成果与项目的背景及主要用途： 成果背景：由于建筑能源消耗的急剧增加，热泵作为一种通过消耗少量高品 位能量，把热量从低温处传输到高温处的装置，日益受到人们的关注。热泵通过 使用清洁的冷热源如太阳能、土壤能、空气能等，能够同时实现制冷、制热、提 供生活用热水。这种复合可再生能源系统的出现，给人们提供了更具灵活性的方 案，来实现洁净能源系统的三联供功能。 系统主要用途：多热源热泵系统是指以太阳能-空气源-地源等为热源的热泵 系统，主要包括：太阳能集/散热系统、空气源集/散热系统、埋地盘管集/散热 系统（含室内蓄热体）、水源热泵系统、房间热力系统、控制系统。本方案利用 先进的智能控制技术，将太阳能源、空气源和地源热三者有机结合，通过水源热 泵机组实现向建筑物供热、供冷和提供生活热水。太阳能集/散热器的利用可弥 补地源热泵因埋地管束多而导致的投资过大的缺点，同时减少地下环境受到过度 的热污染，而少量地源和蓄热系统的使用可弥补太阳能和空气源热泵受气候条件 影响大的缺点，使系统即使在恶劣的气候条件下也能在高能效状态下工作。太阳 能-空气源-地源热泵联合系统可以设计为基本工作模式，还可以根据具体情况开 展因地制宜的设计，组合成适合当地地理及气象特点的系统。系统采用全新的智 能控制技术，采集实时的系统参数，提高温度调节的准确性，使系统始终维持在 高效状态下工作。通过将太阳能源、空气源集/散热器做成外围护结构的一部分， 实现新能源与建筑结构的完美结合。结合三步节能建筑技术的普及推广，本技术 产品的目标是实现空调和采暖方面的一次投资和日常费用仅为传统空调+暖气方 案的 50%。 技术原理与工艺流程简介： 夏季： 系统处于制冷工况，需要把从室内吸收的热量转移到室外，太阳能散热器、 空气源散热器、埋地换热器分别提供冷源，此外，在房间内有相变蓄能材料，晚 上积蓄冷量，减轻热泵系统在白天的热负荷。由于空调系统在夏季并不处于常开 状态，如果空调不处于制冷状态时，使系统处于制热工况，关闭室内热力系统， 并且打开阀 V4 和 V6，关闭阀 V5，此时系统成为太阳能热泵式热水器，可以提 供稳定的热水。两种工况的切换通过实时测量的室内温度和热水箱温度等参数， 由智能控制系统进行判断。 冬季： 系统处于制热工况，太阳能集热器和埋地换热器作为热源给建筑供热，同时 供生活热水。当热水箱温度达到设定值时，关闭阀 V4 和 V6，打开阀 V5。此外， 在房间内有相变蓄能材料，白天积蓄冷量，减轻热泵系统在夜晚的工作负荷。三 个热源可以任意两个之间并联工作，也可以分别工作，要依具体的工作状况，包 括环境温度、室内温度、热源温度等状况而定。 技术水平及专利与获奖情况：该技术已申请专利，并通过小试鉴定。 应用前景分析及效益预测： 应用前景分析：本项目的实施可以加快可再生能源产业化的发展，促进建筑 节能与热泵系统的有机结合，对空调行业进一步向绿色能源的发展，都有非常显 著的作用。三步节能的尽快实现，客观上也促进了新能源的普及推广。 效益预测：下面以天津地区为例对本系统的一次投资成本及运行费用进行说 明，将本系统与单冷空调+暖气、地源热泵、空气源热泵比较。 建筑面积 150m2，采暖天数 125 天，制冷天数 120 天，每天制冷 10 小时， 平均运行负荷按 70%计，电费 0.41 元/度 以三步节能后的指标计，供暖负荷取 36W/m2，总供暖热负荷为 5400W/m2， 制冷负荷 72W/m2，总的制冷负荷为 10800W/m2。 第一种方案采用单冷空调+集中供暖，集中供暖中室外采暖的投资为 85 元/m2，室内的费用为 25 元/m2，总的费用为 110 元/m2，天津地区的暖气费用为 15 元/(m2 年)，设制冷系数为 2.5。 第二种方案完全采用地源热泵，冬季单位钻孔长的取热率为 30W/m，夏季 的放热率为 50W/m，约需 210m 的钻孔长，管长和施工总费用取 90 元/m。 第三种方案完全采用空气源热泵，冬季采用电辅助加热的时间为全部取暖时 间的一半，冬季制热，夏季制冷系数为 2.5，冬季制热系数取为 2。 第四种方案为本项目系统，太阳能集热板取 17m2，地源热泵系统的冬季负 荷为 1500W，夏季负荷为 2500W，地源热泵约占总负荷的 25%，夏季性能系数 取为 4，冬季的性能系数取为 3。 应用领域：建筑节能；新型热泵、空调系统；制冷、供暖系统工程；可再生 能源建筑。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）：热泵、 空调及控制系统。 设备：机械加工及系统安装设备。 厂房面积：1000m2 以上。 投资规模：600 万以上。 合作方式及条件： 合作方式：技术入股、合资经营。 条件：对建筑、节能及可再生能源利用感兴趣且致力于该技术的推广实施。 

本实用新型公开了一种地源热泵空调系统，包括地埋管换热器、第一热泵机组地埋管侧回水管阀门、第一热泵机组地埋管侧供水管阀门、第一阀门、第二阀门、连接管、第一反冲洗水泵，该第一热泵机组地埋管侧回水管阀门的两端分别与地埋管换热器、连接管连通，第一热泵机组地埋管侧供水管阀门的两端分别与地埋管换热器、第一阀门连通，该第一反冲洗水泵的两端分别与连接管、第二阀门连通，该第一阀门、第二阀门与外界连通，该第一反冲洗水泵驱动位于第二阀门一侧的介质向连接管内位移。本实用新型克服了地源热泵空调系统长期运行后产生污垢导致系统效

热回收螺杆式水源热泵机组利用冷水机组在运行过程中冷媒蒸汽与水进行热交换，将耗能的热量转为可利用的热水，在提供冷气的同时还可以提供大量生活热水。 机组特点： (1)节能环保：依靠机组制冷时产生的余热制取热水，完全不耗能，并且无任何排放污染； (2)安全可靠：机组可完全取代锅炉、电加热器等有安全隐患的取热装置； (3)节约成本：一机两用，在制冷同时提供生活热水，为客户节约一次性投资成本； (4)运行费用低：热水制取成本远远低于传统的制热设备； (5)智能控制：全自动电脑控制，无需人工监控，可实现远程或集中管理。 水源热泵经济效益分析： 以热回收满液式机组40STD-F1110WDB3为例，机组每小时产55℃热水量为： G=Q/t=494.3kw×1000×0.88/(55℃-15℃)=10.9m³/h=10.9T（吨） [G：热回收机组产水量m³/h Q：机组热回收量Kcal/h t：冷热水温度℃] 按机组每天按14小时，每天可产55℃热水：10.9T×14H×（空调平均负荷率）=106.8T 每年的空调季节按广东地区为例为270天，则一年可产热水：106.8T×180天=19224T（吨）

针对西部太阳能资源丰富，但电力能源不足的问题，提出一种太阳能辅助发电地源热泵空调装置，该系统通过现有技术的有效整合、可再生能源的综合利用及系统机构的技术改进，解决了中小公共建筑的采暖、供冷及生活热水供应问题。 太阳能辅助发电地源热泵空调装置，包括地源热泵中央空调系统、太阳能发电系统、生活热水供应系统，其特征在于，地源热泵中央空调系统中油分离器的高温制冷剂出口(经过管路)与温控电磁三通阀相连接，从该三通阀中接出一条管路与生活热水换热器连接，生活热水换热器出口经过另一温控电磁三通阀接入地源热泵中央空调系统中的四通换向阀，在两温控电磁三通阀间用管路连接；太阳能发电系统中通过太阳能电池板的光电转换将电能存储于蓄电池中，通过逆变电源把蓄电池输出的直流电转化为交流电为地源热泵中央空调系统内的压缩机提供能源和照明使用；生活热水供应系统中保温水箱底部一侧安装一个温控电磁阀，从阀门接出管路经自动水泵与地源热泵中央空调系统中空调末端装置一侧三通电磁阀相连接，在空调末端装置另一侧同样安装一个三通电磁阀，从该阀接出一条管路回到保温水箱。 所述生活热水供应系统中保温水箱底部的热电偶测温探头与温控电磁阀、自动水泵两个装置。所述各系统中的电磁阀和自动水泵均由单片机控制。 运用本太阳能辅助发电地源热泵空调装置和地源热泵中央空调系统与生活热水供应系统互相合理的能源，可使西部地区的中小公共建筑的建筑能耗下降很多，能源利用效率得以提高，电力能源短缺的状况能够得到有效缓解

油井采出液在冬季需要加热才能保证外输。有些井场会伴生套管气，因此可使用简单的水套炉燃烧套管气对采出液进行加热，简单经济效果可靠。但也有相当一部分井场没有套管气副产物，这些井场冬季解决原油加热的手段主要有三种：一是使用燃煤锅炉对原油进行加热，二是直接使用电加热，三是使用太阳能装置进行加热。燃煤方案需要外购燃煤，使用中存在一系列的弊端，如冬季运煤困难，煤炭保管成本较高、煤炭丢失，燃煤炉日常看管工作量大等，因环保因素使用受限等问题。电加热方案通过电磁加热或感应加热装置实现，从一次能源利用率角度衡量，显然经济性非常差，但设备最为简单，也基本无需人员维护。太阳能加热装置则需要很大的集热面积及相应安装场地，另外，冬季太阳辐射强度较弱因此集热量有限，并且冬季阴天较多，晚上也没有太阳能，所以太阳能装置仍需要采用电辅助加热以保证阴天和夜晚的热量供应，相比于电加热而言其总体经济性仍不够理想。

项目研究的背景及用途:该项目利用地球表层中较恒定的温度以及储存 于地下土壤层中可再生的低品位热能，通过输入少量的高品位能源(如电能)，热 量实现了从温度低的介质传递到温度高的介质的转移(低温热源向高温热源的转 移)，可以满足用户全年供暖、制冷空调以及生活热水的需求，从全年的角度， 能量可以在一定程度上得到循环回用，具有较强的经济竞争力，是最有希望在供 热制冷空调领域发挥重要作用的新技术。地源热泵可以应用在各种建筑物中(独立住宅、集中住宅、学校、工厂、 办公楼等商业/公用建筑)，可以供暖、供暖+供热水、供暖+制冷空调、供暖+供 热水+制冷空调，还可以用于道路融雪、除冰和体育场草坪加热。市场应用范围 广泛，国内市场潜力很大。 技术原理及流程:该项目实施可以采用集成埋地换热器、热泵机组、控 制系统与建筑末端设备等，从而完成系统工程为目标。因此，其技术核心在于优 化各子系统，重点解决地下蓄放热关键技术。 成果水平及主要技术指标:该项目经专家鉴定，技术水平为世界先进水 平。 市场分析及效益预测:我国的建筑市场巨大，1995～2000 年，每年全国 城市新建住宅建筑面积约 2.4 亿 m2，其中上海每年新建约 1500 万 m2，北京约 1000 万 m2，天津约 600 万 m2，大连约 260 万 m2。2000～2010 年，每年新建 住宅建筑面积约 3.4 亿 m2。这为地源热泵的工程开发应用奠定了极好的市场条 件。 地源热泵的经济效益可在 3～6 年中从节能中偿还投资，因为与电加热 相比可节省三分之二的电能，与燃油锅炉相比亦可节省二分之一的运行费用。而 且地源热泵可以大幅度减少常规能源所带来的环境污染，消除燃料燃烧所造成的 环境污染。 每年完成该方面地源热泵工程 50 项，可实现总产值 5000 万元以上，年 净利润 1000 万元。

在全球能源短缺的背景下,地源热泵技术以其节能、环保、可利用低位热能的特性短期内在我国快速发展起来。随着地源热泵空调项目的逐渐增多，其设计、施工和使用过程中存在的一些问题也逐步暴露出来，使地源热泵系统的技术优势未能得到充分发挥。 长期以来由于没有施工质量检测手段，造成地埋管系统施工质量存在很多问题，如深度和回填不符合设计要求造成了地源热泵系统不能满足负荷设计要求。设计不符合要求使地源热泵的设计余量不断加大，从而加大初期投资，造成不必要的浪费。 本检测仪整合了多种对地埋管系统的检测手段，不仅可以测量地埋管的深度，还可以检测地埋管的水压、夏季排热量和冬季吸热量。本检测仪不仅可测量单一地埋管系统的施工质量，还可检测多个地埋管系统的施工质量。 地源热泵地埋管系统检测仪适合地区地源热泵空调系统地埋管检测的产品技术和检测标准，满足国家和当地的相关标准，并在实际项目中进行了验证，解决了地埋管施工后验收的问题，为当前的建筑节能及可再生能源利用提供有力的技术保证。 目前与江苏合正能源科技有限公司进行产学研合作。

项目简介近年来，在我国科技部、建设部等政府部门的大力推动下，地源热泵空调系统在我国许多北方省市得到了大面积推广应用。但是，浅层地热能开发利用工作是一个综合技术性较强的系统工程，如果设计不当，经常出现无法正常运行的情况，更有甚者系统已经报废。导致地源热泵系统失败的主要原因有很多，例如在建设初期没有进行充分的浅层地温能测试以及地下换热特性实验、地层岩性取芯分析，完全凭借经验参数设计，忽视了浅层地温能资源分布的地域差异性；缺乏对建筑冷热负荷的仔细计算，出现“大马拉小车”或者“小马拉大车”现象；缺乏对地源热泵系统长期性能的分析与预测，忽视了浅层地温的堆积效应；工程施工不规范；运行监测调控缺乏等等。因此，实施地源热泵空调供热系统，必须进行严格的技术，包括地下土壤热特性测试、地层岩性取芯分析；建筑冷热负荷的动态模拟计算、地源热泵系统长期性能分析与预测；规范工程施工；建立有效的地下温度场变化特性监测系统等，才能确保地源热泵系统的长期可靠稳定运行，达到预期效果。1）地温能勘查和地下换热特性测试技术河北工业大学成功研制出了基于恒温法的地下换热性能测试装置，已经申请国家发明专利。该系统能够获得地下温度场、土壤导热系数以及地下换热特性等重要参数的实测数据，为系统设计提供科学依据。该装置在天津、河北、山东、安徽等省市进行了大量的测试工作，积累了大量的实测数据。2）建筑物冷热负荷的动态模拟技术通过采用目前国际流行的建筑能耗模拟软件，结合建筑围护结构、区域气候、使用特点等特征进行可以充分反映出建筑物冷热负荷的小时变化规律，为地下设计与系统运行策略提供重要的依据。在逐时负荷基础上进行地下设计，可以有效避免设计不匹配现象。3）地温场动态分析与节能预测技术通过基于地下温度场和流体温度变化的系统运行分析，可以为实际地下管群的优化提供具体的指导，从而保证整个埋管系统的合理布局，节省建设成本。该技术先后应用于天津和河北省的国土资源部浅层地温能大调查项目。4）地源热泵地下温度场监测技术通过合理地设置地下温度场测点，可以准确地反映出系统的运行状况，及时发现浅层地温的堆积效应，这有利于系统的运行节能，保证系统长期运行的可靠性和稳定性。目前，河北工业大学已经在天津和河北等地的地源热泵系统工程中，成功设计了大量的地下监测系统，掌握了第一手的系统运行与节能数据，这对于地源热泵系统的优化设计具有直接指导意义。项目负责人 王华军   联系方式 联系电话：15122700298Email：huajunwang@126.com

一、 项目简介近年来，随着能源与环境问题的日益突出，地源热泵成为供热空调系统的新宠，各地争相建设。但是，一些地源热泵系统项目由于存在设计考虑不周、施工偷工减料及运行精细化不够等问题，出现了大量的项目运行不理想或失败的案例。尤其是，地源热泵（土壤源热泵）系统需要保持土壤的冷热平衡问题没有引起设计和运行人员的注意。北方地区，在全年的建筑用能上，常常出现用热量远大于用冷量的情况，在系统设计时需要考虑补助热源的设计，在运行过程中需要特别实时监测地下温度场的平衡。太阳能-地源热泵联合系统（HSGSHPS），由地源热泵系统（GSHPS）和太阳能辅助地源热泵系统（SAGSHPS）组成，可以为建筑供冷、供热及供热水，既解决了夏季空调能耗远低于冬季供热能耗建筑单纯使用地源热泵时出现的地温不平衡问题，同时最大限度利用可再生能源。具有如下优点：两个子系统热负荷分配灵活可调，适应负荷计算的不确定性；非供热季太阳能通过跨季节储存与土壤中，既减少了太阳能集热器的需求面积，又可以提高土壤温度，进而提高地源热泵机组COP；太阳能冬季直接供热效率高，提高整个系统供热的COP。本项目的特点是因地制宜根据建筑负荷需要和建筑所在地地质和太阳能资源情况，对供热空调系统进行优化设计，保证地源热泵系统的平稳运行并使系统初投资和运行成本最低。二、 项目技术成熟程度本项目技术已在小型别墅建筑和中型办公建筑进行示范运行，积累了大量的经验，基本达到成熟。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）本项目依托国家科技支撑计划项目、天津市科技支撑计划项目和天津市科技计划重大项目完成，获得验收，现有发明专利一项：一种太阳能-地源热泵联合建筑供能系统（专利号：201110146044.1）。四、 市场前景（应用领域、市场分析等）目前，在新农村建设中，很多地区处于找不到热源的状态，城市集中供热不能到达，燃煤锅炉不允许新建，燃气锅炉供热运行费用太高且燃气气源紧张，传统的供热方式不能适应新农村建设，太阳能耦合地源热泵系统以可再生能源为热源，消耗部分电能可获得3-5倍热量为建筑供热，同时，可以实现建筑的制冷空调，室内舒适度高，运行费用低。本项目技术适用于农村小型建筑、别墅以及中型办公建筑或住宅，应用前景很好。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）以260 m2的别墅建筑为例，建筑供热负荷约15 – 20 kW，供冷负荷约为18 – 25 kW，需配置一台地源热泵机组，太阳能集热器25 – 40 m2，室内布置风机盘管4 – 6台，室外钻孔4 – 5口，孔深110 m。 系统投资10 – 15万元， 系统供暖运行费用15 – 18 元/m2。以5000 m2的办公建筑为例，建筑热负荷约为260kW，冷负荷为360kW。室内末端采用风机盘管，采用地源热泵与太阳能跨季节储热辅助地源热泵系统耦合形式，系统总投资约为300万元，系统运行供暖费用8 – 10元/m2。六、 生产设备本项目所涉及的设备均可通过外购途径获得，企业无需投入相关生产设备。七、 效益分析采用合同能源管理形式为用户提供能源服务，或者为用户提供系统设计等形式，对该供热空调系统进行推广，比传统的集中供热节省运行费用30-50%。八、 合作方式专利转让、技术入股均可，面议。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）联系人：王恩宇电话：1380217895Email: enyuwang@163.com十、 高清成果图片3-4张

双电源多热源炉生产SiC新技术历经二十多年的研发，经过了实验室小试、数值计算和计算机模拟研究、中试研究和工业性试验研究，技术先进、成熟、稳定，2002年被鉴定为国际领先水平，2003年获青海省科技进步三等奖。已在青海、宁夏、新疆等地进行技术推广，建立生产线3条，创产值3亿多元，取得了巨大的社会效益和经济效益