冬季采暖范文

導語：如何才能寫好一篇冬季采暖，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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今年冬季供熱采暖即將來臨。為緩解供熱企業生產經營困難，確保廣大群眾冬季正常有序采暖、穩定用熱，經國務院批準，現將有關意見通知如下：

一、高度重視居民冬季供熱采暖工作。居民冬季供熱采暖事關廣大人民群眾切身利益和社會穩定。各級人民政府應高度重視居民冬季供熱采暖工作，切實加強領導，采取有效措施，把保證居民冬季供熱采暖作為當前關心群眾生活、保證社會穩定的一項急迫任務抓緊抓好，確保今年居民冬季正常供熱采暖。

二、采取綜合措施保障冬季供熱采暖

對于供熱企業因煤價上漲而導致的成本增支，按照政府財政、企業和用戶共同負擔的原則，綜合采取價格、財政、稅收措施予以適當緩解。

（一）適當調整供熱價格。各地根據煤炭價格上漲情況，按照定價分工管理權限和規定的程序，適當調整供熱價格。具體調價水平由各級人民政府根據當地經濟發展情況和居民承受能力自行確定。原則上，非居民（包括公建和工業）供熱價格，可根據煤價上漲幅度適當調整；居民供熱價格分步調整到位，調價幅度要嚴格控制在群眾可承受范圍內，并充分考慮對當地居民消費物價指數的影響。各地調整供熱價格前，應對供熱企業的成本、經營狀況進行認真調查，需要聽證的，按照規定程序召開價格聽證會，廣泛聽取社會各界意見。

（二）加大財政補貼力度。一是加大對困難地區轉移支付力度。中央財政將考慮煤炭價格上漲等客觀因素，進一步完善一般性轉移支付測算辦法，加大對相關采暖困難地區轉移支付力度。省級財政也要籌集資金，增加財政補助，提高基層政府供熱采暖相關支出需求的保障程度。二是增加地方財政對供熱專項補貼資金。地方政府應在維持現有供熱財政補貼水平基礎上，增加供熱專項補貼資金，加大對供熱企業補貼力度。

（三）繼續對供熱企業實行稅收優惠。為保障“三北”地區居民供熱采暖，繼續給予供熱企業相關稅收優惠政策，具體辦法由財政部會同國家稅務總局另行制定。

三、對低收入家庭給予適當照顧。為避免因供熱價格調整給低收入家庭生活帶來較大影響，各地要充分考慮低收入家庭的承受能力，在制定補貼或調價方案時對低收入家庭給予適當照顧，保證低收入家庭生活水平不因價格調整而降低。已經出臺的對低收入家庭的采暖照顧政策，要繼續完善并抓好落實；尚未出臺的，要連同調價方案同步出臺。

四、充分做好宣傳解釋工作。各地要加強宣傳解釋力度，供熱價格調整方案出臺前，要擬定詳細、便于群眾理解的宣傳方案，采取多種方式，向群眾充分解釋當前供熱企業存在的困難、調整供熱價格的必要性、政府財稅方面采取的配套措施以及對低收入家庭的補貼政策，引導社會輿論，爭取群眾理解，維護社會穩定。

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關鍵詞采暖熱源經濟性節能性

中圖分類號： TU832 文獻標識碼： A

1.項目背景

該項目位于淄博市區，總建筑面積150813平米。建筑高度24.80米。建筑共五層，地下一層，其中商鋪、超市25665平米、地下車庫8404平米，地上四層，其中商業面積93885平米、地上車庫20359平米。

采暖市政公用設施條件：a. 在本工程的東南角處距室外墻面10米左右有一處城市集中供熱換熱站，可供本工程使用。b. 在本工程的東北角有一根DN100的燃氣管線，在距離本工程100左右有一處DN150的燃氣管線，可供本工程使用。

2.冬季空調采暖擬采用的方案：

3． 兩種方案初投資和運行費用分析對比

3.1當地的能源情況、價格及政策

下面是當地的能源情況、價格及政策作為進行后期運行費用計算的依據：

當地有市政熱源僅為冬季采暖熱水，電力充足，白天營業時間段的平均電價 0.774 元/kWh;天然氣 2.95 元/Nm3,其熱值為 35275.12kJ/Nm3。 注：峰谷電價標準為（高峰：8：00―11：00，18：00―23：00，0.954 元/（KWh）。5：00―8：00，11：00―18：00，0.594 元/（KWh），23：00―5：00，0.257 元/（KWh）。）全天加權平均電價：（0.954×8+0.594×8）/16=0.774 元/（KWh）。

空調負荷全年運行時間約略分析

3.2兩種方案初投資和運行費用分析對比表

4．兩種方案各綜合指標分析

5．兩種方案的比較分析結果

由上述投資分析可見：市政集中供熱初投資相較燃氣鍋爐供熱初投資的高出部分可以通過后期運行費用節省出來，此時間約需要4.96年。第一個設備淘汰周期總投資可節省389萬元，之后的每個設備淘汰周期總投資可節省924.5萬元。

綜述：20年設備投資節省費用為1313.5萬元，運行費用節約1543萬元，可出租面積增加420平方米（出租收益未計算），同時節省人力資源（燃氣鍋爐需專人值班的費用未計），因此如不考慮在11月1日-11月15日，3月15日至4月1日的過渡季節采暖問題，市政供熱的冬季采暖方案較燃氣鍋爐采暖方案為優。

參考文獻

1.陸耀慶主編《實用供熱空調設計手冊》（第二版）北京中國建筑工業出版社 2008

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我市采暖期時間較長，供暖任務繁重，因此，各部門（企業）要站在注重民生和維護社會穩定的高度，進一步提高對供熱工作的認識，努力做好供熱工作。與群眾生活密切相關，供熱工作涉及千家萬戶。供熱質量的好壞關系到廣大群眾的切身利益，事關民生，事關社會穩定。

二、提高鍋爐及附機設備檢修完好率

設備完好率要達到100％，各供熱企業要認真做好鍋爐、附機、電控等設備的檢修維護。保證供熱設施、設備在采暖期內安全、穩定運行。

三、履行供熱報停手續

料理用熱戶申請報停手續，各供熱企業要認真依照省、州關于用熱戶申請報停的規定。簽定協議，切實維護供熱企業和用熱戶雙方的合法權益。

四、完善供熱應急預案

完善應急保證體系，供熱企業要設立供熱應急保證金。制定完善應急預案，落實維修搶險設施、設備和隊伍，提高應對各類突發事件的能力，確保發生突發事件時應對措施得當有力。

五、提高供熱服務質量

依照《省供熱行業服務規范》要求，供熱行政主管部門要積極指導督促各供熱單位實施規范化服務。對服務內容、規范、時間向社會公示，接受社會監督。供熱單位要深入開展優質化服務活動，采用定期走訪、登門服務等措施，努力協助用熱居民排憂解難，要建立維修服務隊伍，保證故障維修、測溫及時，供熱單位接到用戶報修、測溫后，白晝30分鐘，夜間60分鐘趕到現場，室內維修或施工完畢要清理場地，用戶報修處置及時率要達到100%測溫準確率、戶率達100％，并出測溫票據。各供熱單位要設立專用的24小時值班服務電話，并有記錄，確保專用服務投拆電話暢通，用戶滿意。

六、加大監督檢查力度

對用戶意見大的供熱區域進行抽查測溫，供熱行政主管部門負責對供熱區域進行平安檢查、溫度測試、用戶上訪調處。對鍋爐房運行時間進行監管。經核實供熱企業確屬因省煤、省電停爐或運行時間短原因造成用熱戶室內溫度不達標的對供熱企業進行嚴肅處置并在新聞媒體曝光。對未按要求交納供熱質量保證金的供熱企業，用戶申請測溫，供熱主管部門可單方直接仲裁測溫。

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>> 一種簡易的自動開／關機電路設計 一種自動報靶的電機控制電路設計與實現 一種基TAT89C51單片機閥島控制系統的電路設計 一種智能燈光控制器的設計 一種自動檢測設置死區時間的電路設計 一種用于學生寢室的自動化節能電路設計 一種新型的低紋波DC/DC變換器電路設計 一種46 MHz Gm―C復數濾波器及其自動頻率調諧電路設計 一種232轉紅外的電路設計 智能通電控制器電路設計研究 CAN總線溫度控制器電路設計 一種基于單片機控制的逆變電源電路設計 數字B超中時間增益控制器的硬件電路設計 分室溫控在采暖工程中的應用設計 一種基于TMS320F2812 DSP的傳感器信號采集電路設計 一種新的二步法高速A/D轉換器電路設計 一種壓力傳感器檢測電路設計 一種數字電位器電路設計與軟件實現 基于單片機技術的自動定量水溫控制器的設計 一種應用于溫度控制系統的PID控制電路設計 常見問題解答 當前所在位置：

關鍵詞：室溫控制器；采暖控制器；掉電開閥；MSP430；H橋

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.12.019

整個產品的框圖大體如圖1所示，電源部分支持12～24V交流/直流輸入，MCU采用TI的低功耗單片機MSP430，M-BUS通訊芯片采用TI的TSS721A，并做光電隔離。電機驅動采用分立的H橋方案，測溫則選用市場上常見的NTC熱敏電阻。

電源是基礎，為了能實現交直流兼容，適應不同的工程電壓總線的需要（常見的有DC12V，DC24C，AC12V，AC24V等），則在電源的輸入位置（標識L，N），加入整流橋電路，將輸入的電源全部變成直流；電源的輸入位置也引入保險絲，防止工作時產生過流。

由于本產品輸入電源可以是12～24V的交/直流供電，而單片機實際需要的工作電壓低，則前后壓差大，因此為了讓單片機系統正常工作，本設計先將經過橋路整流過的電源，輸入到DC/DC轉換電路后，再經過一個LDO，轉成單片機所需的3.0V電壓。

D C / D C芯片，這里推薦使用利爾達的DC/DC芯片LSD2DC-6401ADJ，輸出電壓可調，根據VOUT=1.23*（1+R0/R11），這里Vpower輸出大約在6V左右，這個電壓主要給后端閥門工作使用。

LDO選擇：對MSP430而言，工作電壓只需要3.0V ，Vpower有6V，不能直接輸入，故在Vpower后端通過一個LDO降壓成MSP430所需要的電壓，這里選HT7530-1，HT7530-1是盛群的一款低功耗的LDO，性價比也不錯，其特性足以滿足溫控器的需求，具體應用電路如圖3所示。

本方案以MSP430F4152為例（也可以選用其他的MCU），利用其內部的硬件UART與M-BUS電路通訊，軟件通訊協議，市場上在供熱計量領域應用最多的是CJ/T188-2004規約與EN13757規約，可以根據自身的需要添加，復位電路采用普通的RC組合方式即可。

暖通領域里面，為了與熱量表系統能兼容，大多數工程采用M-Bus通訊，所以，本設計里面有線遠傳通訊里面也采用此方案，具體電路如圖6所示，在M-Bus總線輸入端，加入TVS管保護；M-Bus通訊芯片采用TI的TSS721A方案；TSS721A與單片機MSP430之間的通訊用光耦隔離，由于TSS721A通訊時數據有反射，這里硬件沒有做處理，反射的數據會直接進入MSP430，因此在對MSP430進行通訊操作時，需對這些反射數據進行處理，以便保證數據通訊的正確性。

本設計選用的閥門采用的是市場常見的5V電動球閥，球閥驅動采用的是分立器件搭成的H橋驅動，如圖7所示。H橋分為兩個半橋并分開接不同的電源，Q60的E極與Vmotor相接，Q61的E極與Vpower相接；Vmotor與Vpower用一個二極管1N4007相接。C13為1F的超級電容，用于存儲掉電開閥所需的能量。

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關鍵詞：VRV空調系統，空氣源熱泵+地板輻射采暖，分、集水器，地暖管，COP值。

中圖分類號：TH3文獻標識碼： A 文章編號：

一 溫州地區樓盤現狀及氣候條件

隨著近幾年經濟高速發展，溫州地區高檔住宅小區如雨后春筍般出現，由溫州人偏愛大套型住宅，所以一般高檔樓盤頂層均做躍層住宅。溫州地區冬季計算干球溫度1~5℃。但是近幾年冬季氣溫比歷年來偏低1~2℃。溫州地區屬于夏熱冬冷地區，沒有集中采暖，由住戶自行解決住宅室內熱環境問題。

二 采用VRV空調系統采暖

躍層住宅的中空客廳的高度一般為6m左右，業主裝修時一般都會選用VRV空調系統。在夏季客廳空調效果比較理想，但在冬季采暖季節時客廳空調效果非常差，盡管把室內設定溫度調到最大值，但客廳活動區域的溫度仍然非常低，圖（1）是根據樂清市一住宅小區（麗都華庭）一躍層住戶采用頂送風中空客廳不同點溫度實測值。

圖（1）

如實測點表示：由于空調器吹出熱風的上浮作用在室內出現明顯溫度梯度，整個客廳出現明顯溫度梯度，人員活動區域和天花板處溫差6.5℃，人員活動區域有明顯冷感。

三 空氣源熱泵+地板輻射采暖

為了解決躍層中空客廳采暖問題，建議在溫州地區推廣采用在上海、杭州等地非常普遍的空氣源熱泵+地板輻射采暖系統。熱泵加熱系統是最新的節能加熱系統，它成功的應用逆卡諾原理，用電能使熱泵做功，吸收室外空氣低溫熱能轉化為高溫熱能，用于加熱地暖熱水、生活熱水。低溫熱水地板輻射采暖系統是以空氣源熱泵制取40~50℃低溫熱水，通過預埋在房間地面下專用采暖管向室內輻射散熱，其原理是通過輻射散熱2m以上空間溫度可以得到很好保證，人體對溫度的感受是頭冷腳熱，是目前舒適度較高的一種供暖方式。

⑴空氣源熱泵運行原理圖。隨著空調廠家技術不斷創新，采用先進空氣源熱泵節能技術，將家用中央空調、地暖和中央熱水系統合三為一（如圖2），滿足住戶夏季和冬季不同需求。

圖（2）

從投資角度來看住戶采用一套三合一多功能VRV系統比選擇傳統一套VRV空調加一套空氣源熱泵熱水系統投資更省，但增加地板輻射采暖管網造價，二者相加并沒有增加投資。

⑵地板輻射采暖設計及安裝。躍層住戶，兩層各采用一臺冷媒一水熱交換器，對應每層樓采暖需求，每個冷媒水熱交換器連接一個集、分水器，集、分水器盡量靠近冷媒-水熱交換器，敷設在封閉的內陽臺。為了得到更舒適的采暖效果，需要采暖房間均鋪設地暖管，每條水回路長度不超過120m，均單獨連接到集、分水器上。集、分水器的各支管具有恒溫調節閥門，可加裝電執行器，由房間溫度控制器控

制。實現獨立分室溫度控制（如圖3）。

圖（3）

①冷媒-水熱交換器。②分水器。③集水器。④閥門。⑤恒溫調節閥門。⑥房間溫度傳感。⑦放水閥。⑧排氣閥。

采用地板輻射的房間的地面應在樓面上設防潮層、絕熱層、反射膜之后，再鋪設Φ20的PE-X管。管間距為150mm。客廳、衛生間地板可采用大理石或瓷磚，臥室則可以選擇厚度在1.2cm左右的實木復合地板。

⑶空氣源熱泵+低溫地板輻射在冬季的采暖效果。針對空氣源熱泵加低溫地板輻射采暖效果，筆者在2011年冬季對樂清市另一住宅小區（維多利亞花園）頂層躍層住戶不同點實測溫度（如圖4），室內溫度幾乎2~3℃溫差，住戶舒適性非常好。

圖（4）

分時段連續運行采暖溫度的變化圖（5）

從圖（5）熱泵系統在一天運行調節看出，室外溫度即使有5~10℃波動，室內溫度和供水溫度波動不大。室內僅0~2℃溫差。采暖效果非常好，甚至做到每個角落溫度都相同。而且隨著多功能VRV系統功能不斷創新，利用直流變頻技術變水溫控制技術，可以隨著室外氣溫變化，實現供水溫度的自動調節功能（如圖6），持續保證室內溫度，防止過冷和過熱，實現節能。

圖（6）

⑷在制取生活熱水和除霜時對供暖影響。因為熱泵功能是以地暖和制取熱水兩者功能較大值選取，在制取熱水時會影響熱泵的供暖。另外溫州地區屬于冬季濕度較大的地區，在室外氣溫低于-2℃時，會發生頻繁除霜，在除霜時也會影響熱泵供暖。為了測試在上述兩個條件下對供暖的影響。筆者測試上述裝地板敷設采暖的家庭開機后的5個小時內地板溫升和室溫溫升與時間關系見圖(7)及關機后5小時內地板溫降和室溫溫降與時間關系見圖(8)。

從上述兩圖可以看出除霜運行時間一般比較短，對室內溫度幾乎沒有影響。以上面住戶家為例，選用熱泵制熱容量為18.0kW，地熱容量為16.0kW。該住戶常住人口為5人。制取熱水小時加熱量由下式可以算出

遠小于熱泵小時供熱量，用戶在使用熱水期間，即使停止向地暖系統供熱1～2小時，不會造成室內溫度有較大波動。

⑸地板輻射采暖不足之處。地板輻射采暖不足，對土建提出要求較高，占用樓層高度10cm左右。對于室內新風沒有辦法解決。如果住戶需求更高品質的生活則需安裝一套HRV（全熱交換器），冬天利用室內排出暖空氣熱量把外面的冷空氣預熱后再送入室內，對室內溫度波動較小。

⑹空氣源熱泵+地板輻射采暖對土建設計要求①要在建筑層高考慮10cm采暖管敷設空間。②土建要預留≧2㎡的設備陽臺及其附近區域有擺放冷媒-水熱交換器，水箱空間。③空調室外機宜擺放在大樓的風環境分析圖的風速較高區域以及風壓低于室外平均氣壓的區域。設置這些區域有利室外機交換熱。

四 運行的能耗和經濟性

住宅采用空氣源熱泵+地板輻射采暖系統是國家正在大力推廣節能相一致，從以下幾個方面可以體現。

⑴由于地面敷設隔熱層及熱反射膜，可以降低夏季空調的能耗，縮短制冷時間，可以使夏季空調節約5～10%以上。

⑵地板輻射采暖：地面有效溫度高于呼吸線空氣溫度，形成獨特氣候條件，給人以腳暖頭涼的最佳感覺。所以地板輻射采暖房間內室溫比一般空調采暖房間溫度低2～3℃，節能約10%以上。

⑶從圖7,8可以看出開、關機5小時以內，地板輻射采暖的房間溫度波動約2℃以內，用戶可以結合多功能VRV系統設計一種既能滿足采暖舒適要求，又節能的經濟運行模式。筆者設立了一種分時段連續運行模式，即當天凌晨3:00開機，運行4小時至早上7:00關機，下午16:00再開機，運行4小時至晚上20:00關機。關機后室溫波動只有2℃左右。

⑷空氣源熱泵COP值。多功能VRV系統在冬季采暖時COP值一般在3.0以上，如果選用具有熱回收VRV系統，即在夏季空調制冷時，吸收室內熱量的高溫冷媒進入冷媒—水熱交換器，將廢熱用于加熱生活熱水。這樣可以實現系統制冷同時，免費制取生活熱水的功能，熱回收狀態下最高COP可以達至7.0以上。

⑸高層頂層躍層有條件安裝太陽能，可以把太陽能熱水系統并入熱泵熱水系統，可進一步做到節能。

五 結論

通過以上分析及筆者對溫州當地兩套采用不同采暖方式住戶實測調查，初步把握空氣源熱泵+低溫地板輻射采暖在溫州地運行特征和效果。建議在溫州地區，熱泵系統+地板輻射采暖不但推廣在頂部躍層使用，還要更推廣到普通住宅以達到國家提倡節能、環保的要求。

參考文獻

【1】.《供暖通風設計手冊》.陸耀慶

【2】.《采暖通風與空調設計規范》GB50019-2003.

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關鍵詞 圍護結構 新風負荷 建筑能耗 1 概述

某住宅樓是座廟會適度低能耗的高級住宅建筑，其外圍護結構經歐洲建筑物理學家進行優化設計，采用了多項節能措施，保溫性能高于現行節能標準。為了掌握冬季采暖能耗和采暖期運行耗是量情況，我們對該住宅樓內的典型戶型進行冬季采暖期能耗計算，并對風冷熱泵配備電加熱采暖方式的耗電量進行分析計算。

2 冬季建筑能耗計算方法

建筑能耗模擬方法有許多種，其采用能耗計算方法應用較多的通常是：度日計算法和逐時計算法。

度日計算法是將整個采暖期按度日值計算能耗，具有簡單快速的特點，當建筑物用途及系統恒定時，用這種方法是合理

的。其基本公式為：

Q = Kt*DD / η

式中：Q----采暖期能耗

Kt----總熱損失系統；

DD----度日值：

Η----系統的效率

逐時計算法是最復雜，也是最準確的一種能耗計算法，它是根據室外逐時的氣象數據，室內設計參數，逐時計算出建筑的能耗。其代表軟件有：美國政府的DOE2，美國軍方的BLAST和室內環境溫度和能耗模擬軟件DEROB。DOE2是世界上功能最強大的建筑能耗模擬軟件，其界面固定，對室外氣象參數要求很高，用起來很費時間。我們采用室內環境溫度和能耗模擬軟件來計算錦繡大地公寓逐時的能耗情況。程序是通過建立R-G（熱阻-熱容）網絡，并對網絡中的節點建立方程組進行求解，從而模擬出瞬態的傳熱過程。

采用該程序軟件進行能耗計算，需要輸入逐時的室外氣象數據，這里采用北京地區標準年的逐時氣象參數，它是根據北京地區過去三十年的氣象數據，由科學統計方法所生成的。

3 北京氣候特點和氣象參數整理

北京位于華北平原北端，屬大陸性季節氣候。冬季寒冷干燥，采明期長達4個多月。北京冬季晝夜溫差大，最冷溫度低，但是低溫發生時間短，最低溫度多發生在清晨。北京市計算用采暖期的天數為129天，自11月9日到第二年3月17日；采暖期室外平均溫度：1-1.6℃；采暖期采暖室外計算（干球）溫度（℃）：-9℃。

通過對北京氣象溫度進行頻譜分析，可以了解北京市室外溫度的分布情況，高低溫發生時間及累計小時數。統計數據中11月9日至第二年3月17日的室外干球溫度頻譜圖形見圖1。

圖1 溫度-發生時間頻譜曲線

從圖1溫度-發生時間頻譜曲線中可以看出，冬季采暖期室外溫度大部分都在-10℃到7℃之間，其最低氣溫-17.2℃，最高氣溫16℃，平均值-1.6℃。

氣象數據來源是從北京市氣象臺購買的。標準年數據是科研人員根據氣象臺測得的30年的氣象資料，科學地計算統計出的一套全年逐是的氣象參數數據，用于提供給科學研設計人員作為計算依據。根據標準年的氣象參數算得的建筑耗能量是科學

的，比較能符合實際情況的。

4 建筑類型和牲參數及中戶型空調系統描述

4．1 戶型的選擇及簡介

該節能住宅樓為高層住宅建筑，分為A、B、C三座，各座建筑外型和戶型是不盡相同的。為了準確的掌握不同戶型的冬季采暖期能耗和采暖運行耗電量情況，應選用典型的建筑類型進行計算。

經過比較，選擇面積較大，朝向不利的C座B戶型和面積較小，朝向有利的A座E戶型作為計算對象，并對每個戶型分標準層和首層進行計算。

C座B戶型建筑面積為156.8m2，層高2.8m，位于C座的東北角；A座E戶型建筑面積為139.00m2，層高2.8m，位于A座的西南角。

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論文摘要：土壤源熱泵是一項新興的節能環保的空調技術。本文介紹了天津國際貿易與航運服務區寫字樓地源熱泵空調系統的設計，提出了設計中應注意的問題，并對該建筑的運行情況進行了分析和總結

一．工程概況及系統簡介

1．工程概況

天津國際貿易與航運服務區寫字樓總建筑面積為23378．76平方米，其中地上建筑面積為21714．12平方米，地下建筑面積為1664．64平方米。地上l3層，有大堂、咖啡茶座、保安監控和辦公室等，地下l層，有變配電間、發電機房、泵房、庫房等。本項目擬采用熱泵系統為地上建筑提供冬季采暖和夏季制冷，地下建筑不考慮空調系統。

2．地源熱泵系統介紹

地源熱泵是一種利用地下淺層地能，將低位能向高位能轉移，以實現供熱制冷的高效節能空調系統。其利用地層在一定深度下一年四季溫度比較恒定，保持在l5℃以上，且具有熱容量巨大、可以再生等特點，通過埋設在地下的換熱管與土壤進行熱交換，冬季把土壤中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內熱量取出來，釋放到地下土壤中，此時地能為“冷源”，如下圖：

此外，冬季通過熱泵把大地中的熱量升高溫度后對建筑供熱，同時使大地中的溫度降低，即蓄存了冷量，可供夏季使用；夏季通過熱泵把建筑物中的熱量傳輸給大地，對建筑物降溫，同時在大地中蓄存熱量以供冬季使用。在地源熱泵系統中，大地起到了蓄能器的作用，進一步提高了空調系統全年的能源利用效率。可以大大減少對化石燃料的消耗，減少對環境的污染，符合人類可持續發展的要求。地源熱泵系統是一種高效、節能、環保的冷暖中央空調系統。

3．設計依據

3．1冬季采暖、夏季制冷面積：21714平方米；

3．2設計負荷：

冬季：熱指標估算為78．89W／M2，設計采暖負荷為l713Kw；

夏季：冷指標估算為116．28W／m2，設計制冷負荷為2525KW；

3．3空調使用時間：夏季：l20天；冬季：120天

4．方案綜述

根據項目的位置、建筑面積、水文地質情況以及建設方提供的部分相關資料，擬采用“混合型的地源熱泵系統”為建筑提供冬季采暖和夏季制冷。

二　混合型的地源熱泵系統設計

1、系統方案綜述

在本方案中，采用混合型的地源熱泵系統為所有建筑提供冬季供暖和夏季制冷。熱泵機組按照夏季負荷進行選擇，則也能夠滿足冬季采暖負荷；室外地埋換熱孔的數量按照冬季負荷進行設計，夏季制冷時系統散熱不足的部分由冷卻塔來進行補充散熱。在夏季制冷實際運行中，以地埋換熱孔散熱優先運行，冷卻塔進行輔助散熱。

夏季制冷負荷為2525Kw，選擇3臺GSHP—C1038D型熱泵機組。3臺總的制冷量為2796KW，總的制熱量為3123KW，可以滿足夏季制冷和冬季采暖負荷的需求。

2、冷、熱源方案

2．1、地源熱泵機組選型

35GsHP—C1038D型熱泵機組，其標準工況下性能參數如下：

注：在進行施工圖設計時，須按實際運行工況與廠家進行最終確定參數。

2．2、系統全年運行方案

夏季3臺熱泵機組全部運行，提供制冷，但根據負荷的變化，可以開啟l臺或2臺機組，同時該2臺機組可以根據負荷的變化實現從l0—100％的無級調節，其中地埋換熱孔優先運行。

冬季2臺熱泵機組的制熱量為2082KW，而冬季采暖負荷為l713KW，因此2臺熱泵機組運行即可滿足采暖負荷需求，間時可以根據實際運行負荷選擇開啟l臺機組或2臺。

2．3、系統主要循環水泵

系統主要循環泵均采用屏蔽泵，該種泵具有運行穩定、噪音低、安全可靠性高等特點。

三．室外地埋管換熱系統及冷卻塔輔助散熱系統

1、地埋管的設計方法

地埋管的設計主要是針對工區的地質、水文地質條件，結合系統運行工況，計算地埋管的換熱量和滿足負荷要求所需求的換熱管的長度。基于工區地下條件的多樣性，我公司在地埋管的設計上主要采取“現場工程、水文地質條件分析+設計軟件”相結合的方法。

2、本方案地埋管換熱系統的設計

綜合分析項目區的地質條件等因素，本項目地層單位鉆孔延長米的換熱量夏季取55w／m，冬季取45w／m。

按照冬季采暖負荷設計換熱孔的數量，本系統冬季的總熱負荷為1713KW，所需地埋管的最大數量為30625延長米，若單個地埋換熱孔深選用125m，則換熱孔數量核算為245個，

孔徑大干200mm。換熱孔布設在項目區內綠地、停車場等非建筑構筑物下面，換熱孔口位于地面1．2m深以下，鉆孔完成后不會影響地面的正常使用。換熱孔間距5×5m，在本項目的室外空地最多可布設換熱：fL383個左右，因此可以滿足布設換熱孔的需求。

3　、冷卻塔輔助散熱系統

本項目夏季設計負荷為2525KW，考慮土壤的換熱能力、熱平衡的問題以及系統運行的經濟性等，初步設計夏季2臺熱泵機組與地埋換熱孔相連，另1臺熱泵機組直接與冷卻塔相連接，這樣一方面可以通過調整冷卻塔的運行時間來解決熱平衡問題，另一方面也提高了系統的能效率比。

因此，在本方案中，選擇2臺LDCM—N一125(或l臺LDcM—N-250)型冷卻塔進行輔助散熱。

四　經濟技術分析

1、初投資估算

本工程初投資估算為567．1萬元。

初投資估算說明：本初投資估算為室外地埋管換熱系統、冷卻塔、熱泵機房內設備的購置和安裝、不含其它土建、電力電源引入費用、機房軸線以外的熱媒(或冷媒)管道和室內末端系統等二次系統等。

2、運行費用測算

冬季供暖費用：本方案冬季供暖熱泵機組運行電費為36．24萬元。

夏季制冷費用：本方案夏季制冷熱泵機組運行電費為l9．59萬元。

熱泵機組全年運行電費：熱泵機組全年運行電費為55．83萬元，折合25．7元／平方米。

五、方案結論

篇8

一、能源形勢分析

近年來石油和煤炭等傳統能源近似瘋狂的漲價，嚴重的影響了國內國際經濟的發展，也直接影響了人民日常生活。與去年相比，今年煤炭價格增長了近一倍，生活用煤價格已近每噸千元，冬季的采暖費增長近一倍。隨著經濟的發展，工業生產和人民生活用能還將繼續增長，長期看著我國能源的緊缺和價格上漲是必然趨勢。

地球上石油、煤炭的儲量是有限的，按現有探明儲量計算，石油只夠開采四五十年，煤炭也只夠開采200年。而隨著社會的發展和人類生活水平的提高，全社會的能源消耗量還會不斷增加，我們總不能在幾十年或最長幾百年內把全球的礦物能源消耗完吧。煤炭石油等礦物能源還是重要的化工原料，把它們作為燃料燒掉其實是很大的浪費。從長遠看，煤炭石油等礦物能源的價格大幅度上漲是必然的。如果我國的人均能耗達到美國現在的水平，則全世界的石油都供我們用也不夠，因此，必須找出應對的辦法。我國政府把節能減排作為一項基本國策、對各級領導提出節能減排指標一票否決，就是應對這種形勢采取的一項重要措施。

二、農村鄉鎮建筑采暖用能的前景分析

建筑采暖用能，占我國生活用能的很大一部分，一個普通家庭每年僅采暖就要消耗煤炭1.5～2噸。此外，洗浴、炊事、洗衣等生活用熱水也消耗不少的燃氣或電能。北方廣大農村家庭住宅冬季都需要采暖，隨著人民生活水平的不斷提高，就是所謂采暖過度區（黃河以南長江以北）和非采暖區（長江流域）也有強烈的冬季采暖需求，這些都大大增加了對能源的需求量。

目前我國北方農村家庭住宅采暖，大都是采用直接燃煤爐或土暖氣，這些采暖方式都較落后，存在以下問題：

1．燃燒效率低，浪費大量寶貴的礦石燃料。隨著人們對采暖要求的不斷提高，仍大量使用低效率的燃煤爐，必將加重能源浪費，加劇國家能源的緊缺，推進煤炭價格的大幅上漲，加重了農民的負擔。

2．大量燃煤會加大二氧化碳等污染氣體的排放，尤其是使用低效率的土暖氣爐，更是浪費能源，嚴重污染環境。

3．由于無專業人員管理，燃燒狀態不穩定，夜間封火時常發生滅火現象，溫度波動較大，供暖質量很差，很容易誘發疾病產生，甚至發生一氧化碳泄漏，危害人民健康。

因此，農村家庭住宅采暖必須改變主要用煤炭的老路。

在農村建筑采暖用能的替代辦法中，電、燃氣價格昂貴，不可能大量推行，剩下的只有秸稈等生物質能和太陽能兩種能源具有可行性。農作物秸稈、柴草是最原始的農村生活用能源，前些年由于煤炭價格低，好多作物秸稈被放空燒掉，把其重新利用當然是好事。但是，存在以下幾方面問題：其一，很多作物秸稈可以作飼料，其價值更高。其二，作物秸稈熱值低，煙熏火燎，污染生活環境，燃燒使用很不方便，群眾不愿意用。其三，一部分作物秸稈可做工業原料，（如稻草麥草可造紙）一部分秸稈可還田作肥料。，除去上述用處，所剩的秸稈量已不多，用于采暖不夠。由于這些原因，把秸稈和柴草作為采暖用能，前景并不廣闊。剩下只有太陽能一條路。

在我國所謂采暖過度區和非采暖區，冬季也是很冷的，也有較強烈的采暖需求。但在這里更不能再直接用燃煤來采暖，也不宜消耗寶貴的電力資源，太陽能可能是必然的選擇。

太陽能是取之不盡用之不竭的最干凈的能源，我國北方冬季又有較好的日照條件，加之采用地暖供熱只需50~60℃的低溫熱源，與太陽能集熱溫度正好相匹配，我國在太陽能熱利用方面的技術又比較成熟，因此，利用太陽能采暖將是最現實、最干凈、最經濟的途徑。

三、太陽能―農村鄉鎮建筑采暖用能的必然選擇

為什么說太陽能是農村鄉鎮建筑采暖用能的必然選擇呢？主要有以下原因:

1．從資源方面說，我國主要采暖區在北方，而北方又恰好是日照比較好的地區，太陽能資源比較豐富。尤其在需要采暖的冬季，晴天比較多，為太陽能采暖提供了有利的條件。

其他能源都受各種各樣的條件限制，如地熱能、風能等替代能源不是任何地方都有，生物質能受產量的限制，唯有太陽能普照大地，幾乎是公平的提供給各地，且能量巨大，只要有效的收集技術，就能獲得充足的能量。

2．經過30多年的發展，太陽能熱利用技術已很成熟，集熱效率高，其集熱溫度和供暖所需的溫度很匹配，完全可滿足供暖需要。

3．從經濟技術上分析，從上世紀七十年代開始，經過三十年多年的研究開發，我國的太陽能集熱技術有了飛躍式的發展，如高效集熱元件真空集熱管生產技術相當成熟，其相對價格（相對人民的收入水平）降低了幾十倍，甚至幾百倍。過去一根真空管的價格相當于普通職工一月的工資（四五十元）。現在同樣的一根真空管不足十元，相當于普通職工月工資(幾百元，幾千元)的幾十分之一，甚至幾百分之一。這為大規模利用太陽能提供了技術保證和現實的經濟物質基礎。

四．太陽能集熱器面積的選擇

1．房屋采暖熱負荷標準

目前一般設計標準為40～80w/m2，對節能型房屋，可按每平方米采暖面積耗能40瓦計算，

太陽能的能量密度較低，用太陽能采暖需要有較大的集熱面積。為盡量減少太陽能集熱器的面積，要對房屋采取較好的隔熱保溫措施，以減少房屋的熱損失，降低單位面積所需的熱負荷。故用太陽能采暖，都應是節能型房屋，其供熱量一般可按40w/m2計算。有資料顯示，某些隔熱保溫好的房屋，其熱負荷僅為20～30w/m2。

2．一般家庭采暖熱負荷計算

一個普通農戶家庭可按60m2的采暖面積計算，其中兩間臥室，每間15m2，另有中廳和廚房約30m2。（人口多的可適當增加面積），

按60m2采暖面積、40w/m2計算，則其每天的總用熱量為：

40w/m2×60m2×(3600秒×24小時)

=207360000j=50000大卡

若按30w/m2計算，則其每天的總用熱量為:

30w/m2×60m2×(3600秒×24小時)

=155520000j=37500大卡

3．太陽能集熱器面積的確定

在晴朗的天氣里，在地球表面上，垂直于太陽光輻射平面上的太陽輻射能大約是1000w/m2，考慮到大氣中常有灰塵、云霧等影響其透明度，我們可按800w/m2計算。

由于是在冬季采暖，我們取每天的日照時間為6小時來計算，即取當地真太陽時上午9點至下午3點，（實際日照時間要長些，9點前和下午3點后也有日照，正可補充接近3點和9點時陽光斜射造成的不足800w）

太陽能集熱器的集熱效率可按50%計算，則太陽能集熱器的功率為:

800w/m2×50%=400w/m2

按一個家庭60m2采暖面積、40w/m2計算，則其則所需要的集熱器面積為:

207360000j÷（400w/m2×3600×6）=24m2

按60m2采暖面積、30w/m2計算，則其則所需要的集熱器面積為:

155520000j÷（400w/m2×3600×6）=18m2

集熱器面積與采暖面積之比為:

24/60=1/2.5 和18/60=1/3.3

即每1m2集熱器可向2.5m2或3.3m2的房間供暖

考慮到有時會出現陰天，上述比值可取1/2和1/3。

即每1m2集熱器可向2～3m2的房間供暖

按上述兩個方案，一個60m2采暖面積的普通家庭，太陽能集熱器面積可分別設計為20m2和30m2。

五．太陽能集熱器的選擇

由于采暖發生在冬季，因此，一般應選用在低溫條件下綜合性能較好的真空管集熱器。這里有兩種基本方案:

第一種，普通平板密排列式真空玻璃管集熱器。這種集熱器技術成熟，熱性能也較好，目前應用較多。其集熱溫度較適宜于地板輻射采暖系統。

第二種，半固定聚光型玻璃真空管集熱器。這種集熱系統是中國農村能源協會太陽能協調組組織專家最新研制的集熱系統。這種系統有下述主要優點:

1．集熱溫度高。由于有3～4倍的聚光比，每個真空管接受的光輻射強度提高了3～4倍，故真空管集熱器內水溫上升加快，可獲得較高的集熱溫度，在冬季也可達到70～80℃。不僅可以用在地板輻射采暖系統，而且可以用在采用普通散熱器的散熱系統，從而大大擴展了太陽能采暖的應用范圍。

2．系統成本降低。由于有3～4倍的聚光，故玻璃真空管用量只有非聚光系統的1/3，大大節省了真空管的用量。雖然聚光器要產生一定的成本，但比真空管要造價低。而且，支架成本也有所降低。

3．可自動改變集熱面面積，在春夏季非供暖季節，不需要大面積集熱時，其集熱面積可自動變小為原來的三分之一。避免了大量熱能不能利用、不好處理的難題。

六．隔熱保溫和墻體本身的蓄熱功能

為減少房屋的熱損失，盡量降低房屋采暖的熱負荷，要對房屋采取較好的隔熱保溫措施。具體方法，在墻體外側粘貼一層5～8厘米的泡沫塑料板保溫層，窗戶要采用雙層玻璃，外門最好采用雙道密封門，或加一個密封較好的帶保溫層的門簾。

要注意，隔熱保溫泡沫塑料板要粘附在外墻。這樣不僅隔熱保溫性能好，而且可使墻體本身成為儲熱的載體。白天給房間加熱時，墻體也同時被加熱，儲存了大量熱能。晚上無太陽能加熱時，由于有外墻隔熱層，墻體儲存的熱量不易散失，可保持室內溫度平穩，下降很慢。

試驗表明，只要墻體有較好的外墻隔熱保溫，白天用太陽能給房屋供熱后，晚上即使不供熱，房間溫度降低一般不超過1度，完全可滿足家庭采暖的要求。

七．輔助熱源

太陽日照有很大的不穩定性，不僅有晝夜之分，在冬季也會出現多日的陰雪天氣，為保證房間保持穩定的、適宜的溫度，可采用適宜的輔助熱源。

電能和燃氣都是可選擇的輔助熱源，因為這兩種能源都有啟動快、易操作、污染小、使用方便的優點，可根據情況快速反應，迅速的啟動或關閉輔助系統。

關于燃氣采暖系統，有成熟的技術和較廣泛的應用，這里不再來敘述。

關于電加熱系統，有電直接加熱系統和熱泵供熱系統兩種方案。

直接電加熱系統，造價低，施工簡單，但耗電量大，其效率最大不超過100%，即一千瓦的電能最多產生一千瓦的熱能。對于日照好，很少用輔助熱源的地區，或天氣條件不宜用熱泵的地區（如氣候太寒冷地區，空氣源熱泵結霜嚴重）可采用這種方法。

熱泵供熱系統。這種系統的優點是節省電能，其能效比至少能達到200%，即至少節電一倍甚至3～4倍。其缺點是初投資較大些，對于日照較差、需要輔助熱源較多的地區，可采用這種方法。

八、太陽能的儲存

為應對太陽日照的不穩定性，除輔助熱源外，還應設置熱能儲存系統。對此問題，根據實際應用，我們分三個層面來分析：

1．房屋自身的蓄熱功能

前面已談到房屋自身也有不小的蓄熱功能，在外墻隔熱保溫的條件下，當白天太陽能集熱器向房間供熱時，墻體本身，以及室內各種家具、衣物，都會吸收大量熱能，溫度不斷提高，從而儲存下大量熱能。在外墻有較厚的隔熱保溫層的條件下，熱量向外散發很慢，實際試驗表明，每天降溫在1℃左右，假設有太陽能供熱時室溫為20℃，隨后有兩天變陰，則兩天后室溫降為18℃，仍是比較舒適的居住溫度。

如果我們在建筑房屋時，在墻體內設置一些相變蓄熱材料，如硫酸鈉的水化物，則將有更好的蓄熱效果。

2．中小型儲熱水箱

為了在夜間也能供熱，我們可以設置一個儲熱水箱。我們還按一個普通農戶家庭60平方米的供熱面積、30m2太陽能的集熱器計算。設白天收集到的太陽能，50%在白天使用，另50%晚上用。根據前面假定，即熱水器的有效功率是400w/m2,則每天收集的太陽能為：

400w/m2×30m2×3600秒/小時×6小時

=259200000j=62208大卡

儲熱水箱的儲熱量為: 62208÷2=31104大卡

設儲水溫度為65℃，最低可降到30℃。溫差為65℃－30℃=35℃。

則所需水箱容量為:

311040大卡÷（1大卡/公斤?℃×35℃）=888公斤

儲熱水箱的容量選為800公斤～1噸即可

3．地下熱儲存

用地上儲水罐儲熱只能進行當日的熱儲存，若進行長時間的熱儲存，就需要成十倍的增大儲水箱的容量，這不僅大大增加成本，而且其隔熱保溫性能也不好。要進行長期熱儲存，理論和實踐都證明，采用地下熱儲存是經濟可行的選擇。

地下熱儲存有很多優點，儲熱量大是其主要點。其容量可達幾十至千百立方，不僅儲存的大量水可大量蓄熱，而且水窖周圍的土壤也能儲存大量的熱能。此外，其造價也比地上建水罐低得多。可實現熱能的季節性儲存，即把春、夏、秋季的太陽熱能儲存到冬季用。

（1）儲水窖的容量估算

仍假定普通農戶的供暖面積為60m2，每天約需50000大卡的熱能。若儲水溫度為50℃，供熱后水溫降至25℃，則每天需要熱水量為:

50000大卡÷（1大卡/公斤?℃×25℃）=2000公斤=2噸

可見一個20m2的儲水窖，儲存50℃的熱水，即使沒有太陽，也可以對60平米的房間供暖10天。

（2）儲水窖的建造

具體方法是在地平面2米以下挖一個直徑3米、深3米、容積約20m2的儲水窖，底面和四周用水泥混凝土抹好，不需要另加隔熱保溫層。上部用鋼筋混凝土制頂，要加隔熱保溫層。

這種儲水窖的建造難度并不大，比沼氣池的技術要求低，只要不漏水即可。其成本稍大于一個家用沼氣池。

（3）儲水窖四周土壤的儲熱性能分析

當太陽能集熱器向水窖內加熱時，水窖內水溫升高，熱量會向四外擴散傳遞，不過水窖的四周和底部可看成是由土壤組成的無限厚的蓄熱材料和無限厚的保溫層，熱量只會聚集儲存在周圍的土壤中而不會散失掉。其溫度分布是：越接近水窖壁處溫度越高，越遠溫度越低。只有頂部可向大氣散熱。故四周和底部不需要采取隔熱保溫措施。

如果熱量向土壤擴散到居中心6米處，則形成一個直徑12米、高10米的土壤蓄熱層，其容積達1100多m2，是水窖容積的三十多倍，既使土壤的單位熱容量按水的1/3計算，其總儲熱量也是水窖內水儲熱量的十倍以上。可以說土壤的蓄熱能力是無限的，足可以把春、夏秋季全年的熱量儲存起來，供冬季采暖用。

當水窖內的水溫由于向房間供熱而溫度降低，低于土壤溫度時，土壤中的熱量就會向水窖內的水傳遞，向水窖補充熱量，以保證向房間供熱。

（4）水窖頂部散熱分析

頂部距地面有兩米，水窖四周儲熱區按地面直徑12米范圍計算，地面散熱面積約100m2。干土的導熱系數約為0.12（千卡/米?小時?℃）,濕土導熱系數變化較大，在0.56～1.5間,我們可在地面采取一些隔熱措施，如加蛭石、干土、鋪設泡沫板等隔熱層，使其平均散熱系數控制在0.3以內。深層土壤溫度為15～18℃間，水窖內水溫為50℃以上。若地面和儲熱層之間的平均溫差按20℃計算，則平均每平米地面每天的散熱量為:

0.3千卡/米?小時?℃×20℃÷2米×24小時

=72大卡/m2

100m2地面的總散熱量約7200大卡，約為每天集熱器總集熱量50000大卡的14%。散熱量遠小于收集的熱量，故在春夏秋季只要有太陽，就可以逐日e集儲存太陽熱能。

在冬季，等水窖中的水由于向房間供暖而溫度降低時，土壤中的熱會反過來向水窖供熱，使水溫升高，以保證向房間供熱。

（5）儲水窖四周和底部熱量傳遞分析

儲水窖為直徑3米深3米的圓柱體，則其

側面積為: 3×3.14×3=28m2。

底面面積為: 3.14×1.5×1.5=7m2

底部和四周總面積為:28+7=35m2

我們假設經過一段時間收集太陽能進行熱儲存，儲水窖及其外側土壤的溫度分布已經達到這樣一種狀態：水窖內側水溫是50℃，6米外土壤溫度是20℃，每隔一米的溫降為5℃，則距水窖壁一米處土壤的溫度是45℃，。假設該處土壤為濕土，其導熱系數為1.2，則水窖側面和四周每天向外的總導熱量為:

1.2大卡/米?小時?℃×35m2×24小時×5℃÷1米

=5040大卡

同一天收集器收集的太陽熱能為50000大卡，這就是說一天收集的太陽能只有約1/10傳遞到土壤內，很小一部分。再考慮頂部散失的一小部分熱量，其余大部分熱量還儲存在水窖內的水中，使水溫升高。由此可見儲水溫度足可滿足采暖用。如果夏秋季日照好，儲水溫度達到60℃以上有可能的。

九、幾種技術方案

1．單集熱器系統

本系統單由太陽能集熱系統組成，通過循環泵直接向房間散熱器供熱，沒有輔助熱源，也沒有儲水箱，只靠墻體和室內物品本身的儲熱功能來儲存熱能。其主要優點是系統造價最低。缺點是室內溫度波動較大。適宜在日照好、晝夜溫差較小、或不太寒冷的地區應用。對采暖質量要求不太高的地方可采用這種系統。

2．集熱器+小水箱+輔助熱源系統

這種系統的優點是供熱穩定，當太陽能充足時用太陽能供暖，當其不足時，啟動輔助熱源供暖。但其造價較第一種方案高，且需要消耗一定的傳統能源（電能或燃氣）。

3．集熱器+地下儲水窖系統

這種系統的優點是供熱最穩定，不管當天太陽能充足與否，地下儲水窖內儲存的熱能都能不斷向房間穩定的供熱，且一般不需要輔助熱源。其缺點有二，一是要增加建造儲水窖的成本，二是儲熱溫度較低一般為50℃左右，只適用于地板輻射供暖。

十．經濟效益和社會效益分析:

1．經濟效益

成本（按一個普通家庭估算）

太陽能集熱系統成本: 7―8000元

儲水系統成本: 3―5000元

合計: 10000―13000元

隨著大批量的生產，以及技術的完善和進步，還會進一步降低系統的造價。按目前能源價格，每年可節省2000元，五六年可收回成本。而太陽能采暖系統至少可用10?5年。

2．社會效益

2.1．首先為國家節省了大量的煤炭、石油、電等優質緊缺的能源資源，減少了對大氣的二氧化碳等污染氣體的排放量，減少了環境污染。

2.2．提高了供暖的質量，改善了農村鄉鎮的生活環境，并可大大降低農村的發病率和死亡率。

前面已提到，目前在農村冬季采暖采用的土暖氣法或直接燃煤法，不僅效率低，供暖不穩定，而且對室內和大氣環境污染嚴重，常引起煤氣中毒事故，直接危及人的生命安全。農村的冬季，老人的死亡率明顯提高，其主要原因就是沒有良好的供暖設施，屋內寒冷溫度波動大，老人體質弱，容易感冒生病，甚至導致死亡。

采用太陽能主動式供暖，可以從根本上解決供暖不穩定問題。可保持房間有較適宜的居住溫度，這對降低農村冬季的發病率和死亡率、對降低醫療費用，有重要作用。

3．充足的供熱水功能，提高農民的生活質量

太陽能采暖需要幾十平方米的集熱器，每天可產生幾噸熱水，除采暖外其他生活用水量一般不超過二百多公斤，因此，一年365天，天天都有充足的熱水供應，以用于炊事、洗浴、洗衣、洗碗等其他生活方面，大大方便了廣大農民群眾，提高了農民的生活質量。

十一．前景分析

太陽能主動式采暖已有較好的經濟競爭力，其節省能源的巨大效益和零污染的優勢、以及提高農民生活質量等多方面的社會效益，是其它產業無法比擬的，因此，必有很好的發展前景。

1．每戶幾十平方米的集熱器，成十倍的擴展了太陽能的應用范圍，必將帶動太陽能產業產生一個新的飛躍。

篇9

關鍵詞：水源熱泵，高溫地下水，地下水梯級利用

1. 背景介紹

面對迅速發展的供暖形勢，不少南方城市也開始逐步探索實施集中供暖及分布式區域采暖方式。按照現行規定，我國供暖區域的劃分主要依據為《民用建筑熱工設計規范》，以累年最冷月和最熱月平均溫度作為主要指標，累年月平均溫度低于或等于5℃的天氣超過90天的華北、東北、西北地區，南北供暖的分界線是秦嶺DD隴海線，北方地區集中供暖室溫標準為16℃-18℃。

河南地區屬供暖分界線的中介帶，河南南部部分城市如信陽、南陽等至今集中供暖依然沒有良好實施;河南北部部分城市已經實現局部區域集中供暖，但因地理環境限制等原因，部分城市集中供熱管網依然無法實現大面積覆蓋，這樣，利用熱泵進行分布式區域采暖的方式便應運而生。

2. 項目簡介

本項目為河南省某住宅小區，總建筑面積為68110O，一期總建筑面積33682O，二期總建筑面積34428O，需要供衛生熱水的戶數為666戶。

本項目采用了節能環保的可再生能源系統――水源熱泵系統，冬季通過熱泵機組提取地下的熱量供給室內供暖房間，室內末端采用地板輻射采暖。考慮到地板輻射采暖系統承壓能力，所以將該工程供暖系統分為高、低兩區，1―11層為低區系統，總建筑面積為45128O，12―17層為高區系統，總建筑面積為22982O。

3. 方案設計

3.1室內外設計參數;

采暖室外計算溫度-6.7℃，冬季室內計算溫度18℃±2℃。

3.2 熱負荷設計

名稱

各區建筑面積（O）

單位負荷

（W/O）

各區負荷

（kW）

總負荷

（kW）

一期

低區：23046

45

1037.1

1443.2

高區：9025

406.1

二期

低區：20471

45

921.2

1549.3

高區：13957

628.1

3.3熱水負荷計算：

一天需要熱水量：666戶×120L/升/日/戶=80m3按80m3計算。自來水溫度為15℃，生熱水溫度為45℃，生熱水溫與自來水溫差為30℃，經過計算熱水負荷為：80m3×30℃×1.163=2791KW

在不采暖的季節，按照供熱給水設計規范，用8小時將125m3水加熱到45℃，所以熱泵機組負荷為2791KW÷8=348.9KW;為保障生活熱水供應選用2個30m3的蓄熱水箱。

在冬季采暖期，熱源采用高溫地下水直接用板換換熱，地熱熱水進水溫度45℃，自來水溫升到水溫度40℃，在進入熱水機組加熱至60℃。這樣提供熱水時可以節省很大的運行費用。

3.4 方案設計

本項目通過高溫地下水能源梯級利用，為用戶進行冬季供熱，利用熱泵機組熱源測串聯運行方式，充分利用地下井水資源，將45℃的地下水通過兩級和三級體熱，控制地下水回水溫度6-7℃。因分階段采暖面積相差較大，考慮系統可調節性，在井水與熱泵機組間增加間接換熱系統（板式換熱器與中介水循環泵），可在前三個采暖期使用。這樣全負荷使用階段可完全利用地下水的梯級提熱，部分負荷使用階段可以利用換熱器，使常溫機組并聯運行。

熱泵的選擇為高溫級選用R134a工質的熱泵，可以滿足高溫熱水的提熱要求;低溫級選用R22工質熱泵，通過水路系統控制，實現機組串聯及并聯運行的切換。

3.5系統優勢： 本系統最大優點是地下水采用串聯分級調節，最大能量利用地熱每級溫差在7-8℃，這樣地下水的用量就可以減少，只需3口井就可以了，可以減少打井費用。 由于該市地下水泥沙量大，在地下水進機組前家可拆式板式換熱器可以防止泥沙進入機組，造成不必要的故障，可保證機組正常運行。 在熱水端加可拆式板式換熱器，通過板式換熱器將高區與低區分開，這樣高區可不設機組，減少機房使用面積。

系統控制：采用定頻控制，安全、穩定，運行費用低。可根據井水系統與末端系統供、回水溫差及溫度下降的速率，精確判定、調節系統載荷大小，達到機組、末端、井水側負荷完美匹配，使壓縮機在最高效率點運行。

3.6運行費用分析：

熱泵系統運行階段按照每年采暖期100天計算，每天運行時間為10小時。采暖期中，嚴寒期100%負荷時段按10%時間計算、中寒期75%負荷時段按30%時間計算、初寒及末寒期50%負荷時段按60%時間計算。電費考慮到峰谷平電價，綜合考慮按照0.7元/kWH計算。冬季采暖運行費用約為79.2萬元，折合每平米采暖成本8.1元;熱水年運行費用約為15.2萬元，折合每平米熱水成本1.56元。

5.地下水量和打井數量確定

冬季水源水量GS（m?/h）按下式計算：Gs=860（Qr-N）/1000Δts，該系統冬季總需水量0.86×（4450-885.76）/20=153.2m?/h。

該地區每口井的出水量在50m3/h左右，這樣共需抽水井3口，按照1：2比例回灌，回灌井6口，共9口井，每口井深約為640米。

4. 結論：

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摘要：太陽能建筑熱量

隨著改革開放和經濟發展，我國太陽能建筑的面積日趨增大，建筑節能是近年來世界建筑發展的一個基本趨向，也是當代建筑科學技術的一個新的生長點。抓住機遇，不失時機地推進建筑節能，有利于國民經濟持續、快速、健康發展，保護生態環境，實現國家發展的第二步和第三步戰略目標，并引導我國建筑業和建筑技術隨同世界大潮流迅速前進，太陽能建筑的節能具有很好的前景，大有可為。

我國地域寬廣，房屋建筑規模巨大，約有一半建筑位于北方“三北”地區，由于氣候原因，每年約有4—6個月的采暖期，該地區規定設置集中采暖系統，以往習慣稱之為集中采暖地區。中部地區（冬冷夏熱地區），即長江流域地區，雖然冬季平均氣溫高于0℃，但相對濕度較高，冬季濕冷，而夏季又酷熱。該地區屬于中國經濟發達地區，包括長江上游在內，涉及18個省、自治區、直轄市，總面積180萬k平方米，人口近4億。年工農業總產值占全國40％，人均產值及人均收入均高于全國平均水平。以往由于經濟上的原因，該地區一般城鎮住宅圍護結構無保溫辦法，也不設置采暖設施，因此冬夏季室內熱環境條件相當差。南方屬于亞熱帶氣候，夏季氣候炎熱，降溫則是主要解決的新問題。

和發達國家相比，集中采暖地區城鎮住宅圍護結構保溫、氣密性較差，供熱系統效率較低，單位面積的采暖能耗要高得多。我國已成為世界上建房最多的國家，近年來每年全國建成城鎮住宅2億平方米以上，隨著人民生活的不斷改善，人們對于建筑熱環境的舒適性要求愈趨迫切，中部地區冬季采暖勢在必行，各地“空調熱”也日漸高漲。所以，如何盡量利用太陽能、合理建筑設計，對北方集中采暖地區可以減少采暖、空調能耗；而對于中部及南部地區，改善室內熱環境條件，達到低水平的室內舒適參數，已成為一個重要的課題。

我國從80年代起，對城鎮多層住宅應用被動太陽能進行采暖及降溫技術已有探究，先后在石家莊、灘紡及杭州等處建成了試點建筑，較好的改善了室內熱環境條件。當時的技術路線是由熱工外算開始，進而建造示范建筑以驗證效果。國外從70年代初期起，投入了相當的力量進行計算機軟件的開發工作，應用動態模擬計算，進行建筑熱工參數計算分析，進而可以猜測室內環境參數，獲得應用被動太陽能的最佳建筑設計方案，同時也建設示范建筑以驗證軟件的可信性。這類從合理建筑及熱工設計著手，在增加有限的建設投資下，盡量利用被動太陽能來達到低水平的室內冬夏熱環境條件的住宅，這里稱為“節能住宅”。

一、各種參數對空溫的影響

為了進行參數探究，首先確定了一個基礎方案，即對條狀住宅建筑模型，取其南向主立面外窗的窗墻比為30.3％，單層窗，外墻和屋面傳熱系數均為0.83w／（℃??*平方米），換氣次數為1.1次h，不考慮內部蓄熱量。在進行參數分析時，固定其他參數，僅變化一個參數來分析對室溫的影響。

內部蓄熱量

蓄熱量會影響室溫，非凡是對最高室溫有影響。冬季，內部蓄熱量會使月最高溫度降低，而使月最低溫度升高，至于月平均溫度，則略有升高。顯然，內部蓄熱量可以改善冬季室內熱環境條件。對夏季來說，蓄熱量同樣也降低了月最高溫度及升高了月最低溫度，而月平均溫度則無多大影響。當建筑模型中一個住戶內蓄熱量相當于100平方米、200mm厚混凝土墻時，可使八月份住宅最高溫度下降3c左右，可使一月份住宅最低溫度升高2.8℃，這將對室內熱環境有較大的改善。

換氣次數

可以預見，增加換氣次數會使冬季室內熱環境變差，但能改善夏季室內熱環境。對夏季來說，換氣次數由1.1次h增加到10次h，可使八月份月最高溫度降低4.4℃、月平均溫度下降4.8℃，月最低溫度下降7.8C.顯然，冬季換氣次數越低越好，假如園護結構、門窗密閉性好，換氣次數可以降低到1.5次／h，此時和1.1次h相比，室溫可提高2—3C.

增強夜間通風

降低夏季室溫的一個辦法是增強夜間通風，計算了三種方案，一是全天以1.1次／h換氣，第二種方案全天以10次／hh換氣，第三種方案則采取白天（早6一晚2l時）1.1次h換氣，夜間（晚21一晨6時）加強通風至10次h.計算結果表明，對于內部蓄熱量較大時，第三方案和第一方案相比，月最高溫度下降3.7C，月平均溫度下降5.2℃，而月最低溫度下降達7.7℃。可見增強夜間通風對改善夏季室內熱環境是十分奏效的。

南窗面積

窗戶開啟面積既和熱損失量有關，也和通過窗戶玻璃進入室內的太陽得熱量有關。太陽輻射得熱量和窗戶朝向有密切的關系，相比之下熱損失和朝向的關系就不那么密切了。這里分析南向窗戶面積對室溫的影響。計算三種不同的窗墻比，它們分別是9.3％、30.3％及60.5％。冬季工況計算表明，窗墻比由19.3％增大至60.5％后，一月份最高溫度升高3.6℃，平均溫度升高2.7℃，而最低溫度提高2.5℃的夏季來說，月最高溫度、月平均溫度及月最低溫度分別要提高1.6℃、0.9℃及0.4℃。

由此可見，南向窗墻比大且具有較大內部蓄熱量時，可以改善冬季室內熱環境條件；至于夏季，南向窗戶面積增大會提高一點室溫，使室內熱環境條件略為變差—點。

主立面朝向

主立面朝向不僅對冬季有影響，而且對夏季也有影響。主立面朝東及朝西時室溫相同，和主立面朝南及朝北相比，室內熱環境條件都要來得差。對于冬季來說，主立面朝南為最佳。

水平遮陽板伸出長度

夏季除了采用加大通風量來降低室溫外，另一條途徑是在窗戶上方設置遮陽板，以減少太陽入射量。計算了不同伸出長度（水平方向）一月及八月份室溫情況。由計算可以得出，水平遮陽板對夏季有明顯改善室內熱環境的功能，但遺憾的是，同時也使冬季室內熱環境變差。夏季時，水平遮陽板的伸出長度由0，0.4，0.9及1.5m變化時月平均溫度可分別降低1.0，2.0及2.2℃，但冬季卻也相應降低了月平均溫度0.2，0.7及2.2℃。

窗戶的層數

增加窗戶層數將減少熱損失，但也在一定程度上減少了太陽得熱量。采用單層宙及雙層宙作計算比較，發現雙層窗對冬季室溫略有改善（一月份平均室溫增加0.9℃），但同樣使夏季室溫略有變差（八月份平均室溫升高0.7℃）。

外墻、屋面外表面顏色

外墻、屋面外表面涂成白色會有助于降低夏季室溫。進行二種方案比較計算，一種采用吸收率為o.8的深色外表面，另一種吸收率為淺色外表面。計算結果表明，淺色表面可使夏季室內熱環境得到明顯改善，但同時也使冬季情況變差。在二方案中外墻及屋面傳熱系數均采取0.83w平方米，八月份平均室溫可降低2℃，但一月份平均室溫也降低了1.3℃。外墻和屋面保溫越好，這種影響將越小。

外墻和屋面熱工設計

采用三種方案進行比較計算，

第一方案為外墻和屋面的傳熱系數及均為0.83w／（℃。m），

第二方案外墻K＝0.83w／（℃。m），屋面K＝0.28w／（℃。m），

第三方案外墻和屋面K值均為0.28w／（℃。平方米）。

由計算可以看出，屋面保溫對降低夏季頂層室溫的影響尤其大，第二方案和第一方案相比，八月份月最高溫度下降7℃，平均溫度下降0.4℃，但月最低溫度上升了6℃。從冬季情況看，保溫改善有利于室溫提高，第三方案和第一方案相比，一月份平均室溫升高1.1℃，5最低溫度升高了2.4℃，但月最高溫度有所下降（5℃）。頂層天花板表面溫度受屋面保溫影響甚大，對于屋面有很好保溫的場合K＝0.28w／（℃。m3），在年最熱日下午14時，天花板內表面溫度僅只比室溫高0.5℃，但K＝0.83w／（℃。m）的屋面來說，要高出3.8℃。假如采用外墻及＝0.74w／（℃。m），屋面X＝0.63w／（℃。m），并具有較大的內部莆熱量，應用雙層窗，加強夜間通風（晚21時至凌晨6時，換氣次數為10次／h），此時最熱日下午14時室溫為37.2℃，天花板內表面溫度只有33.6℃，室內熱環境可以得到明顯的改善。

二、節能住宅設計原則

根據以上參數探究，提出如下設計原則摘要：

1.冬季換氣次數應該盡可能低，而夏季則盡可能高。

2.假如具有較大的內部蓄熱量，對夏季來說，較好的方案是白天（早6時至晚2l時）維持較低的換氣次數，面夜間（晚2l時至晨6時）宜加強通風增加換氣次數。

3.內部蓄熱量對冬、夏季來說均能減少室溫的波動幅度，即降低最高溫度，升高最低溫度，但對平均溫度影響甚小，總的來說，內部首熱量能改善室內熱環境。

4.采用水平遮陽板來降低夏季室溫并不是好的辦法，因為它同時較冬季室內效環境變差，除非遮陽板在冬季時可以移開。

5.盡管外墻、屋面外表面涂以淺色可以降低夏季室溫，但同時也降低了冬季室溫，因面不推薦這種做法。

6.采取南立面大比例的窗墻比，并設計成具有較大內部蓄熱量境，對夏季稍為不利。

7.主立面窗戶朝南為最佳，朝東及朝西效果最差。

8.窗戶、外墻及屋面保溫能改善冬季室內熱環境，非凡是屋面保溫可以明顯地改善夏季室內熱環境。

三、幾個推薦的節能住宅方案

被動太陽能（房）節能住宅方案

參數探究優化計算了北京地區應用被動太陽能采暖的可能性，即探究了是否可能在不設置采暖設備時月平均室溫達到16℃。計算結果表明是可能的，其建筑設計參數如下摘要：

1.南立面宙墻比60.5％。

2.具有較大內部蓄熱量，相當于戶（建筑面積73.1平方米）具有200mm厚混凝土墻體的苦熱量

3.雙層窗。

4.外墻和屋面的傳熱系數K＝0.28w／（℃。平方米）。

5.冬季換氣次數0.5次/h，夏季早6一晚21時換氣次數1.1次/h，晚21次/h.

四、節能住宅方案設計原則

由參數探究的結果提出如下設計原則摘要：

1.冬季換氣次數宜低（v＝0.8次／h），夏季換氣次數宜高（v＝20次h）（借助于打開宙戶利用自然穿堂風）。

2.從防止出現結露危險性觀點來看，冬季換氣次數至少保持0.8次h.

3.增加內部蓄熱量可使室內溫度被動減弱，使夏季及冬季的最高溫度下降，使最低溫度升高，不過，內部蓄熱量對平均溫度的影響甚微。總之，內部蓄熱量可以使室內熱環境條件得到改善。

4.和較小的南向窗戶相比，加大南向窗戶面積，并配以相對較高的內部蓄熱量，可以較好的改善冬季室內熱環境條件。這種做法只是稍微使夏季室內熱環境條件變差。

5.選擇建筑南向主立面為最佳，而主立面東向或西向為最差。

6.南向窗戶上部的水平遮陽板對改善夏季室內環境的功能不明顯，除非在冬季時可以移開。

7.為了避免冬季臥室及起居室出現結露，在布置廚房、浴室、廁所位置時要注重和主要使用房間的隔斷，并合理利用穿堂風，最好設置機械排風裝置。