218 供水厂采用水源热泵空调系统的应用研究

第一篇：218 供水厂采用水源热泵空调系统的应用研究

水源热泵系统在供水厂的应用研究

同济大学暖通空调及燃气研究所蔡龙俊刘松

摘要：城镇供水厂水资源丰富、水质优良，若将水源热泵系统应用于供水厂，供给厂区

日常办公和生活所需要的冷量和热量，将具有良好的节能效果。本文根据供水厂净化处理工

艺和水源热泵系统特点，对水源热泵系统在供水厂的应用进行了研究，并结合某具体工程实

例，提出合理的解决方案，论证了水源热泵系统应用于供水厂的可行性。

关键字：供水厂；水源热泵；水质；可行性引言

水源热泵是一种高效环保的节能技术，其理论研究和工程应用引起业内人士普遍关注。目前海水源热泵与湖水源热泵的应用已有成功示范案例，随着上海2010年世博工程开工，利用黄浦江水作为冷热源的热泵项目也开始了应用。然而，目前为止国

内对水源热泵技术在供水厂中的应用研究以及工

程实践几乎处于空白。本文论述了水源热泵系统

在供水厂应用的可行性，并通过具体工程案例，给出了解决方案，为水源热泵系统在供水厂中的应用研究提供参考。

水源热泵系统由水源热泵中央空调主机系

[1]统，水源水系统和末端三部分组成。供热时，由电驱动的水源热泵机组把从水源中提取的低品

位能送至高温热源，满足用户供热需求；供冷时，机组将用户室内的余热转移到水源中，满足用户

制冷需求，其工作原理如图1所示。

一般水源热泵性能系数COP≥3.0，即消耗

[2]1kWh的电能，可以得到3kWh以上的供热量。

水源热泵利用的是浅层地热能，冬季温度高于大

气温度，夏季低于大气温度，所以其COP值明显

高于空气源热泵。图1 水源热泵系统工作原理示意图 2 供水厂采用水源热泵系统可行性分析

水源热泵系统在我国工程应用方面的经验表明：充足的水量、合适的水温以及合格的水质是水源热

[2]泵系统正常运行的重要因素；供水厂基本满足了上述要求。

2.1供水厂水处理工艺

供水厂净水处理目的是去除原水中的悬浮物质、胶体、细菌及其他有害成分，使净化后的水质满足

[3]生活饮用水或工业生产的需要。这里仅以地表水源为例，简单描述其典型净化处理工艺，如图2所示。

图2 地表水典型净化处理工艺

上图所示工艺，先在水中投加混凝剂，混凝剂在水泵叶轮搅拌下，迅速而充分的混合，然后在池中形成絮状沉淀物（矾花），矾花经沉淀和过滤后去除，然后经消毒进入清水池，由二级泵房供应用户。如用澄清池代替沉淀池，则含有混凝剂的原水直接进入澄清池，在池中同时完成絮凝和澄清过程。

2.2供水厂水源水量

随着我国城镇化速度的加快，我国城镇供水飞速发展。据统计，截至2003年，我国城镇公共供水

33能力达16744万m/d；水厂数目达3479座，年供水总量达340亿万m，城市人均日综合用水量达318L。

对于单个供水厂而言，按其供水能力可以分为三类：日供水能力30万吨以上的供水厂属于大型供水厂；日供水能力在10万吨以下的属于小型供水厂；介于两者之间的属中型供水厂。目前，我国大多

[4]数供水厂都属于中小水厂范畴。以日供水能力10万吨，5℃换热温差计算，理论上每小时可供给的热

7量为8.75×10kJ。从以上数据可以看出，即使中小型水厂，蕴含在水体中的热量都是巨大的，足以满

足厂区一般日常生活的冷热量需求。而且水厂日常所需要的冷量和热量与供水厂规模即日供水能力正相关。负荷越大，水厂日供水能力也越大，水源资源也相对充足。这为水源热泵系统在供水厂的应用提供了水源水量的保证。

2.3供水厂水源水质

应用水源热泵技术时，除考虑水源水量外，水温、水体化学成分、浑浊度、硬度、矿化度以及腐蚀性等因素都应该在考虑的范围之内。目前，国内还没有明确的机组产品标准和相关规范限制水源热泵机

[5]组水质，但若水源中含有泥砂，浊度太高会对机组和阀门等部件造成磨损，甚至造成管道堵塞等问题；水源中含有的不同离子、分子、化合物和气体，使得水具有酸碱度、硬度、矿化度和腐蚀性等，对机组材质有一定的影响。

根据国家相关规范规定，供水厂选择水源所必须遵循的原则是：水质良好，便于防护，水量充沛可靠，且水质要符合《生活饮用水水源水质标准》CJ3020-93中关于水源水质的规定，同时供给城镇居民的生活饮用水水质必须符合《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006中生活饮用水的水质标准，两者的主

[6][7]要指标参数如表

1、表2所示。

表1生活饮用水水质部分常规指标及限值（单位mg/L,浊度和PH值除外）

表2生活饮用水水源水质部分常规指标及限值（单位mg/L, 浊度和PH值除外）

一级和二级水源水质良好，经过常规净化处理后水质即可达到GB5749-2006的相关规

定，可供居民生活饮用。水质浓度超过二级标准限制的水源水是不宜作为生活饮用水水源的，实际情况是现有的城镇供水厂最终供给饮用水水质各项浓度指标都低于甚至远远低于国家

标准的限值。

综上所述，城镇供水厂由于其特定工艺特点以及实际需要，对于水源水以及最终供水的水量和水质都有严格要求，这一得天独厚的优势，完全满足水源热泵系统对于水量和水质的要求。将水源热泵系统应用于供水厂，结合了水处理与热泵两者的共同优势，充分利用资源，具有良好的节能效果，是可行的。水源热泵系统取排水点的选择

饮用水从水源引出，最终变成可以饮用的自来水，中间需要经过各种不同的净化处理工艺，不同工艺处理后的水质也有一定的差异，所以针对水处理的不同阶段以及水源热泵开系统对于水量水质的不同需求，可以从多个位置选择经济合理的取水排水点。

3.1 原水处取水

城镇供水厂原水一般取自江河湖海以及水库，而生活饮用水国家标准对水源水质各项指标已有明确规定，所以原水理论上是能达到水源热泵系统对水量和水质的要求。且原水没有经过工艺处理，经济性好，但当天气发生变化，降雨频繁时，原水水体浑浊度急剧变大，如果不经过水质处理，将会严重削弱水源热泵机组换热器换热效果，尤其开式系统，长期运行甚至会造成换热器管道堵塞。如若在系统中设置专门水处理设备，设备初投资以及运行维护方面的经济性掩盖了供水厂自身水处理优势，使得供水厂自身资源没有得到充分利用，造成重复投资。

3.2 过滤池取水

沉淀后的水体，通过一层或基层滤料使水中残余的细菌和悬浮物杂质进一步去除的处理方法叫过滤。原水经过混凝沉淀后还不能引用，必须经过过滤消毒后才能达到生活饮用水国家标准。

水源热泵机组源水侧选择过滤后水体取水，能够有效避免由于雨水天气等不确定因素对水体水质造成的负面影响。过滤工艺一般能去除原水中80%~90%的杂质，过滤后水体浑浊度以及杂质浓度如硫酸根离子、矿化物等都控制在生活饮用水规定的限制范围内。经过过滤后的水源不论从水量还是水质都能达到水源热泵机组水源的要求，是理想的取水点之一。

鉴于开式系统能够省去中间换热环节，换热温差小，换热效率高，且滤后水源水质优良，不会出现堵塞换热器的现象，系统投资以及运行维护方面的经济性能够得到充分体现。

3.3 清水池取水

由于原水中含有对人体健康有害的病原细菌与致病性微生物，“生活饮用水卫生标准”明确规定，集中式供水均应有消毒设施。故过滤后的水需再经过消毒杀菌后才能供给用户。清水池可以调节水流变化，并贮存消防用水，清水池的有效容积包括调节容积、消防用水量和水厂自用水的调节量。调节容积按经验一般为日最高设计水量的10%~20%。

清水池中存储的水即生活饮用水，水体中各种微生物以及杂质含量必须达到生活饮用水卫生标准相关指标规定，且一般远远优于标准规定水质，可以直接供给用户。经过消毒之后的水体（清水池储水以及二级供水管中流动水体）是水源热泵机组最佳取水点之一。同样根据前面的分析，开式水源热泵系统所要求的水质标准，经过过滤消毒后的清水是完全可以满足的，同时也可以充分发挥开式系统和清水两者的优势，降低系统投资及运行能耗。

3.4 排水

不论是从滤池取水还是从清水池取水，经过热交换之后的回水是需要选择合适的位置排放的，且排水最好能够循环利用，以免造成水资源浪费，增加系统运行费用。水源热泵系统与供水厂水体仅仅是进行热量交换，并没有质的交换，热泵系统本身并不会对水体水质造成污染；至于水温的影响，因为供水厂水体一直处于流动状态，每天净化处理后的水都是直接供给城镇居民使用而不会储存或者直接回收，故排水水温对于水体水温的影响是很小的。

热泵系统换热后的排水可以排放至同一级水处理工艺中直接利用或者回到上一级工艺重新过滤消毒后再利用，以保持水处理工艺水量总量平衡，节约水源资源，降低系统运行费用，同时也不会对供水厂水处理工艺产生不良影响。否则，在设计过程中，需要根据水源热泵系统取排水流量的大小，重新核算各水处理流程水处理能力及水池容量大小，有针对性的进行滤池以及清水池扩容以满足工艺需要和日供水量的需求，不对城镇居民生活饮用水的供给造成影响。工程应用案例

4.1 工程概况

本工程位于山东省某县城，设计日供水量10万吨，主要供给该县城居民生活饮用水。

2供冷供暖区域位于供水厂北面的办公综合楼。办公综合楼共三层，总建筑面积1624m，该办

公楼24小时办公。

2经过计算，该办公综合楼总建筑冷负荷（含新风）162.1kW，冷负荷指标100W/m；总建

2筑热负荷146.1kW，热负荷指标为90W/m。

4.2 水源热泵系统设计方案

4.2.1冷热源方案

该供水厂日供水规模为10万吨，而该厂区办公楼总建筑冷热负荷分别为162.1kW和146.1kW。选用2台型号为PRO25M-GR的水源热泵模块机组，单台机组名义制冷量为79.7kW，供热量78.1kW，源水侧水流量17.9m3/h，工作压力1.0MPa。机组置于办公综合楼1楼热泵机房内。系统形式选择开式，将源水直接引至水源热泵机组内进行热交换，以提高换热效率。

4.2.2取排水方案

水源热泵机组源水侧所需总流量为36m3/h，水量相对较小，而在办公综合楼南侧70m处有一高30m供水塔，为提高水源热泵机组运行效率，降低系统初投资及运行能耗，充分利用供水厂固有资源，将水源热泵系统取水点设于居民生活饮用水供水总管水塔底端，利用水塔30m高度扬程为动力为水源热泵机组供水。经过计算，水塔水压足以补偿源水侧循环水系统沿程阻力损失，局部阻力损失以及位置水头损失，同时还能省去水源侧循环水泵初投资以及日常运行维护费用。为保证回水不影响饮用水水质，回水回至上一级工艺过滤池中。

冷冻循环水侧补水问题也由高位水塔解决。在水源热泵机组源水侧进水口处取一分支接至冷冻水循环泵吸入端，代替常规系统膨胀水箱，解决系统定压、补水问题。

4.2.3辅助热源

根据业主和建设方提供资料，该供水厂清水池位于地下2.5m深处，水温接近地下水水温，夏季低于室外大气温度，冬季高于室外大气温度，且极端低温不低于5℃，完全能够满足水源热泵机组正常工作所要求的温度条件。本方案在设计过程中，综合考虑各种不稳定因素，为确保机组正常安全运行，在机组源水侧前段并联一额定功率为30kW的电加热辅助热源，平时关闭，冬季当室外气象条件极端恶劣，使得供水水温低于5℃时，系统自动开启电加热器预热，提高供水水温，以保证水源热泵机组稳定高效运行。本方案原理图如图3所示。

图3 水源热泵系统原理图初步结论与展望

5.1 初步结论

通过对水源热泵系统在供水厂的应用进行研究，相关要点小结如下：

1)城镇供水厂水资源丰富，水质优良，已经具备水源热泵系统应用的有利条件，只要设计

合理，水源热泵系统在城镇供水厂的应用是完全可行的；

2)开式系统应用于供水厂可以省去中间换热环节，提高系统运行效率，节约运行能耗；

3)水源热泵系统取排水点的选择是多样的，具体工程项目应采用何种取水方式以及从何处

取水需要根据项目情况具体分析，因地制宜，设计出经济合理的方案，而不能千篇一律；

4)保证供水厂出厂水质要求是应用水源热泵的前提条件。水源热泵系统在运行过程中与水

体只进行热交换，没有质交换，且水体处于流动状态，正常情况不会影响水体水质。

5.2 展望

1)对已建好的供水厂，供冷供热系统改造时，应优先采用水源热泵技术；

2)我国夏热冬冷地区的供水厂，适宜采用水源热泵系统；

3)如供水厂靠近城市街区的商业中心等地时，可考虑利用水厂的水资源，进行集中供热；

4)开式系统的排水点应设在过滤池或过滤池前的水处理工艺；如果万一发生工质泄漏能保

证及时排放。

参考文献

[1]GB50366-2005.地源热泵系统工程技术规范[S]

[2]赵军，戴传山.地源热泵技术与建筑节能应用[M]，北京：中国建筑工业出版社，2007

[3]田家山.水厂与净水工艺[M]，北京：水利电力出版社，1995

[4]洪觉民.中小自来水厂管理维护手册[M]，中国建筑工业出版社，1990

[5]GB50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范[S]

[6]GB5749-2006，生活饮用水卫生标准[S]

[7]CJ3020-93，生活饮用水水源水质标准[S]

第二篇：水源热泵考察报告

水源热泵考察报告

2009年12月15日、16日内蒙古闻都置业夏主席、亿正地产齐工、李工、设计院侯云峰以及贝莱特空调吴学华经理等一行多人对赤峰市水源热泵应用情况进行了考察，同时也进行了广泛的交流。

一、赤峰地区水源热泵应用现状

赤峰市应用水源热泵已有多年，应用主要以商业建筑、办公楼为主，住宅应用较少，赤峰市水源热泵设备厂家主要有贝莱特、顿汉布什、克莱门特、格瑞德中兴、清华同方等，其中贝莱特水源热泵项目有市政府、众联广场、内蒙古地勘十院、赤峰博物馆新馆、金狮宾馆、爱美丽商场，顿汉布什水源热泵项目有金钰大都会，克莱门特项目有赤峰市体育局，格瑞德中兴项目有九天国际酒店，清华同方项目有远航水泥厂办公楼等。到目前为止设备使用最长五年，这些厂家设备寿命一般在20年左右。

赤峰是已建成的项目中水源热泵投资比常规热网略低一些，运行费用冬季比常规供热略低，夏季空调费用要低得多，综合考虑运行费用比常规热网低20—30% 左右。

目前根据多家用户实际测试，赤峰市地下水水温冬季为8-9℃，夏季略高。赤峰地区1—4米为土层（粉土），4米以下为砂砾层，由于地下含水层多为砂砾结构，透水性强，回灌水无需加压，该地区井深大约在50—80米左右，水井成本每眼10万元。

二、实际案例

实际案例一

众联广场：总面积70000平米，正在装修，共打12眼井，井深50米，四提八回，提水和回水相互切换，不用洗井，地下水出水温80C，回灌温度30C，选用热泵机组4台，正常运行三台，采暖供水温度400C，回水温度350C。另外设两台换热器（夏季使用），终端设备为组合式空调器和地暖，实测地下室温度120C，地上16--170C，室外温度为-17 0C时日耗电14500度，折合采暖成本为30元/平米。

实际案例二

市政府：总面积80000平米，正常使用，共打16眼井，井深50米，地下水出水温80C，回灌温度30C，选用热泵机组6台，正常运行三台，采暖供水温度430C，回水温度390C。另外设两台换热器（夏季使用），采暖形式为地暖，实测温度地上为170C以上，室外温度为-17 0C时日耗电20000度左右，折合采暖成本为36元/平米。

实际案例三

金钰大都会：总面积75000平米，正在装修，地下水出水温80C，回灌温度30C，选用热泵机组2台，采暖供水温度450C，回水温度400C。另外设两台换热器（夏季使用），采暖形式为风机盘管，实测温度地上16--170C，室外温度为-17 0C时日耗电19000度左右，折合采暖成本为37元/平米。

三、结论

本项目红星美凯龙单体建筑面积60000平米，且四周窗户较少，整体保温性非常好，比较适合采用水源热泵采暖，特别是夏季能耗很低，为正常空调的五分之一，为此我们建议该项目采用水源热泵采暖。

方案如下：

根据同类型项目比对本工程需打12眼井，四提七回，1眼备用，主机四台，另外设两台换热器（夏季使用），终端设备为组合式空调器，总装机容量为1700kw，总投资包括打井和设备费用共计600万元，其中打井费用为120万元，设备费用480万元，另外由于装机容量的增加，配电设备有所增加。如采用热网总费用约为710万元，其中入网费300万元，管网费用50万元，制冷设备360万元。

运行费用：

1、采用热网时冬季制热费用：赤峰市余热的收费标准为商业每月4.8元/平方米，收费面积的计算方法为层高4-5米（含5米）的按正常面积的1.5倍计算，层高5米以上的按正常面积的2倍计算。红星美凯龙的建设面积为60000平方米，层高5米，余热收费为60000×1.5×4.8×6=259.2万元，单位面积运行费用为43.2元。

常规设备夏季制冷费用：约为每平米10元，总计费用约为60万元（每天运行10小时，按90天计算）

2、采用水源热泵费用：根据几家实际运行状况分析，在比

较冷的情况下（零下16度以下）日耗电量应在12500—15000度之间，若按最不利情况考虑，每天耗电为15000度，则冬季费用为219万元。

用井水加换热器制冷。这种方式下的运行费用计算为：设备总功率249kw，负荷平均加权百分数70%，每天运行10小时，电价为0.814/kwh，运行天数为90天，费用为249×70%×10×0.814×90=12.8万元，单位面积运行费用2.13元。

第三篇：中民酒店水源热泵系统考察报告

中民酒店水源热泵系统考察报告

近年来国内对水源热泵系统的应用日益广泛，我院设计的中民酒店工程业主方已对空调及热水系统提出采用水源热泵方案。水源热泵系统可利用地表水（本工程为西耳河河水）热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益，该系统在具有供热、供冷功能的同时更宜优先采用水源热泵系统提供或预热生活热水，但由于现在还缺乏相应的热水系统规范，为避免今后盲目性的设计与施工，2006年3月5日至10日业主方会同我院暖通及给排水专业相关人员分别对部分国内水源热泵系统设备的生产过程及实施案例进行了考察。

地表水地源热泵系统属于地源热泵的一种，它以地表水为低温热源，由水源热泵机组，地表水换热系统和建筑物内系统组成，其中地表水换热系统又分为开式和闭式地表水换热系统。通过本次考察学习，我们认为在设计前期及过程中应注意以下几点，以真正实现该系统的节能与环境效益，并做到技术先进、经济合理、安全适用的要求。

一、方案设计前还应对西耳河地表水源的水文状况进行深入勘察

1、工程相应位置的河床断面高程、水面用途、深度等。

2、近几十年的最高和最低水温、水位及最大和最小水量等。

3、流速、水质及其动态变化等。

二、取水水源系统

1、开式地表水换热系统取水口应在西耳河上游靠近建筑，并远离回水口，以避免热交换短路，取水口设置污物过滤装置，且最好设置初次沉砂调节吸水井。

2、取水循环泵应采用变流量变频控制，以降低系统运行费用。

3、供、回水管进入西耳河处应设明显标志。且应掌握附近现有的地下管道、电缆、地下构筑物等具体位置情况资料。

4、开式地表水换热系统的水源水质应满足《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019第7.3.3条条文说明的要求，当水质达不到时应进行水处理，如除砂、过滤等等。

三、建筑物内系统

1、水源热泵机组性能应符合国标《水源热泵机组》GB/T19409的要求。

2、由于水源热泵为低位置加热，故热水系统需在机房内设置贮热水箱及相对于冷水供水系统的变频调速热水泵组分区供水。另外贮热水箱应采用板式等换热器设备间接加热。

3、热水回水系统应设置电磁阀、可调减压阀、限流阀以保证其系统的正常回水控制。

4、对贮热水箱、热水管、回水管等应认真做好保温的设计与施工，以尽量减少热损失。

5、由于水源热泵机的制热水温属低温水，故在方案设计时应由相应生产厂家根据实际水源水温参数配合进行设备配置选型设计。按照五星级酒店的热水使用及规范要求，热水系统回水点温度应≥50℃，故贮热水箱的供热水温度应≥55℃，若确实不能满足应考虑由辅助热源解决。

6、设备厂家应提供相应的设备价等资料，以供设计进行设备配置，控制造价。

四、其它

由于本工程取水口及回水口等设施位于工程范围红线以外，故请业主方及时与相关职能管理部门进行沟通协调（如：水务、城建、环保等），以取得相应的许可文件及相关资料，使工程方案能顺利实施。

“未经本人许可不得转载”

作者介绍：

李颂席昆明市建筑设计研究院有限责任公司

第四篇：水源热泵补贴政策

财政部 建设部关于印发《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》的通知

财建[2006]460号

各省、自治区、直辖市、计划单列市财政厅（局）、建设厅（委、局），新疆生产建设兵团财务局、建设局：

为规范可再生能源建筑应用专项资金的分配、使用和管理，我们制定了《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》，现予印发，请遵照执行。

附件：可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法

中华人民共和国财政部

中华人民共和国建设部 二○○六年九月四日

可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法

第一条 为促进可再生能源在建筑领域中的应用，提高建筑能效，保护生态环境，节约化石类能源消耗，制定本办法。

第二条 本办法所称“可再生能源建筑应用”是指利用太阳能、浅层地能、污水余热、风能、生物质能等对建筑进行采暖制冷、热水供应、供电照明和炊事用能等。

本办法所称“可再生能源建筑应用专项资金”（以下简称专项资金）是指中央财政安排的专项用于支持可再生能源建筑应用的资金。

第三条 专项资金使用原则：政府公共财政引导，企业投资为主体；有利于促进可再生能源与建筑一体化及相关产业的发展；有利于可再生能源建筑应用的推广机制形成；有利于促进建筑能效的提高；有利于进一步增强全民的节能意识。

第四条 专项资金支持的重点领域：

（一）与建筑一体化的太阳能供应生活热水、供热制冷、光电转换、照明；

（二）利用土壤源热泵和浅层地下水源热泵技术供热制冷；

（三）地表水丰富地区利用淡水源热泵技术供热制冷；

（四）沿海地区利用海水源热泵技术供热制冷；

（五）利用污水源热泵技术供热制冷；

（六）其他经批准的支持领域。

第五条 专项资金使用范围：

（一）示范项目的补助；

（二）示范项目综合能效检测、标识，技术规范标准的验证及完善等；

（三）可再生能源建筑应用共性关键技术的集成及示范推广；

（四）示范项目专家咨询、评审、监督管理等支出；

（五）财政部批准的与可再生能源建筑应用相关的其他支出。

第六条 各地财政部门会同同级建设部门，按照财政部、建设部发布的可再生能源建筑应用专项资金申报要求，按照公开、公平、公正的原则组织项目申报，并逐级联合上报至财政部和建设部。

第七条 建设部对各地申报的材料进行登记、造册，建立项目库，统一管理。

第八条 申报示范项目必须符合以下条件：

（一）项目所在地区具备较好的可再生能源资源利用条件；

（二）项目所在城市已制定“十一五”可再生能源建筑应用计划和实施方案；

（三）申报示范工程项目所在城市提供相应的政策及财政支持，其中北方地区优先考虑已经开展供热体制改革的城市所申报的示范项目；

（四）申报示范项目单位应具有独立法人资格（主要包括开发商、业主等）；

（五）示范项目应完成有关立项审批手续，建设资金已落实；

（六）申报项目单位和依托的技术支持单位具有承担项目必要的实力及良好的资信；

（七）申报示范项目应编制《可再生能源建筑应用示范项目实施方案报告》（以下简称《实施方案》）和填报《可再生能源建筑应用示范项目申请报告》，其中《实施方案》应由具有资格的机构完成，其主要内容包括：

1.工程概况；

2.可再生能源建筑应用专项技术方案研究；

3.技术经济可行性分析及详实的增量成本计算书；

4.经济效益、社会效益分析；

5.项目示范推广性分析；

6.其他节约资源措施及后评估保障措施；

7.工程立项审批文件的复印件。

第九条 示范项目审批

（一）财政部、建设部制定《可再生能源建筑应用示范项目评审办法》。

（二）财政部、建设部根据专项资金预算，从项目库中选取一定比例的项目，组织专家评审示范项目，对确定的示范项目的申请资金进行核准，经财政部、建设部确定后在网站上进行公示，公示期十日。公示期间对示范项目署名提出异议的，经调查情况属实，取消示范项目资格。

第十条 财政部和建设部根据推进可再生能源建筑应用的需要，对可再生能源建筑应用共性关键技术集成及示范推广，能效检测、标识，技术规范标准验证及完善等项目，组织相关单位编写项目建议书，通过专家评审确定项目和项目承担单位。

项目建议书内容主要包括建议项目名称，主要研究目标、内容和方法、主要产出、考核评价指标、完成时间、经费需求等。

第十一条 建设部相关机构承担可再生能源建筑应用项目的日常监督管理工作。项目执行单位应在项目进行中，根据项目进度，分阶段逐级上报项目进展情况。项目进展报告应包括项目实施情况和项目资金使用情况。

第十二条 评估验收

示范项目完成后，城市的建设行政主管部门会同财政部门委托国家可再生能源建筑应用检测机构对示范工程项目进行检测，同时根据检测报告和其他相关资料组织专家进行验收评估。检测结果和验收评估报告应逐级上报建设部、财政部。

可再生能源建筑应用共性关键技术集成及示范推广，能效检测、标识，技术规范标准验证及完善等项目完成后，建设部、财政部组织专家根据项目考核评价指标进行验收评估。

第十三条专项资金以无偿补助形式给予支持。

（一）财政部、建设部根据增量成本、技术先进程度、市场价格波动等因素，确定每年的不同示范技术类型的单位建筑面积补贴额度。

（二）利用两种以上可再生能源技术的项目，补贴标准按照项目具体情况审核确定。

（三）财政部、建设部综合考虑不同气候区域及技术应用水平差别等，在补贴额度中给予上下10％的浮动。

（四）对可再生能源建筑应用共性关键技术集成及示范推广，能效检测、标识，技术规范标准验证及完善等项目，根据经批准的项目经费金额给予全额补助。

（五）其他财政部批准的与可再生能源建筑应用相关的项目补贴方式依照相关规定执行。

第十四条 专项资金拨付

（一）财政部根据批准的示范项目，将项目补贴总额预算的50%%下达到地方财政部门。当地建设主管部门对可再生能源建筑应用示范项目的施工图设计进行专项审查，达到《实施方案》要求的，出具审核同意意见，地方财政部门根据地方建设主管部门出具的审核意见，将补贴拨付给项目承担单位；达不到《实施方案》要求的，责令示范项目申请单位重新修改施工图设计后，另行组织审查。

（二）示范项目完成后，财政部根据示范项目验收评估报告，达到示范效果的，通过地方财政部门将项目剩余补贴拨付给项目承担单位。

（三）专项资金实行国库集中支付改革后，资金拨付按照国库集中支付制度有关规定执行。

第十五条 建设部负责编制可再生能源建筑应用项目评审、监管及检测费用预算，经财政部核批后，按照预算资金管理的有关要求管理和使用。

第十六条 财政部和建设部对专项资金的使用情况进行监督检查。

第十七条 专项资金应专款专用，任何单位或个人不得截留、挪用。有下列情形之一的，财政部门可以暂缓或停止拨付资金，并依法进行处理：

（一）提供虚假情况，骗取专项资金的；

（二）转移、侵占或挪用专项资金的；

（三）未按要求完成项目进度或未按规定建设实施的；

（四）未通过检测、验收评估的；

（五）不符合国家其他相关规定的。

第十八条 地方财政、建设部门可根据本办法制定实施细则。

第十九条 本办法由财政部、建设部负责解释。

第二十条 本办法自印发之日起施行。

财政部 建设部关于印发《可再生能源建筑应用示范项目评审办法》的通知

【发布单位】财政部 建设部

【发布文号】财建〔2006〕459号

【发布日期】2006-09-04

各省、自治区、直辖市、计划单列市财政厅（局）、建设厅（委、局）,新疆生产建设兵团财务局、建设局：

为提高可再生能源建筑应用示范项目管理的科学性、公正性,规范示范项目评审工作,我们制定了《可再生能源建筑应用示范项目评审办法》,现予印发,请遵照执行。

附件： 可再生能源建筑应用示范项目评审办法

中华人民共和国财政部

中华人民共和国建设部

二○○六年九月四日

(稿件来源：财政部提供)

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附件：可再生能源建筑应用示范项目评审办法

第一条 为提高可再生能源建筑应用示范项目（以下简称项目）管理的科学性、公正性,规范项目评审工作,根据《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》（财建〔2006〕460，以下简称管理办法）,制定本办法。

第二条 建设部对各地申报的材料进行登记、造册，建立项目库，统一管理。

第三条 由财政部、建设部对项目申报材料进行初步筛选，列入项目库。对有下列情况之一的，不予列入：

1．项目所采用的技术、设备不具备安全性；

2．提供资料与实际情况不符；

3．不符合所在区域的建筑节能标准；

4．申报手续不完备，申请报告编写不符合规定；

5．已获得国家可再生能源建筑应用相关的资金支持；

6．利用可再生能源实行集中供热、供冷但未实行按用热（冷）量计量收费的项目和城市；

7．不符合管理办法有关规定。

第四条 财政部和建设部联合组织专家，从项目库中选取一定比例的项目，组织专家进行集中评审，并对项目示范增投资提出审核意见。

项目主要依据可再生能源建筑应用示范项目申请报告进行评分，详见《可再生能源建筑应用示范项目评分表》（附1），评审内容如下：

1．技术先进，是指可再生能源应用技术的先进性；

2．适用可行，包括实施单位和技术支持单位、运行维护、施工工艺、产品设备、风险；

3．经济合理，包括增量成本、常规能源替代量、费效比（增量成本/节能效益）；

4．示范推广，包括项目的区域代表性、建筑类型代表性，其他资源节约措施、后评估保障措施。

第五条 可再生能源建筑应用示范项目评审专家的组织。

（一）由建设部、财政部共同选择可再生能源建筑应用、建筑节能、财务、项目管理等方面的专家组成项目专家库；

（二）财政部、建设部从专家库中抽取专家组成专家评审组，每个专家评审组一般不少于7人，评审组应包含建筑、土木工程、建筑设备、工程造价等方面的专家，并指定一名专家组长；

（三）评审专家应具有对国家和项目负责的态度，具有良好的职业道德，坚持原则，独立、客观、公正地对项目进行评审，评审专家应具有高级专业技术职务；

（四）评审专家如与申报项目存在利益关系或其他可能影响公正性的关系的，应当申请回避。

第六条 财政部、建设部对评审合格的项目进行确定后进行公示，公示期十日，如有重大问题，经查实取消示范资格。

第七条 本办法由财政部、建设部负责解释。

第八条 本办法自印发之日起执行。

附件：1．可再生能源建筑应用示范项目评分表

2．可再生能源建筑应用示范项目推荐意见表

3．可再生能源建筑应用示范项目推荐（排序）汇总表

4．可再生能源建筑应用示范项目专家在评审工作中的职责和纪律

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附件1：可再生能源建筑应用示范项目评分表评分细则

1．本评分表主要依据可再生能源建筑应用示范项目申请报告进行评分，具体包括项目的技术先进、适用可行、经济合理、示范推广四个方面，合计满分为100分。

2．若发现项目所采用的技术，设备不具备完全性或提供的资料有弄虚作假行为，以及该项目节能措施不符合所在区域的建筑节能标准，则该项目的得分合计应为0分。项目名称：

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附件4：可再生能源建筑应用示范项目专家在评审工作中的职责和纪律

1．评审专家应按照规定的评审程序，独立、客观、公正、科学地对项目进行评价和打分。

2．评审专家对项目进行评议并应填写《可再生能源建筑应用示范项目评分表》、《可再生能源建筑应用示范项目推荐意见表》。

3．评审专家如与申报项目存在利益关系或其他可能影响公正性的关系的，应当由组长申明前回避。

4．评审专家不得利用专家的特殊身份和影响力与申请项目相关人员串通，为其申请的项目获得立项提供便利。

5．评审专家不得压制不同学术观点和其他专家意见。评审专家不得为得出主观期望的结论，投机取巧、断章取义、片面做出与客观事实不符的评价。

6．评审专家不得泄露评审认定项目和清单、评审专家名单、评审标准、评审意见、结果，不得复制保留或向他人扩散评审资料，评审工作结束后，向项目管理机构提交专家评审意见并交回全部评审材料。

7．评审专家不得跨组进行有碍项目公正评审的有关讨论。

8．未经项目管理机构批准，评审专家不得调换评审组。

9．评审专家不得索取或者接受被评审项目单位以及相关人员的礼品、礼金、有价证券、支付凭证以及可能影响公正性的宴请或其他好处。

10．评审工作期间，评审专家原则上不得离开会议所在地，如遇特殊情况实行请假制度，但请假时间超过4小时，即取消本次评审资格，请假需经专家组长批准。专家组长的请假需经项目管理机构负责人批准。

第五篇：电动汽车热泵空调系统的实验研究

电动汽车用热泵空调系统的实验研究

轩小波

1.2.1,2陈斐

1,2

上海新能源汽车空调工程技术研究中心

上海加冷松芝汽车空调股份有限公司制冷研究院

摘要：基于一款电动汽车空调设计了热泵空调系统试验台架，研究了不同压缩机转速和环境温度条件下双换热器和三换热器系统对热泵空调换热性能、总成出风口平均温度及系统COP的影响。结果表明，环境温度越高双换热器系统和三换热器系统的换热性能越高，且三换热器系统的性能优势越明显；压缩机转速为5500rpm、室外环境温度为7℃、1℃、-5℃工况下，三换热器系统较双换热器系统总成出风口平均温度分别高8.0℃、7.2℃和6.1℃，系统COP分别提高15.0%、16.5%和18.2%，提高了电动汽车乘员舱的舒适性和能效比。

关键词：电动汽车

热泵空调

实验研究

三换热器系统

系统COP Experimental Research of Heat Pump Air-conditioning System

for Electric Vehicle

Songz automobile air conditioning co.,ltd Shanghai 201108

Abstract: Designed a test bench of heat pump air conditioning system based on an electric car air-conditioning.The impact of heat pump air conditioning system transfer performance, average temperature of the outlet assembly and the system coefficient of performance were studied base on two exchangers system and three exchangers system, under different compressor speeds and different ambient temperatures.The test results indicate that, higher the ambient temperature, higher the heat transfer performance of the two exchangers system and three exchangers system, transfer performance advantages more obvious of the three exchangers system.Under compressor speed is 5500rpm, ambient temperature is 7℃,1℃,-5℃conditions, average temperature of outlet assembly of the three exchangers system higher 8.0℃, 7.2℃ and 6.1℃ than the two exchangers system, the coefficient of performance increased 15.0%, 16.5% and 18.2% respectively, and the electric vehicle passenger compartment comfort and energy efficiency is also improved.Key words: electric vehicle

heat pump air-conditioning

experimental research three heat exchangers system

system coefficient of performance

1前言 由于新能源电动和混动汽车工业的快速发展，空调系统能耗对电动汽车续行里程的影响日益凸显，这对电动汽车空调系统的节能降耗提出了更高要求。目前市场上的电动汽车冬季大多都采用PTC加热方式采暖，不仅能耗高而且制热效率低，电动汽车空调必须从自身解决低效供暖的问题，热泵型空调技术正好解决了电动汽车采暖能耗高及对发动机余热的依赖问题。

［］

热泵是利用少量高品位能源使热量由低温热源流向高温热源的节能装置1，在电动汽车中使用热泵空调系统取暖，可利用电能将环境中的热量泵送到车室内，得到的热量为消耗

［］的电能与吸收的低位热能之和，因此其能效比大于1[2]；魏名山等人3针对电动汽车在冬天取暖时能耗较高的问题，设计了一套用于取暖的热泵空调系统；热泵COP 是制热模式下热

［］［］泵空调系统的实际制热量与实际输入功率的比值4；Hosoz 等人5将传统燃油汽车空调改装为热泵空调，研究了不同压缩机转速与系统换热量、COP 等参数之间的关系。

本文设计了用于电动汽车室内采暖的热泵空调系统试验台架，研究了不同压缩机转速和环境温度条件下双换热器和三换热器系统对热泵空调换热性能、总成出风口平均温度及系统COP的影响。

2电动汽车热泵空调系统

电动汽车热泵空调系统原理如图1所示，主要由电动压缩机、单向阀、四通换向阀、节流装置、室内外换热器、气液分离器等组成。

图1 电动汽车热泵空调系统图

制冷模式下，从压缩机出口排出的高温高压制冷剂气体经单向阀、四通换向阀进入室外换热器，在室外换热器内与外界空气进行热交换冷凝为低温高压的制冷剂液体，流经节流装置进行节流降压，节流后的气液两相制冷剂进入室内换热器，与室内空气进行交换实现蒸发吸热以达到降低乘员舱内温度的目的，最后从室内换热器排出的低温过热制冷剂经四通换向阀、气液分离器被压缩机吸入进入下一个制冷循环。

制热模式下，从压缩机出口排出的高温高压制冷剂气体经单向阀、四通换向阀进入室内换热器，与车内空气进行热交换以达到提升乘员舱内温度的目的，冷凝为低温高压的制冷剂液体流经节流装置进行节流降压，节流后的气液两相制冷剂进入室外换热器与室外空气进行热交换，最后从室外换热器排出的低温过热制冷剂经四通换向阀、气液分离器被压缩机吸入进入下一个制热循环。

3实验装置与方法 3.1 实验装置

本热泵系统室内空调箱采用一款车用HVAC总成改装而成；实验台架如图2所示。

室外换热系统

室内换热系统

图2 热泵系统实验台架

压缩机作为系统的主要部件对系统的换热性能起着重要作用，该系统选用一款排气量为24cc的车用电动涡旋压缩机，具体参数如表1所示。

表1 涡旋式电动压缩机参数

项目 压缩机型号(代号)压缩机型式 排气容积

压缩机周围环境温度

转速范围

制冷剂

冷冻油种类

冷冻油注入量

单位--cc/rev ℃ rpm − − ml

规格

EVS24HLBBAA-5AA 汽车空调用电动涡旋压缩机-40～80 1500-6000 R134a HAF68、POE

120±20(补充油量根据具体情况协商)室外换热器采用专为汽车热泵空调系统设计的串片式换热器，是将多孔扁管和翅片采用穿插式结构利用全铝钎焊技术将两种部件焊接而成，加之翅片的百叶窗结构或错窗结构，使得系统在制热模式下此换热器作为蒸发器使用时具有良好的防结霜功能，此种换热器在低温环境下工作同时具有良好的换热性能及分液均匀性。为了解决室内换热器在制热模式下做为冷凝器使用时换热性能不足的问题，本热泵空调系统使用两个内部换热器串联的方式代替传统的一个换热器进行热交换；两个换热器分别为平行流微通道换热器及小管径翅片管式换热器，平行流换热器的位置在HVAC总成中位置保持不变，翅片管式换热器安装在总成中暖风芯体的位置，即充分利用了总成中有限的空间，又提升了室内换热器在系统制热状态下的换热性能；制冷模式下通过两位三通阀自动关闭翅片管式换热器，由平行流换热器单独工作。室内、外换热器主要参数如表2所示。

表2 室内、外换热器参数

名称 串片式换热器平行流式换热器 管片式换热器 外形尺寸/mm 迎风面积/m2 656×357×38 281×249×38 271×157×35

0.214 0.056 0.038

管径/mm 16×1.8 16×1.8 Ø5

最大承受冷媒压力/MPa

4.5 4.5 6 系统采用具有双向节流功能的热力膨胀阀，压缩机吸气口前安装有带干燥过滤功能的气液分离器，在系统中既能起到干燥过滤的作用，又能避免系统低温制热模式下压缩机发生液击的风险，且减少空调系统庞大的连接回路，简化了控制系统、降低了因接口过多造成冷媒泄漏的机率、提高了系统的密封性，更为节能环保。压缩机排气口处增加油分离器，保证热泵系统在低温环境下工作时润滑油能够在压缩机内流动顺畅，避免排气温度过高而造成压缩机损坏。其他主要仪器参数如表3所示。

表3 主要仪器参数

仪器名称 质量流量计 压力传感器 温度传感器

3.2 实验方法

室内换热系统及室外换热系统分别布置在两个不同的温度环境中，即模拟系统低温制热工况下车内、外的环境条件。在不同的环境温度、压缩机转速下测试双换热器及三换热器热泵系统对换热性能、HVAC总成出风口温度及系统COP的影响。

测量范围 0～400 kg/h 0～5 MPa-40℃～120℃

精度/% 0.5 0.2 0.15 4 实验结果与分析

压缩机转速5500rpm时，室外环境温度分别为7℃、1℃、-5℃时双换热器系统、三换热器系统换热性能如图3所示。环境温度为7℃时三换热器系统换热性能较双换热器系统性能大28%，环境温度为1℃、-5℃时三换热器系统较双换热器系统换热性能分别大25%和19%；即随着环境温度的升高，两种系统的换热性能均有不同程度的提高，且环境温度越高，三换热器系统的性能优势较双换热器系统越明显。

图3 两换热器系统换热性能

图4 两换热器系统总成出风口平均温度 实验过程中此HVAC总成的送风模式选定为全热/除霜/外循环，为了监控总成出风口温度，在除霜风口均匀布置8个热电偶。不同环境温度下两种系统的总成出风口平均温度如图4所示。室外环境温度为7℃、1℃、-5℃时三换热器系统较双换热器系统总成出风口平均温度分别高8.0℃、7.2℃和6.1℃。由此可知，三换热器系统在不同的环境温度下大大提高了乘员舱的舒适性。

不同环境温度下两种换热器系统的COP如图5所示。压缩机转速5500rpm，环境温度为-5℃时，三换热器系统与双换热器系统COP分别为2.73和2.31，室外环境温度为7℃、1℃、-5℃时三换热器系统较双换热器系统COP分别高出15.0%、16.5%和18.2%；对同一种换热器系统，不同的环境温度下系统COP变化并不明显，如三换热器系统：7℃环境温度下系统COP只比-5℃环境温度下系统COP大0.19，这说明随着环境温度的上升，系统换热性能提高的同时压缩机的功耗也随之升高。

图5 双换热器、三换热器系统COP对比

图6 系统COP随压缩机转速变化曲线

环境温度为-5℃时，双换热器系统与三换热器系统COP随压缩机转速变化情况如图6所示。随着压缩机转速的不断升高系统COP逐渐降低，即压缩机转速越低系统COP越高反之系统COP越低，这说明随着压缩机转速的升高，系统换热性能的提升比小于压缩机功耗的提升比。

5结论与展望

通过实验研究电动车热泵空调双换热器和三换热器系统的换热性能、总成出风口平均温度及系统COP，得出结论：

（1）随着环境温度的升高，双换热器系统及三换热器系统的换热性能均有不同程度的提高，且环境温度越高，三换热器系统的性能优势越明显。

（2）压缩机转速为5500rpm、室外环境温度为7℃、1℃、-5℃条件下：三换热器系统较双换热器系统总成出风口平均温度分别高8.0℃、7.2℃和6.1℃，三换热器系统在不同的环境温度下大大提高了乘员舱的舒适性，三换热器系统较双换热器系统COP分别高出15.0%、16.5%和18.2%;对于同一种换热器系统不同的环境温度条件下系统COP变化并不明显。（3）压缩机转速越高系统COP越低，压缩机转速越低系统COP越高。（4）为了实现电动汽车热泵空调在更低的环境温度下同样具有较高的换热性能及系统COP, 可选择喷气增焓式电动压缩机与chiller或同轴管配合使用做更深一步的研究和探索，为电动汽车热泵空调尽早实现工业化奠定基础。

参考文献：

[1] 姚杨，马最良．浅议热泵定义［J］．暖通空调，2002，32(3): 33 [2] 彭发展,魏名山.环境温度对电动汽车热泵空调系统性能的影响[J].北京航空航天大学学报,2014 [3] 魏名山，彭发展，李丽，等．一种变频电机驱动的电动汽车热泵空调系统: 中国，201220659508．9［P］．2013-05-15 [4] 陈万仁，王保东．热泵与中央空调节能技术［M］．北京: 化学工业出版社，2010: 16 [5] Hosoz M，Direk M．Performance evaluation of an integrated automotive air conditioning and heat pump system［J］．Energy Conversion and Management，2006，47(5): 545－559