*******地源热泵和太阳能热水系统对比**************地源热泵和太阳能热水系统对比1.项目概况本项目为*******易地新建建设项目，位于京杭大运河南侧，扁担河西侧,南观路北侧，时代路东侧，规划用地面积140359平方米，新建建筑面积88926平方米。
2.设计依据2.1《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-20122.2《民用建筑热工设计规范》GB50176-932.3《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-20012.4《江苏省居住建筑热环境和节能设计标准》DGJ32/J 71-20082.5《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-20052.6《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力》2009年版2.7《实用供热空调设计手册》第二版2.8《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-20022.9建筑等其他工种提供的设计图纸及资料3.设计参数3.1室外气象参数（本工程参照**气象条件）3.2室内设计参数4.负荷分析4.1冷热负荷计算根据负荷计算，本工程的空调设计冷负荷约为：4000 kW，设计热负荷约为：2400 kW。
4.2宿舍生活热水负荷计算宿舍部分（床位数：2836）设计用水量：40L/人•日生活热水出水温度：60℃冷水计算温度：5℃全天用水量：220X400=113440L/日热负荷：Q＝C×M×△T×ρ=113440×（60－5）×4.187×0.983=25680MJ餐饮部分考虑热负荷：500MJ总全天热负荷：25680+500=26180MJ5.太阳能热水系统方案分析根据太阳能集热器采光面积计算公式：As=Qrd×C×(t r-tL)×f/J tη(1-ηL)式中：As-集热器采光面积，m2；Qrd-日均用水量，kg；c-水的定压比热容，（4.187kJ /kg ·℃）；tr-贮水箱内水的设计温度，℃；tL-水的初始温度，℃；Jt-当地集热器采光面上年平均日太阳辐照量，kJ/m2；f-太阳能保证率，无量纲；η-集热器年平均集热效率，无量纲；根据经验值取0.25～0.50，具体取值要根据集热器产品的实际测试结果而定；ηL-管路及贮水箱热损失率，江苏地区根据经验值宜取值0.2~0.3。
*******若使用太阳能系统制取生活热水时，假设屋顶可铺太阳能集热器的地方全铺，考虑太阳能集热器的检修间距要求及屋面的具体情况考虑以及整体立面的效果综合考虑，剩余屋顶面积大约为2500平米。
其中Jt =12497kJ/m2。
Qrd = As×J tη(1-ηL) /（C×(t r-tL)×f）=2500×12497×0.4×（1-0.3）/（4.187×（60-5）×0.45）=84416.2kg/d根据GB50015-2003建筑给排水设计规范5.3.2qrd=Qd/1.163(tr-tl)ρrQd=1.163(tr-tl)ρr qrd=84416.2×1.163×（60-5）×0.983×3600=19108.4MJqrd设计日热水量Qd设计日耗热量tr设计热水温度tl设计冷水温度ρr热水密度日平均实际产热量为19108.4MJ理论日平均产热量为12497×2500=31242.5MJ日平均实际产热热效率为61%全年实际产热量为19108.4×365/3600=1937.4MWh全年理论产热量为31242.5×365/3600=3167.6MWh全年生活热水需要的热量为7970×365/3600=2654.4MWh全年辅助加热产热量为717 MWh，辅助加热采用电能考虑，则全年耗电量为717MWh。
6.地源热泵系统提供生活热水分析6.1地源热泵系统概述地源热泵空调系统是把热交换器埋于地下，通过水在高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。
夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温。
同时储存热量，以备冬用。
冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用。
大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮的空间，这样就实现了能量的季节转换。
6.2地源热泵特点①属于可再生能源利用技术地表浅层好象一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能，比人类每年利用能量的500倍还多。
这种近乎无限、不受地域、资源限制的低焓热能，是人类可以利用的清洁可再生能源。
并且地能不象太阳能受气候的影响，也不象深层地热受资源和地质结构的限制。
另外地源热泵冬季供暖时，同时对地能蓄存冷量，以备夏用，夏季空调时，又给地能蓄存热量，以备冬用。
因此说地源热泵是可再生能源利用技术。
②高效节能和低的运行费用由于地源温度全年相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源、供热采暖网，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。
③环境效益显著既不破坏地下水资源，又无任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。
④一机两用地源热泵可供暖供冷，全年冷热供应，节省投资和占地。
地源热泵这种可再生能源利用技术，高效节能且无任何污染，顺应了国际能源发展大趋势，也顺应了我国的能源与环保政策，是值得研究与大力发展的可再生能源利用方式。
6.3地源热泵工作原理地源热泵工作原理地源热泵则是利用水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。
6.3.2地源热泵技术路线地源热泵技术路线有以下两种：土－－气型地源热泵技术和水－－水型地源热泵技术土－－气型地源热泵技术以美国的技术为代表，水－－水地源热泵技术以北欧的技术为代表。
二者的差别是：前者从浅层土壤或地下水中取热或向其排热，通过分散布置于各个房间的地源热泵机组直接转换成热风或冷风为房间供暖或制冷。
后者是从地下水中取热或向其排热，经过热泵机组转换成热水或冷水，然后再经过布置在各个房间的风机盘管转换成热风或冷风给房间供暖或制冷。
由于美国的土－－气型地源热泵技术，可以不用地下水，采用埋设垂直管、水平管或向地表水抛设管路等多种方式，直接从浅层土壤取效或向其排热，不受地下水开采的限制，推广的范围更大、更灵活。
6.3.3地源分类地源按照室外换热方式不同可分为三类：①土壤埋管系统，②地下水系统，③地表水系统。
根据循环水是否为密闭系统，地源又可分为闭环和开环系统。
闭环系统如埋盘管方式（垂直埋管或水平埋管），地表水安置换热器方式。
开环系统如抽取地下水或地表水方式。
此外，还有一种“直接膨胀式”，它不象上述系统那样采用中间介质水来传递热量，而是直接将热泵的一个换热器（蒸发器）埋入地下进行换热。
6.3.4地源热泵系统的形式土－气型地源热泵系统按照室外换热方式不同分，主要有三类形式：①地耦管系统该方案只需在建筑物的周边空地、道路或停车场打一些地耦管孔，室外水系统注满水后形成一个封闭的水循环，利用水的循环和地下土壤换热，将能量在空调室内和地下土壤之间进行转换。
故该方案不需要直接抽取地下水，不会对本地区地下水的平衡和地下水的品质造成任何影响，不会受到国家地下水资源政策的限制。
②地下水系统项目四周假如有可利用的地表水，水温、水质、水量符合使用要求，则可采用开式地表水（直接抽取）换热方式，即直接抽取地表水，将其通过板式换热器与室内水循环进行隔离换热，可以避免对地表水的污染。
此种换热方式可以节省打井的施工费用，室外工程造价较低。
③地表水系统项目四周假如有可利用的地表水，水温、水质、水量符合使用要求，则可采用抛放地耦管换热方式，即将盘管放入河水（或湖水）中，盘管与室内循环水换热系统形成闭式系统。
该方案不会影响热泵机组的正常使用；另一方面也保证了河水（湖水）的水质不受到任何影响，而且可以大大降低室外换热系统的施工费用。
6.4地源热泵系统方案本工程地源热泵地埋管采用钻孔垂直埋管，钻孔间距大于5.0m，80米有效井深，∅32HDPE管,双u连接，钻孔孔径∅150。
6.5地源热泵系统提供生活热水分析夏季地源热泵系统提供空调的冷负荷，同时可产生副产品热水作为生活热水的热源。
冬季地源热泵系统同时承担空调负荷和热水负荷。
6.5.1夏季地源热泵系统提供生活热水夏季空调运行按照2.3%的时间为满负荷运行，41.5%的时间为75%负荷运行，46.1%的时间为50%负荷运行，10.1%的时间为25%负荷运行。
Q1=(100%×2.3%+75%×41.5%+50%×46.1%+25%×10.1%)×Q2×T=59%×Q2×T式中：Q1——制冷季累计冷负荷Q2——设计总冷负荷T——制冷季累计制冷时间，夏季平均机组每天运行16小时，运行周期为150天。
代入上式得夏季地源热泵可提供给生活热水的热量为：Q1=59%×1360×150×16=1925.76MWh依靠制冷时产生的热量为（制冷机回收效率为86%）：Q1’=Q1×(1+1/EER)×86% =1997.44MWh夏季生活热水需要的热量为7970MJ×150/3600=1090MWh，小于Q1’。
因此夏季通过热回收能够满足生活热水的需求。
夏季地源热泵主机（带全热回收）提供的热量为产品提供的附属能量，利用这些能量不需要额外耗费电量。
6.5.2冬季和过渡季地源热泵系统提供生活热水冬季和过度季节（按215天计算）太阳能总产热量为19108.4×215/3600=1141.2MWh，冬季和过渡季节生活热水需要热量为26180×215/3600=1563.5MWh，总辅助加热电量为1563.5-1141.2=422.3MWh。
为了提供与太阳能产生相同热量的能量，主机的耗电量为W=Q/cop=1563.5/4.875=320.7MWh7.技术经济型比较7.1评价基准条件冷水平均进水温度20℃电价0.55元/度热水用量按每人每天40L该户设计用水计算人数：2836人地源热泵主机COP按4.875计算太阳能热水系统补充热源按电加热计算，电能转换为热能的利用率按100%计算。