海新能源用户用户资金资金资金节能系统节能系统人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进鼓舞我们前进。
