CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY
中华人民共和国住房和城乡建设部主管 住房和城乡建设部科技发展促进中心主办
半月刊
基于检测数据的地源热泵示范项目系统能效水平初步分析
发布日期:2015-11-13

□ 住房和城乡建设部科技发展促进中心 刘珊 郝斌

浅层地热能是我国重要的可再生能源,应用于建筑的地源热
泵是浅层地热能应用的最重要形式之一,也是利用自然界各种低
品味热源的有效途径之一。2006年,随着《可再生能源法》、
《节约能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《民用建筑
节能条例》等法律法规相继颁布和修订,建设部会同财政部下发
了《建设部 财政部关于推进可再生能源在建筑应用的实施意见》
(建科[2006]213号)推进可再生能源在建筑领域的规模化应用,
在全国范围内开展可再生能源建筑应用示范,包括太阳能、浅层
地能在建筑领域的应用。在国家政策的引导下,各省市相继出台
政策,地源热泵系统应用进入了快速发展阶段。
虽然地源热泵技术已经较为成熟,随着示范项目不断建设完
成,其节能效果成为建设单位、业主、政府以及全社会最为关心
的问题,这同时也是国家推动可再生能源建筑应用规模化发展的
关键问题。由于在实际的应用中存在各种问题,示范项目中的地
源热泵系统是否节能需要依据实际的数据作为依据,开展测试、
评价以及长期的监测工作对保证我国地源热泵技术的健康发展具
有重要意义。

一、地源热泵技术示范项目开展测评工作的概况
截至2008年底,住房和城乡建设部联合财政部已组织实施4
批可再生能源建筑应用示范项目,共371项,示范面积4049万平
方米,其中地源热泵技术实施量达2158.2万m2,住房和城乡建设
部明确要求获批的可再生能源建筑应用示范项目必须依据标准进
行测评。对可再生能源建筑应用示范项目的测评包含三个部分:
形式检查:主要包括项目建筑节能部分和可再生能源分部验
收、项目立项、审批、施工设计文件审查等文件、项目关键设备
检测报告、施工过程中必要的记录、试运行调试记录,其他对工
程质量有影响的重要技术资料等。
性能检测:地源热泵系统的性能,主要指地源热泵系统能效比。
能效评估:项目实施量达标情况、示范类型工程评价达标情
况,项目的最终评价。
截至目前,共计316项目建设完成并提交了检测报告,其中
各类地源热泵示范项目共计194个。本文将基于这些项目的实际
检测数据,着重对不同气候区、不同技术类型的系统能效比进行
初步的分析。

二、地源热泵技术示范项目的基本情况
根据热源类型可将地源热泵分为两大类:土壤源热泵和水源
热泵,其中,水源热泵又可根据水质不同分为地下水、地表水等
热泵系统。由图1可以看出,就全国热泵技术应用比例看,地下水
源热泵和土壤源热泵为主要应用形式,分别占44.7%和32.4%。
由图2也可以看出,严寒、寒冷地区应用地源热泵技术较为广泛,
约占80%,其主要技术形式以地下水源热泵和土壤源热泵为主,
示范项目主要集中在北京、河北、河南、山东、辽宁和天津等省
市,这是由于地源热泵系统在供热时效果更为明显,在北方应用
较为广泛。夏热冬冷地区主要以应用土壤源热泵和地表水源热泵
为主,项目比例约占18%。

三、示范项目系统能效比检测结果初步分析
系统能效比(以下简称系统COP)是以衡量地源热泵系统的
一个重要指标,主要是指地源热泵系统制热量(或制冷量)与热
泵系统总耗电量的比值,热泵系统总耗电量包括热泵主机、混合
系统冷水机组、各级循环水泵的耗电量。相较与常规能源系统,
地源热泵系统消耗较少的高品位的电能来实现能源从低品位到高
品位的转移,由于一次能源到电能转化效率较低,如果系统能效
比过低,则从一次能源考虑,地源热泵系统的节能效果可能还不
如传统系统。

1、冬季系统cop统计分析
本文分别对获得的121个测试了冬季系统cop的样本进行分
析,其中取得不同气候区不同技术类型的均值见图3。其中严寒、
寒冷地区地下水源热泵系统样本和寒冷地区土壤源热泵系统样本
均超过20个,具有较好的代表性,取得的均值分别为3.14、3.09
和2.87,就检测结果来说取得一定示范效果。地下水源热泵和土
壤源热泵在寒冷地区和夏热冬冷地区是两种常见的示范技术类
型,地下水源热泵比土壤源热泵更易获得较高的节能性。

2、夏季系统cop统计分析
获得的夏季系统cop的样本数量总计116个,不同气候区、不
同技术类型夏季系统cop均值如图4。由于在样本中寒冷地区和夏
热冬冷地区样本数量较多,故具有较好的代表性,从图4中可以看
出, 夏季系统cop均值水平较好,夏热冬冷地区各技术类型的平
均水平均高于寒冷地区。
从几种技术类型看,对寒冷地区来说,土壤源热泵>地下水源
热泵>污水源热泵>地表水源热泵;对夏热冬冷地区来说,地下水
源热泵>土壤源热泵>地表水源热泵(由于夏热冬冷地区污水源热
泵样本量为1,代表性较差,故不列入)。

3、全年系统cop统计分析
获得了全年系统cop的样本量总计68个,不同气候区、不同

技术类型夏季系统cop均值如图5。其中严寒地区、寒冷地区地下
水源热泵系统和寒冷地区土壤源热泵系统样本数量超过10个,具
有较好的代表性,地下水源热泵系统的全年系统cop达到3.25以
上,具有较好的系统能效水平,土壤源热泵系统全年系统cop平均
水平在各个气候区差异较大,污水源热泵共计4个样本,均获得了
较好的系统能效水平。

四、小结
从对示范项目获得的检测数据的初步分析来看,地下水源热
泵和土壤源热泵项目从数量上来说,应用最为广泛,特别是在严
寒与寒冷地区,从冬、夏两季以及全年的系统cop均值来看,都获
得了较好的系统能效水平。从平均水平看,地下水源热泵系统较
土壤源热泵具有更好的系统水平。污水源热泵有一定数量的示范
应用,系统能效水平较好,具有很好的示范效益。
现阶段,由于样本量有限,我们仅能从已有的检测数据中得
出一个初步的结论,随着可再生能源建筑应用规模化发展的不断
深入,各类地源热泵系统实际运行效果和适用性将以越来越多的
检测数据、监测数据作为支撑,从而推进可再生能源建筑应用规
模化的健康发展。C






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