中国建筑科学研究院、国家建筑节能检测中心副主任曹勇

    曹勇:

    今天发言题目是地源热泵系统的检测与监测技术，因为对于热泵系统来说其实就是从设计到施工以及到最后竣工验收和使用，这几个环节里面真正大家可以非常关注，对地源热泵最终效果怎么样？涉及到地源热泵监测和评价。在监测和评价技术发展过程当中，到底现在我们做到什么程度？我今天主要是就这几部分内容进行相关介绍。

    介绍主要内容是相当于按照测试的评估标准，以及相关我们国家地源热泵应用效果分析，和相关现在监测技术的发展来进行相关介绍。首先，我们知道地源热泵相关技术已经相对来说比较成熟，但是在应用各个环节当中还存在一些问题。这些问题存在影响了地源热泵技术本身的优势的发挥，也影响了它的一个持续健康的发展。

图为地源热泵系统的分级（现场PPT）

    通过我们现在对于相关地源热泵测试，评估和分析，建立相关完善地源热泵监测和评价技术和体系，对我国地源热泵技术健康发展有着非常重要的意义。最开始，相当于以住建部为龙头，按照气候分区。国家级测评机构承担着（建设）部里面关于可再生能源项目示范项目验收，一共是分成4批，将近400多个项目。通过相关的项目在验收过程中，我们总结和发现一些问题，今天给大家介绍一下。

    因为通过了大量前期一个调研，测试，以及技术汇总，在今年相当于颁布了国家标准，还没有颁布，相当于送审稿已经写完了。这个标准详细介绍了关于可再生能源在应用中相关的测试评价和技术。这个标准主要为了贯彻两个法，一个是中华人民共和国可再生能源法和国务院加强建筑节能工作的决定，推动可再生能源在建筑领域中的规模化。

    于06年财政部和建设部联合下发了关于可再生能源实施意见，和专项资金管理和补贴办法，在这个条件下制定。从住建部大的思路按照三部曲走，第一就是相当于我们完成了项目级示范，主要通过个别的工程，以项目示范一个形式申报。现在已经371个项目，大概获得财政支持是4千万平米，这个4批项目已经完成。城市级项目现在开展，相当于示范城市，示范县这个级别关于可再生能源一个示范项目申报和开展。开展基础上如果成熟以后，进行全国全面推广，所以说部里面大概一个思路按照这样一个思路走，第一阶段已经完成了，现在正在进行第二阶段。

    那么，在这种过程中，联合了上海、深圳各个气候分区，建研院编制可再生能源建筑应用示范项目测评导则。在这个基础上以导则为基础进行遍布。在测试过程中结合了大量自己的相关工程经验和发现的问题，现在启动了可再生能源建筑应用工程评价标准，就是说标准在这个基础背景上进行编制。现在标准报批稿已经完成，已经在这个部里面标准定格司进行申报。

    目录里面针对与太阳能热利用系统，以及太阳能光伏系统，地源热泵系统，这三大系统进行相关的测评和评估工作。标准的具体内容，简单的介绍一下，因为时间关系。那么，主要分为测试评估的指标，测试内容和评估指标，在测试内容里面主要分成三大类。一类我现在主要讲关于地源热泵，一类是关于室内外环境参数测试，第二热泵基础性能测试，第三，热泵系统性能测试。关于评估6大类，关于热泵系统供热供冷的效果评估，热泵系统机组评估等等。

    在标准编织的主要内容里面，其实在测评方法里面分成两类，一类在很短时间内对于测评机构来说，不可能长时间去监测这个相关地源热泵系统，这样在短时间内测评机构如何测试，如何进行评估，给出了相应快捷验证工程合理性和相关节能型一个评价方法。第二个方面，现在通过大量的数据，反应出系统实际的节能型，和相关节能情况。这样标准里面倡导如果可以从监测角度来说，进行长期对系统进行监测和评估。

    而且，在第一批371项目里面，原则上在验收过程中必须要对于可再生能源示范项目必须做监测系统，而且这个相关监测数据要上传到部里面项目组总的监测平台。在系统和热泵机组分级上对于可示范能源建筑来说，三个级别，相关的制冷和制热相关系数给出了。那么，我下面讲一下对于我们院来说，大概就是测评一个总结内容，我们院主要现在测了43个项目，涉及到10个省市地区。大概从区域的分布我们主要在华北和东北，这个区域里面。相关的建筑规模，大家可以看到在10万平米以上占到39%，在5到10万个占到26%，1到5万个占29%，1万以下占到26%。主要集中在5万平米以上示范项目，相对来说它的示范项目数量比较多。

    那么，从地源热泵系统利用形式来说，土壤源热泵一共15项，合计124.6万平米左右。地下水源热泵17个项目，144.56万平米，污水源热泵8个项目，合计92.27万平米。这个地下水源热泵系统占到40%，土壤源占到34%，污水源28%。对于整体示范项目效果来说，大概90%的项目相对来说做的比较好，相对比较满意。

图为地下水源热泵系统冬 /夏季CPO值（现场PPT）

    从具体热泵机组和系统性能来说，对于土壤源热泵系统来说，这是我们测的所有项目一个基准和热泵系统性能一个分布。对于热泵机组来说，对于土壤源热泵来说大概冬季平均制热COP为3.92，夏季COP为4.32。对于地下水源来说，机组冬季COP3.81，夏季COP 4.3。相对还说比较均匀。

 
图为土壤源热泵系统冬 /夏季CPO值（现场PPT）

    对于污水源来说，热泵冬季COP3.98，夏季COP为4.87，从这个测试项目来说，污水源热泵系统较好，因为大多数的污水源系统不是原生污水，是从污水厂出来以后。本身前期对污水源一些处理，这样相关的它的本身输送能耗，和处理能耗相对来说比较小。相对来说污水量和污水水温比较稳定，使得系统配制比较好。

 

图为污水源热泵系统冬/夏季CPO值（现场PPT）

    这是关于整体系统COP结合，和系统CPO值分布图。测评完以后总得节能经济效益，每年的常规能源替代量为2277吨标煤，平行每平米节约6.3千克标煤。经济效益每年运行费用能够节省约1850万元。相关的分析可以每年减排二氧化碳57216吨，二氧化硫466吨，粉尘311吨。对于我们测完以后，从一个热泵系统来说，我们觉得还是一个系统相互之间一个环节，从方案环节，设计环节，设备环节，施工环节，运行环节，这几个环节是相互联系。

    对于方案环节，我们觉得主要存在问题缺乏对水文地质基础条件的科学调查，造成项目先天不足。设计环节，对系统各部分的匹配设计不够精细，造成节能效果大大折扣。设备环节，设备企业的设备自主研发能力相对薄弱，机组无法适应不同的使用要求。施工环节，缺乏针对系统的综合运行调试，使系统能效的发挥受制约。运行环节，缺乏必要的运行调节手段及方法，致使运行阶段能耗偏高。

图为不同类型热泵机组和系统的性能对比（现场PPT）

    关于监测技术及其应用，现在对于无论是可再生能源示范项目，还是示范县市，具体验收的时候，监测系统必须做。这种基础上联合住建部编了一个可再生能源应用示范项目数据监测系统技术导则。在导则里面具体相关说明。从总的监测来说，我们因为向我这个部门，大概是项目级做了将近50多个，（城市）平台级做了两个平台，从总的发展来说，我觉得主要分成两个级。一个是项目级，一个城市级平台，项目级主要涉及到传感器，以及传感器数据测试和通讯测试，以及数据采集和本地一个相关显示。对于城市级平台，做一些相关数据的采集和数据的展示功能。

    这是针对与项目级，这是相当于是传感器端，采集模块端等5个方面。其实对于导则里面具体监测内容分成7项，这个是比较详细解说。下面介绍一下关于平台方面，这是一个例子，相当于我们做总的一个监测平台，主要楼盘分布在南京、苏州、上海、成都、长沙等等8个城市，一共15个项目。相关主要测试参数，相对来说比较细，因为本身要做运行管理用处，除了满足可再生能源监测，也要满足相应的监测参数。对于部里监测量只有7个，我们做的大概有50多个。

 
可再生能源建筑应用示范城市监测平台（据现场PPT）

    这个监测一个网络图，这是相关监测软件两个构成，一个是数据采集系统，一个是数据分析系统。这是相关具体的项目里数据采集汇，相关反应软件截面，和数据传感器一些相关照片。这是具体天棚主机运行的数据，电耗以及温度等等相关情况。这是关于生活热水主机相关运行情况，这是一个大的监测平台构架。

    谢谢！

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