图为华中科技大学建筑节能技术中心主任、地源热泵研究所所长胡平放
在陆特能源·2014第六届中国地源热泵行业高层论坛上发言
胡平放：各位代表大家好，很高兴能大家讨论地源热泵研究方面的问题，也是我们近几年工作当中做的一些具体的工作。我们学校一个地源热泵研究所，主要是措中在基础研究和实际应用的结合方面，包括理论、实验和工程应用的方面做了一些工作。下面我把主要的几个方面简单的跟大家汇报一下。涉及到有关的测试，系统的优化和对一些部分工程项目效果的分析。
这是关于地源热泵岩土热物的测试，目前的还是热响应的测试方法，这个响应方法的基础原理还是经典的复合线热源模型，当然也存在不足，做了一些简化，尤其是钻孔类做了一些简化，这个带来一些误差和不足。我们对这个模型做了一些改进，就是改进的复合线热源模型，但是把这个钻孔类的处理成动态的，考虑到了回填材料的比热容。相关就做了一些模型的处理。这里面涉及到比如说表达式，这个表达式我们把这个回填材料的组合进去了。
另外的话还有一个处理方式就是面对，我们在传统测试里面经常碰到的一个问题，测试功率的条件问题，在现场的话，因为各种各样现场条件不如人意，很多情况下电源的来源不规律，有时候会停电，有时候完全没有电源，等等多种情况而我们的模型本来是要求功率波动很小，我们在模型里面做了相应的处理，用叠加的方法。把这个功率波动比较大和断电的情况下都考虑进去，在有限的断电的情况下和测试的情况下，使得这个数据可以符合要求，保证我们的测试不中断，这个还是有一定的要求。
另外的话还有一个处理方式就是面对，我们在传统测试里面经常碰到的一个问题，测试功率的条件问题，在现场的话，因为各种各样现场条件不如人意，很多情况下电源的来源不规律，有时候会停电，有时候完全没有电源，等等多种情况而我们的模型本来是要求功率波动很小，我们在模型里面做了相应的处理，用叠加的方法。把这个功率波动比较大和断电的情况下都考虑进去，在有限的断电的情况下和测试的情况下，使得这个数据可以符合要求，保证我们的测试不中断，这个还是有一定的要求。
第二个工作是关于多极理论模型，这个在比较多的方面得到了应用，我们把这个理论放到这个地源热泵，结合地源热泵的应用改进，移植到这里来。他的特点比传统成多一些对几何模型的描述，一般的分析模型的话，是不能够描述几何形状的，在这个模型里面得到了保证。
第三个是装机埋管，这几年也越来越多的形式，可以节省埋管的洞见，也可以加强换热的效果。这个带来的问题，就是相关的这方面的模型，这方面的计算放放比较缺少，这个对我们普通的方法，用到这上面误差比较大。因为总的孔径比较大，在传统的基础上也做了改进。建立了复合圆柱源模型，相关的一些竖线模型的处理就不详细的介绍了。
那么利用这个模型，对一些装机埋管的不同的形式做了分析，因为装机的直径比较大，相对来说埋管的不知方式也比较大，这比这里有几种，比如说用双U的方法，还可以用W型，还可以3U，有不同的方式，对这些方式也做了不同的分析模拟。最后在同等的条件下，对他们的换热做了一些模型分析。大概的结果就是相对来说，双U和3U来说发热的情况来看，双U的方式可能更好，这两个方式是最好的。就这个模型也对实际的装机埋管的工程进行了测试，也用传统的模型进行了分析，发现两个的结果是存在比较大的差异。
那么利用这个模型，对一些装机埋管的不同的形式做了分析，因为装机的直径比较大，相对来说埋管的不知方式也比较大，这比这里有几种，比如说用双U的方法，还可以用W型，还可以3U，有不同的方式，对这些方式也做了不同的分析模拟。最后在同等的条件下，对他们的换热做了一些模型分析。大概的结果就是相对来说，双U和3U来说发热的情况来看，双U的方式可能更好，这两个方式是最好的。就这个模型也对实际的装机埋管的工程进行了测试，也用传统的模型进行了分析，发现两个的结果是存在比较大的差异。
这个是关于系统优化，这个当然涉及面非常广，我们也做了一些研究，包括电热泵和一些热端的一些组合复合的方式做了一些分析，这里有一些，就是传统的冷却塔，一个是传统的方式就是互补的，可以弥补夏天不足的。另外还多设了一个冷却塔，这个不仅仅是增加一个可靠性的替换性的，从总体的运行策略方面，增加了更多的选择，这里就提出了几种运行的模式。不同的运行模式来进行分析，这个可以找出一种更优的一种运行方式。
这个是关于地源热泵的后评估，还有一些分析结果，今天刚刚陈主任也介绍了，也说了。我们对武汉市有39个项目测评，算是项目的验收进行了测评，对这个测评的结果进行了分析。把这个结果作为一个讨论吧，这些项目也是对不同的建筑，不同的简述都涉及到了，包括这个公建、居住和混合型的，还有复合式的，地表的暂时没有。对几个方面都做了分析，首先是室内的热环境状况，室内的可能要差一点，其他的都达到了要求。测试的是系统和这个机组的能效的情况，那么一个是测试工况，现在我们关于地源热泵系统的测评系统有一个导则，今年也实行了可再生能源工程评价的规范，这里面也提到了，测评的时候都有一个工况的要求，基本上是可以80%以上，系统的负荷率达到60%以上，应该是大部分是这样的。70%到接近80%，有少数的不是，这里面有一个分布情况。不同的复合分布情况下，呈现出系统的能效应该是会受影响的，这个是局限时特殊的条件的。
比如说这个项目可以验收了，这个时候夏季刚刚过去，再等下去又要等到第二年的夏季了，这种情况处理起来比较头疼。这个是复合式还有土壤源的能效比这个情况还是比较好，这个是平均的几种情况，这些情况我们看，基本上下级是3点几以上，冬季可能在2点几，机组的话4点几5点几比较多，这里也有低。这个结果的话，我们也跟国内的另外一些结果也稍微的对照了一下，国内发布出来比较多，有一部分，主要是跟徐伟列的报告的数据做了一个对比，我们的是比那边的数据略高一点。那部分资料里面，反映的是那部分的项目的平均水平。我们就不一一进行比较了。
这个比较，关于那种技术能力类型比较好，这个也是针对我们的项目，这个也只能做一个参考。这里是最低，冬季的时候哪种最高，哪种最低，还要进一步的分析，不能简单的推广这种结果。
比如说这个项目可以验收了，这个时候夏季刚刚过去，再等下去又要等到第二年的夏季了，这种情况处理起来比较头疼。这个是复合式还有土壤源的能效比这个情况还是比较好，这个是平均的几种情况，这些情况我们看，基本上下级是3点几以上，冬季可能在2点几，机组的话4点几5点几比较多，这里也有低。这个结果的话，我们也跟国内的另外一些结果也稍微的对照了一下，国内发布出来比较多，有一部分，主要是跟徐伟列的报告的数据做了一个对比，我们的是比那边的数据略高一点。那部分资料里面，反映的是那部分的项目的平均水平。我们就不一一进行比较了。
这个比较，关于那种技术能力类型比较好，这个也是针对我们的项目，这个也只能做一个参考。这里是最低，冬季的时候哪种最高，哪种最低，还要进一步的分析，不能简单的推广这种结果。
水泵能耗的比重，一个是机组水泵能耗的构成，这个是水泵占的比例，机组占的比例，基本上这边的话还是接近正常的偏高一点，我们感到这个，这个有30几，有的是偏高一点。输送能效比这个可能比较突出一点，有的情况下，大于限值的情况还是比较多。像这个明显就超出了相关的要求，就是输送方面占的能耗，消耗的能源偏大。
还有一个表示关于这个末端的就是地源端和末端的，确实大部分还是不理想，大部分达到5度的比较少。就是相当一部分还是低于5度，这个末端的温差还是不太理想。也说明水泵的这块的配置方面，设计和运行方面存在缺陷。这个节能率我们是根据测试报告来，这个还是基于我们现在的测评导则里面的规定，这个基准是我们现在的一般的规范里面规定的。
燃煤锅炉大概是68%，这个节能率基本上在30%多到40%多的范围。投资的情况，投资的情况主要计算一个就是回收的年限，回收年限平均下来的话，在4点几年或者是到8年间，这个里面的话，也忽视了，就是个体差异比较大，有长一点的超过10年的，还是个体差异比较大，好的差的都有，平均下来还是比较好的。费效比这个基本上还比较好，环保效益跟节能量基本上是对应的。比如说总体的二氧化碳、二氧化硫和粉尘的减排情况。
燃煤锅炉大概是68%，这个节能率基本上在30%多到40%多的范围。投资的情况，投资的情况主要计算一个就是回收的年限，回收年限平均下来的话，在4点几年或者是到8年间，这个里面的话，也忽视了，就是个体差异比较大，有长一点的超过10年的，还是个体差异比较大，好的差的都有，平均下来还是比较好的。费效比这个基本上还比较好，环保效益跟节能量基本上是对应的。比如说总体的二氧化碳、二氧化硫和粉尘的减排情况。
下面是总结几个结论，大部分的测试项目运行比较稳定大的问题发现比较小，内内环境总体达标，所以这个地源热泵技术在武汉得到较好的应用。能效比在正常范围之类，总体水平比我们所用的资料的的其他地方还要高一点，水泵能耗比较有一部分是偏高的。小温差大流量的状况出现得比较多。
水系统输送能耗篇高，节能率总体还是比较理想，投资回收期总体上，从平均水平来说比较理想，有个别的系统不好。有一些突出的问题，比如说运行工况的问题比如说这个进出水温差，运行的工况达到要求的不多。这个是测试的时候，我们说测试的话一般是两天左右的情况，不好反映是全部的，只能说是部分程度反映出来温差的情况。关于能耗监测系统这个本来是要安装的但是由于种种的情况，有一些没有安装，没有安装就缺少了监控的手段。
另外还有就是部分的项目测试工况不合理，应该是在80%、60%的情况下检测，但是有一些没有达到的也做了检测，这个可能权威性方面会受一些情况。还有测评工作的具体情况，大部分的我们只测了一个季节，这个有可能涉及到测评的成本问题，周期问题。但是实际上按照一般的是要求是要测两个季节，才能比较全面的反映，也能够比较全方面的反映这个系统的状态和整体的质量。还有一个就是测评的示范项目性能个体差异大，不同的负荷，不同的建筑，低的和高的相比，低的确实是存在缺陷。但这个缺陷到底是哪方面的缺陷，确实是我们从一个总体的结果，最后的测评结果是不能判断出来的，我们还得做分析，怎么出来的，从这个施工啊运行这个问题出在哪里。
另外就是管理运行水平的参差不齐，这个管理人员的素质还有现场的状况，这个问题也是发现了不少这个前期和普通空调系统也比较相似，比较重视前期的工作，做好之后后面的工作不太重视，这个和相关的规章制度也有关系，人员是第一位的。因为运行的管理人员掌握的东西比较有限，不是这方面的专业人员很难达到专业级的运行管理水平，很可能还有就是使得还可以设计施工的效果没有达到效果，这个也是今后比较重视的一个环节。
另外还有就是部分的项目测试工况不合理，应该是在80%、60%的情况下检测，但是有一些没有达到的也做了检测，这个可能权威性方面会受一些情况。还有测评工作的具体情况，大部分的我们只测了一个季节，这个有可能涉及到测评的成本问题，周期问题。但是实际上按照一般的是要求是要测两个季节，才能比较全面的反映，也能够比较全方面的反映这个系统的状态和整体的质量。还有一个就是测评的示范项目性能个体差异大，不同的负荷，不同的建筑，低的和高的相比，低的确实是存在缺陷。但这个缺陷到底是哪方面的缺陷，确实是我们从一个总体的结果，最后的测评结果是不能判断出来的，我们还得做分析，怎么出来的，从这个施工啊运行这个问题出在哪里。
另外就是管理运行水平的参差不齐，这个管理人员的素质还有现场的状况，这个问题也是发现了不少这个前期和普通空调系统也比较相似，比较重视前期的工作，做好之后后面的工作不太重视，这个和相关的规章制度也有关系，人员是第一位的。因为运行的管理人员掌握的东西比较有限，不是这方面的专业人员很难达到专业级的运行管理水平，很可能还有就是使得还可以设计施工的效果没有达到效果，这个也是今后比较重视的一个环节。
这块的工作我们还是初步的，有很多的相关工作还有深入，对已经有的项目的评估，有很多的项目，怎么对这个项目评估，这些项目的数据获得难度比较大。现在有一些在搞测评验收，第二数据的质量，就是一个数据的来源，第二测试的情况下工况是不是符合要求，这个是只来问题。另外就是检测数据比较少，同时由于检测管理方面的问题，有些数据不太好，不太全出问题的也比较多。所以对这个怎么产生，还有收集再进行处理，合理的应用，这都涉及到我们相关的应用，还有一些技术方面的问题，这个也是可以和我们研究相结合的方面。
我就简单说这些方面，谢谢大家！
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