学生宿舍楼可再生能源建筑应用示范项目地源热泵系统可行性研究报告.docx

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学生宿舍楼可再生能源建筑应用示范项目地源热泵系统可行性研究报告

可再生能源建筑应用示范项目

可行性研究报告

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3.2冷热负荷估算14

7.5.2技术成果水平41

一、工程概况，包括地理位置、总平面图、建筑类型、建筑面积、使用功能、示范面积等内容

1.1百色XX学院地源热泵热水系统工程概况

百色XX学院是经国家教育部批准成立的一所全日制普通本科院校，座落在广西西部重镇百色市。

学院分东合、澄碧两个校区，总占地面积1915亩；校舍面积13万多平方米。

学院主要面向广西各地（市）招生，部分专业面向云南、贵州、湖南、湖北等省招生。

目前全日制在校生6150人。

按计划到2010年学院将主要以全日制普通本科教育为主，适度发展应用类专科教育，全日制学生达到12600人左右。

同时，继续发展成人教育，到2010年函授生规模达到4000人左右。

依照当地规划部门的意见，结合环保要求，学院根据国家中长期节能发展规划和建设节能型社会总体要求，为把庞大建筑群建设成为绿色、节能、环保示范园，拟在百色XX学院新建和既有学生宿舍楼、行政办公楼、计算机信息中心及电教实验中心采用广西大学最新科技成果——地源热泵制冷供热节能环保系统。

广西大学地源热泵制冷供热节能环保系统在广西已成功实施了二十多个应用工程，而此次在校内整体实施的地源热泵工程规模较大，且投资幅度较大，但百色是广西西北部革命老区，是经济欠发达的少数民族聚居地区，对项目支持有一定难度。

为贯彻《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国发[2007]15号）中“积极推进能源结构调整。

大力发展可再生能源，抓紧制订出台可再生能源中长期规划，推进风能、太阳能、地热能、水电、沼气、生物质能利用以及可再生能源与建筑一体化的科研、开发和建设，加强资源调查评价。

”和“重点支持专业化节能服务公司为企业以及党政机关办公楼、公共设施和学校实施节能改造提供诊断、设计、融资、改造、运行管理一条龙服务”的要求，将百色XX学院建设成为广西和亚热带地区有代表性的可再生能源建筑应用示范项目，为专业化节能服务公司提供成功的服务案例，加快推进能源结构调整及发展可再生能源，促进科技成果的尽快转化为现实生产力，希望得到国家建设部的大力支持。

百色XX学院可再生能源建筑应用示范工程包括三大部分：

（1）学生生活区：

正在东合、澄碧校区兴建新学生宿舍楼3栋，新宿舍楼建筑面积17759.6平方米,可容纳2976名学生在校住宿。

同时，拟改造全校××栋学生宿舍楼共计建筑面积24330.4平方米的热水系统。

就南方学生而言，每天洗澡已成为生活习惯，在燃油供应紧张的今天，热水供应成为一大难题，为了满足学生的卫生习惯，保障学生的身体健康和减轻生活负担，学院考虑利用南方充足的地热源和太阳能，通过太阳能－地源热泵复合型系统解决热水供应难这一问题。

（2）行政办公区：

包括学院行政服务机构以及相关公共设施。

总面积为8141.3平方米，主要用于为学生、教师、科研人员提供全方位、全过程服务行政机构和对外服务机构，是学院的窗口、品牌，工作环境与条件要求较高，其中也是建筑能耗集中点，所以，采取有效手段节能降耗，降低办学成本是十分必要的。

应用可再生能源——太阳能－地源热泵复合型系统降低建筑能耗是最佳选择，也是国家倡导和支持的产业。

（3）教学活动区：

包括教室、计算机信息中心、实验大楼、实训基地和图书馆等。

总建筑面积达22267.9平方米。

教学活动区存放着先进教学仪器设备，也是学生、教师工作学习逗留最长的地方，因此，环境条件相对要求较高，温度湿度要求保持相对衡定，要达到以上条件要求，对高温高湿的南方来说，中央空调是最理想选择，然而，普通中央空调运行成本高，对贫困地区学校来说有较大难度，所以，在设备选型上，拟选择运行成本低、且节能环保好的太阳能－地源热泵复合型系统。

1.2项目地理位置

百色XX学院是经国家教育部批准成立的一所全日制普通本科院校，座落在广西西部重镇百色市，这里是百色起义的发祥地、红七军的故乡，是全国12个重点红色旅游区：

“左右江红色旅游区”的中心，也是云南、贵州等省通往广东、广西出海口的交通枢纽，是南昆铁路、南昆高速公路的中间站，距田阳飞机场仅40公里，交通十分便利。

该地水文地质较好，经工程地质钻探，地貌属邕江Ⅰ级阶地，地面标高73.41m—76.69m，岩土层自上而下分布为素填土、粘土、中砂、卵石层，地下水埋藏在卵石层中，静止水位在地面下4—25m，无不良地质现象及地震液化土层，具有实施亚热带地源热泵节能系统得天独厚的自然环境。

1.3项目建设有利条件

在百色XX学院学生宿舍楼建立亚热带地源热泵节能系统示范项目具有许多有利条件：

（1）自然环境得天独厚，实施亚热带地源热泵热水节能系统的条件成熟。

（2）建筑群相对集中，有利于项目管理，有利于设备发挥出最大效能。

（3）示范项目为学生直接提供服务的同时，也成为学生亲身体验和学习运用地源热泵的重要基地，这对加快科技成果推广具有十分现实意义。

（4）示范项目的建立为专业化节能服务公司提供了成功的服务案例，为贯彻国务院关于节能减排综合性工作方案的实施，加快技术开发和推广，推进环保产业在广西的健康发展起到带头示范作用。

1.4示范面积和内容

1.4.1示范面积

本项目拟建示范面积72499.2平方米，其中教学行政用房30409.2平方米，学生生活用房42090平方米。

1.4.2示范内容

示范项目建设的目的是建立建筑节能的活样板，为专业化节能服务公司提供了成功的服务案例，能为社会提供参观、学习、示范与推广。

学校从为社会提供服务这一观点出发，结合学院建筑物的功能与用途，尽最大努力充分展示地源热泵节能系统的各种优化组合模式，其中包括：

①、太阳能－地源热泵复合型空调系统30409.2平方米。

②、太阳能－地源热泵复合型热水供应系统42090平方米。

二、示范目标及主要内容

2.1项目背景

能源是人类社会存在与发展的物质基础。

在过去200多年中，以煤炭、石油、天然气等化石燃料为主要的能源体系极大地推动了人类社会的跨越式发展，功不可抹。

但随着经济快速增长，人们生活质量不断提高，对能源的需求量迅猛增加，而非再生化石燃料却面临日益枯竭，环境不断恶化，能源供需矛盾日益突出，从而导致发生了不少国与国之间、地区之间的政治经济纠纷和冲突，甚至引发出战争。

世界许多次战争爆发的根源都是为了争夺能源而引发的，中东战争显得尤为突出。

能源问题已成为当今世界各国共同关注的关系到国家安全和经济社会可持续发展的一个重大战略性问题。

目前世界能源消费仍然是以石油为主，其次是天然气、煤炭和电，火力发电也离不开煤、石油、天然气作为原料。

然而，石油、天然气和煤炭都是非再生矿物质能源，消耗后不会复原。

据统计资料，全球已探明的石油蕴藏量为1000-1400亿吨左右，按目前开采速度，还能开采40年，天然气还能开采70年左右，煤炭还能开采200年左右，随着世界经济发展步伐加快，石油、天然气消耗速度十分惊人，比它们自然形成速度快大约100万倍，非再生能源将最终被消耗尽，这己成为一种现实。

我国是一个贫油国家，能源安全问题更显得严峻。

据数字显示，中国人均能源资源仅为世界人均的50%左右，石油仅为世界人均的1/10，从1993年开始，我国由石油出口国变为石油净进口国。

2005年，石油进口量（含石油产品）己超过1.2亿吨，占全国石油用量近45%，根据我国目前社会经济发展速度，到2010年，我国石油消费总量将达4亿吨，而国内生产能力仅为1．6亿吨，石油进口量将突破2.4亿吨，石油依赖进口度将进一步提高，有可能超过50%以上，这就意味着给经济社会发展带来更大的风险性，世界石油市场上的任何风吹草动，都将直接影响到国民经济方方面面，影响到经济快速健康发展，影响到小康社会建设进程。

从某种意义上来说，我国石油消费巨量的进口己危及社会经济发展和国家安全。

在我国能源消耗中，建筑能耗占全国总能耗量的30%，居各类能耗之首。

建筑能耗是指在建筑物使用过程中的能耗，主要包括建筑采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器、电梯、通风等方面的能耗。

建筑能耗各部分能耗大体比例为：

采暖空调占６５％，热水供应占１５％，电气占１４％，炊事占６％。

由此看到，采暖（含热水）及空调能耗约占建筑能耗的80%以上。

据统计，商场的空调单位面积年耗电量在每平方米每小时160—220千瓦，占总能耗的40％—60％；写字楼空调电耗大约占总能耗的40％。

因此，必须从建筑能耗中的大头空调、供暖（含热水）探索一条建筑节能新途径，大幅度降低建筑能耗，己成为当前维护国家政治、经济安全的头等大事。

为此，党中央、国务院从国家战略发展的高度向全国人民提出“能源开发与节约并举，把节约放在首位”，同时提出了到2010年，全国城镇建筑的总能耗要节能50%，全社会建筑的总能耗要节能65%的总目标。

目的十分明确，就是要构建节能型社会，加快我国小康社会建设进程。

2.2项目建设意义与必要性

我国既有近400亿平方米建筑中，99％属于高能耗建筑；每年新建建筑面积近20亿平方米中，95％以上仍然是高能耗建筑，单位建筑面积能源消耗为发达国家3倍以上。

我国建筑能耗是相同气候条件发达国家的2-3倍,采暖和空调的能耗占建筑总能耗的55%。

传统的空调系统，以自来水或环境空气为冷源的制冷机组解决夏季制冷问题。

近年来，空调负荷增长迅速，炎夏季节多数电网高峰负荷约有１／３用于空调制冷，使许多地区用电高度紧张，拉闸限电频繁。

目前，中国房间空调机和单元式空调机的产量已达世界第一，建筑耗能逐年大幅多上升。

２００４年广西的建筑能耗已经超过全社会总能耗的１５％，夏季空调高峰负荷约２４０万千瓦。

如果不加控制，广西２０１０年的建筑能耗将比２００４年增加１倍，空调高峰负荷将超过５００万千瓦，接近在建的龙滩水电站的马负荷出力，需要增加电力建设投资数百亿元。

目前美国每年安装约４万套地源热泵系统，这个规模意味着每年可以节约8.79×1011瓦的能量，相当于１４０个龙滩水电站的年发电量。

“建筑节能问题，不仅是经济问题，而且是重要的战略问题”。

建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用，加快发展循环经济，实现经济社会的可持续发展，建设节约型社会，有着举足轻重的作用，也是保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观的一项重要举措。

地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，只要浅层土壤或地下水的常温在－３.５℃以上，就具备开发利用低温地热的技术条件。

地源热泵是以一定的能量从地表浅层热源中调出几倍于它的热能用于供热和制冷。

尽管各应用项目工况、要求和条件不同，采用浅层低温地热系统虽然会比传统的中央空调系统增加初期投资１／３～１／２，但运行费用节省１／３～２／３。

所增加的投资通常能在２～４年内从节省的运行费用回收，之后进入效益显著期。

地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。

地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。

地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地下去。

通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。

与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能转化为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省约二分之一的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达4.0～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60％。

因此，近十几年来，尤其是近五年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地