外文翻譯---水源熱泵中央空調回灌技術的推廣

1、<p><b>　　附錄F</b></p><p>　　水源熱泵中央空調回灌技術的推廣</p><p>　　簡介：在未來的幾年中，中國面臨著巨大的能源壓力。一方面，中國的經濟要保持較高速度的增長，另一方面，又必須考慮環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展問題。所以要求提高能源利用效率，要求能源結構調整。</p><p>　　關鍵字：水源熱泵,中央空調,能源

2、結構調整</p><p>　　在未來的幾年中，中國面臨著巨大的能源壓力。一方面，中國的經濟要保持較高速度的增長，另一方面，又必須考慮環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展問題。所以要求提高能源利用效率，要求能源結構調整。</p><p>　　目前隨著我國住宅市場化改革，新建商品住宅小區(qū)飛速發(fā)展，隨著城市環(huán)境問題的日益重視和能源結構的調整，沈陽地區(qū)新建小區(qū)一般就不再運行采用燃煤鍋爐房供熱，何種方式可以經濟、清潔地

3、解決這些新建小區(qū)的供熱問題成為目前住宅建設中的大問題。另一方面，近年來我國住宅空調安裝率迅速增長。沈陽居民住宅空調擁有率已超過20％，并且目前家用空調擁有率仍在飛速增長，很可能成為冰箱、彩電后迅速普及的又一種家電。這樣，住宅環(huán)境就不再僅僅是采暖問題，而是要統(tǒng)一考慮采暖和空調的需求。為此，采用深井回灌的水源熱泵方式可能成為滿足這種需求的住宅供熱、制冷空調方式。</p><p>　　一、水源熱泵技術的概念和工作原理&

4、lt;/p><p>　　水源熱泵技術是利用地球表面淺層水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太陽能和地熱能而形成的低溫低位熱能資源，并采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉移的一種技術。</p><p>　　地球表面淺層水源如深度在1000米以內的地下水、地表的河流和湖泊和海洋中，吸收了太陽進入地球的相當?shù)妮椛淠芰?，并且水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。水源熱泵機組工作原理就是在夏季

5、將建筑物中的熱量轉移到水源中，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，而冬季，則從水源中提取能量，由熱泵原理通過空氣或水作為載冷劑提升溫度后送到建筑物中。</p><p>　　下圖為水源熱泵系統(tǒng)的基本原理。地下水從深井1中抽出進入板式熱交換器3，與樓內循環(huán)水系統(tǒng)的水換熱后，再通過深井2排到地下。循環(huán)水系統(tǒng)經住宅樓內管網送入各戶，經各戶的水源熱泵產生熱水（冬季）或冷水（夏季）送入末端裝置，滿足供熱或空調的要求。&l

6、t;/p><p>　　深井回灌水源熱泵原理圖</p><p>　　圖中同時標出設計工況下各處冬季(夏季)的溫度。從圖中可看出，這種方式在冬季是間接地利用地下水作為媒介，取地下深層砂、石的熱量作為各戶熱泵的熱源向戶內供熱，同時將建筑物中取得的冷量排入地下。而在夏季則通過地下水作為媒介，以它作為各戶熱泵的冷卻水，同時將建筑物產生的熱量排入地下。這樣冬季從地下取熱存冷，夏季取冷存熱，若建筑物冬季供熱

7、量與夏季供冷量差不多，則一年內地下基本熱平衡，未取出或存入熱量，不會造成地下的熱污染。同時，由于冬季地下水溫度遠比室外空氣溫度高，因此冬季熱泵效率比空氣-水熱泵高，并且不存在結露等問題。夏季則以12～26℃為制冷機的冷卻水，可以得到很高的COP，甚至在某些情況下可直接用此水作為冷源進行空調，而不用開啟水源熱泵。由于地下水通過換熱器3換熱后排回地下，僅僅利用了地下水的冷量（熱量），而不消耗一滴水資源，地下水的整個流程都不與空氣接觸，因此也

8、不會造成地下水資源的污染。</p><p>　　二、水源熱泵中央空調技術在國內外發(fā)展動態(tài)</p><p>　　水源熱泵技術（以下簡稱GWHP）的提出始于英、美兩國，美國從20世紀30年代即開始應用。1948年俄勒岡州的一位工程師Krocker開創(chuàng)了水源熱泵在商用建筑中的應用。20世紀50年代歐洲出現(xiàn)了利用GWHP的第一次高潮。由于當時能源價格低，這種系統(tǒng)缺乏經濟競爭力，而未得到推廣。隨著近

9、十幾年來，尤其是近五年來，能源價格的提高，GWHP在北美如美國、加拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國家取得了較快的發(fā)展，據(jù)1999年的統(tǒng)計，為家用的供熱裝置中，GSHPs所占比例，瑞士為96％，奧地利為38％，丹麥為27％。</p><p>　　中國早在50年代，就曾在上海、天津等地嘗試夏取冬灌的方式抽取地下水制冷，天津大學熱能研究所呂燦仁教授就開展了我國熱泵的最早研究，1965年研制成功國內第一臺水冷式熱泵空調機。

10、目前，國內的清華大學、天津大學、重慶大學、天津商學院、山東建工學院、中國科學院廣州能源研究所等多家大學和研究機構都在對水源熱泵進行研究。其中清華大學經過多年在多工況水源熱泵的研究已經形成產業(yè)化的成果，已建成多個示范工程?？梢灶A計，該項技術將會成為21世紀最有效的供熱和供冷空調技術。</p><p>　　三、水源熱泵技術在沈陽地區(qū)推廣的優(yōu)越性</p><p>　　1、水文地質條件適宜<

11、/p><p>　　水源是應用水源熱泵的前提，水源系統(tǒng)的水量、水溫、水質和供水穩(wěn)定性是影響水源熱泵系統(tǒng)運行效果的重要因素。</p><p>　　沈陽整個城區(qū)地處渾河沖洪積平原上，含水層主要為粗砂、圓礫及卵石，地下水資源含量豐富，隨著近幾年保護地下水資源力度加大，加上工廠向郊區(qū)遷移，沈陽地下漏斗區(qū)已經基本消除?，F(xiàn)在，地下水水位在50-60m之間，埋深5-13m。水溫冬夏恒定保持在12℃，PH值在6

12、.5-8.5之間，地下水水質在全國水資源評價中為優(yōu)。沈陽城區(qū)這種獨特的水文地質條件，在全國是絕無僅有的，滿足水源熱泵系統(tǒng)運行時對水源“水量充足，水溫適度，水質適宜，供水穩(wěn)定”的要求，適合水源熱泵系統(tǒng)在沈陽大范圍的推廣。</p><p>　　2、水源熱泵技術在建筑領域中應用的優(yōu)越性</p><p>　　水源熱泵作為一種新型的供暖制冷技術，越來越受到國內外的廣泛關注，其在建筑領域中的優(yōu)勢有以下

13、幾個方面：</p><p>　?、?較低的能量消耗。地源熱泵最大的優(yōu)勢是與常規(guī)供熱和制冷空調系統(tǒng)相比少消耗電能。在適宜的條件下比空氣熱泵系統(tǒng)節(jié)省能源40%以上，比電采暖節(jié)能70%以上。</p><p>　　② 改善了建筑外觀。由于沒有室外壓縮機或冷卻水塔，因此破壞建筑外觀的可能性大為降低或消除。</p><p>　?、?較低的環(huán)境影響。比較燃煤鍋爐CO2排放量與用相

14、同燃料產生電驅動所排放的CO2量，可減少30%-50%，在環(huán)保中將發(fā)揮很大的作用。</p><p>　?、?占地面積少。同燃煤鍋爐房相比，占地面積可減少一半以上，若將熱泵機組放到地下，則不占用地上空間。</p><p>　　四、水源熱泵技術在沈陽地區(qū)應用及存在的問題</p><p>　　水源熱泵技術是從1998年引入沈陽地區(qū)的，比較早的有東電宿舍樓、沈陽自動化所、遼

15、寧科技大廈、醫(yī)大二院等，供暖制冷面積大的10萬m2以上，小的只有2000m2。比較典型的是沈陽自動化研究所，該所建筑面積4.6萬m2，1999年引入水源熱泵中央空調系統(tǒng)用以替代原有的2臺燃煤鍋爐。2002年，冬季供暖152天，夏季制冷100天。全年運行費用為21.33元/m2。全年采暖及制冷節(jié)約費用7萬元。</p><p>　　通過考察近幾年來沈陽市水源熱泵的建設和運行情況來看，由于引進的熱泵機組都是比較成型的技

16、術，在運行效率及維護保養(yǎng)方面都能夠到達要求。但作為熱泵系統(tǒng)的關鍵組成部分之一的井群方面，回灌和成井工藝上還存在諸多問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p>　　一是在設計抽、灌井間距時通常參照地源熱泵生產廠家的經驗值，忽略了不同地貌單元的水文地質因素，井間距設計過大，對于高密度住宅小區(qū)或城區(qū)商用建筑應用深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)來說，由于可利用建筑用地的面積限制，井群無法布置，嚴重影響了水源熱泵系統(tǒng)在沈陽的推廣

17、使用。如醫(yī)大二院水源熱泵空調井間距過大，回灌井數(shù)量達不到要求，機組運行時，水回灌不下去。沈陽市自動化所也因回灌井無法布開，導致部分建筑無法利用水源熱泵供暖。還有部分用戶為解決回灌問題，直接將水排入下水管道，沒有回灌入地下，浪費了大量的地下水資源。</p><p>　　二是成井工藝落后，成井質量不好，不僅影響井的壽命，還影響到取水和回灌效果，最終影響水源熱泵正常工作和制熱或制冷效果?，F(xiàn)在沈陽的成井工藝仍然延續(xù)多年前

18、的做法，回灌井采用鋼筋骨架纏絲包網式濾管。這種濾管在使用一段時間以后，作為纏絲的鐵線嚴重銹蝕，管井被阻塞，導致回灌井的回灌系數(shù)、使用壽命都有所下降，制約了熱泵技術的推廣。</p><p>　　五、我公司解決水源熱泵回灌及成井工藝問題的研究</p><p>　　1、抽、灌井群間距的研究</p><p>　　由于向地下回灌比取水要困難，因此，可行的方案為打三口井，一口取

19、水，兩口回灌，即抽水井與回灌井的數(shù)量比為1：2。在回灌時，為避免回灌井對抽水井“熱貫通”影響，保持抽水井水溫恒定，三口井間要保證足夠距離，通常為100m以上。若三口井布置為如下圖所示邊長為100m的等邊三角形，抽、灌水量為100m3/h，按熱泵</p><p>　　機組運行時，供暖（制冷時需水量要少）10000m2需水量100m3/h計算，則在此場區(qū)內用地源熱泵供暖、制冷的建筑面積為10000m2。</p&

20、gt;<p>　　我公司根據(jù)沈陽地區(qū)的水文地質條件，參考國內外有關研究成果，通過具體工程實踐，認為抽、灌井間距縮短到60m是完全可行的，如國府肥牛熱泵抽灌井間距為50m，運行情況良好，未出現(xiàn)抽灌井“熱貫通”現(xiàn)象。地王國際花園抽、灌井群最小間距為60m。這樣同樣是在邊長為100m的等邊三角形區(qū)域內，可以布設取水井2眼，回灌井4眼，能夠為20000m2的建筑面積采暖、制冷。也就是在同樣的場地上，最大限度的增加布設井數(shù)，解決了由

21、于場地限制因素導致熱泵系統(tǒng)無法應用的問題。同時，因為抽、灌井間距縮短，增加了單井回灌量。</p><p>　　2、成井新材料新工藝的研制開發(fā)</p><p>　　我公司根據(jù)沈陽地區(qū)的水文地質條件，研制出鋼筋骨架包塑料板纏絲包網式濾管成井新工藝，該種濾管的優(yōu)點是耐腐蝕，能延長管井使用壽命，重量輕，其規(guī)格與性能均能滿足粗、細顆粒含水層成井之用。與硬質塑料濾水管相比，最大的優(yōu)越性就是強度高，能夠

22、抵擋住回灌時強大的過水沖擊力。</p><p>　　經過近幾年實驗及工程實踐證明，此技術可以極大的提高井的使用壽命，也得到了水源熱泵空調用戶的認可，地王國際花園、東大智慧鑫園都指定用我們的技術。利用這次機會，我們將進一步研究這種濾管的熱傳導性能及滲透能力，并申請專利，促進這項技術在沈陽的推廣使用。</p><p>　　六、水源熱泵技術在沈陽的推廣應用</p><p>

23、;　　1、水源熱泵技術在沈陽推廣的意義</p><p><b>　?、俟?jié)能、運行費用低</b></p><p>　　由于水源熱泵是以水作為熱源和供熱介質的供熱制冷技術。在運行時，將地下水熱能經水源熱泵機組交換熱量后排出再注入地下含水層中去，回灌儲能，以地下水作為冷熱源，冬灌夏用，夏灌冬用。在這一過程中只消耗很少的電能。其制冷、制熱系數(shù)可達3.5～4.4，與傳統(tǒng)的空氣源

24、熱泵相比，要高出40%左右，其運行費用為普通中央空調的50～60％。水源熱泵與鍋爐（電、燃料）和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比有明顯的優(yōu)勢。鍋爐供熱只能將90%~98%的電能或70～90%的燃料內能轉化為熱量，供用戶使用，因此水源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量； </p><p><b>　?、诃h(huán)保</b></p><p>　　在

25、中國的傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)概念中，由于國家的經濟發(fā)展狀況和政策的影響，在相當長的時期中，北方一般以燃煤鍋爐解決冬季取暖問題。水源熱泵在運行時，只是通過地下水的抽取與回灌提取熱能，在整個抽灌過程中，管道是全封閉的，不會對地下水造成污染。比較燃煤鍋爐CO2排放量與用相同燃料產生電驅動所排放的CO2量，可減少30%-50%，在環(huán)保中將發(fā)揮很大的作用。</p><p>　　2、推廣水源熱泵技術的應用前景</p>

26、<p>　?、購娬{節(jié)能環(huán)保，是沈陽市供暖結構調整，逐步替代燃煤鍋爐房其實可行的方式。</p><p>　　供新隨著可持續(xù)發(fā)展和公眾環(huán)保意識的提高，世界和中國能源利用的結構都正在轉變，從原有的煤、石油取暖過渡到以天然氣及電等清潔能源。沈陽作為大氣污染較為為嚴重的城市之一，其治理大氣污染的政策中就包括能源結構的調整，從以煤為主改為天然氣和電力替代能源。但是，替代能源雖然可以部分解決大氣污染的問題，可是天然氣

27、和石油等都屬于不可再生的能源，從可持續(xù)發(fā)展的角度看，必須提高能源利用效率或者尋找可以再生的能源，而水源熱泵機組就是比較理想的一種設備。</p><p>　?、谕ㄟ^回灌水再利用，解決小區(qū)環(huán)境用水問題。</p><p>　　隨著經濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，居民渴望有一個清水環(huán)繞的居住環(huán)境。但就目前我國的水資源狀況來看，單純的抽取地下水來滿足這一要求是不可取的。而水源熱泵抽取的水可以在回灌之

28、前創(chuàng)造一個水文景觀后，通過處理技術達到回灌水標準后再灌入地下，就很好的解決了這一問題。按目前的技術來看，這是切實可行的。</p><p>　　水源熱泵技術的推廣需要政府從可持續(xù)發(fā)展的角度，綜合能源環(huán)保和資源的各個方面的考慮，調整水源熱泵水源使用的政策，從新確定水源如何管理，才能促使其大規(guī)模的發(fā)展。我們將利用公司的技術優(yōu)勢，通過與政府有關部門密切合作，為相關行政主管部門在制定行業(yè)標準時提供技術咨詢。為推動全市經濟、

29、社會發(fā)展貢獻自己的力量。</p><p><b>　　附錄G</b></p><p>　　Water source heat pump central air conditioning recharge technology promotion</p><p>　　Description: In the next few years, Chin

30、a faces huge energy pressure. On the one hand, China's economy to maintain a high rate of growth, on the other hand, it must consider environmental protection and sustainable development issues. So for greater energy

31、 efficiency, requiring adjustment of energy structure.Keywords: water source heat pumps, central air conditioning, energy restructuring</p><p>　　In the next few years, China faces a huge energy pressure. On

32、 the one hand, China's economy to maintain a high rate of growth, on the other hand, it must consider environmental protection and sustainable development issues. So for greater energy efficiency, requiring adjustmen

33、t of energy structure.With the current housing market-oriented reforms in China, the rapid development of new commercial residential area, with increasing emphasis on urban environmental issues and energy structure adju

34、stm</p><p>　　Deep recharge water source heat pump schematic</p><p>　　Design conditions while the figure marked throughout the winter (summer) temperatures. Can be seen from the figure, this appr

35、oach is indirect in the winter use of groundwater as the medium, taking deep underground sand, stone and heat as heat source for all households to the indoor heat pump heating, while cooling capacity building in the row

36、to obtain into the ground. In the summer, as the media through the water to all households as a cooling water pump, while the building heat into the ground</p><p>　　Unit operation, the heating (cooling water

37、 required is less) 10000m2 water demand 100m3 / h terms, the land area in this field source heat pump heating and cooling of the construction area of ??10000m2.According to my company in Shenyang hydrogeological conditi

38、ons, refer to the relevant research results at home and abroad, through the engineering practice, that pumping be reduced to 60m spacing of injection wells is feasible, such as the national government fattened pump pumpi