地源热泵项目分析

照片提供:GeothermalHeatPumpConsortium(NRELPIX)清洁能源项目分析课程地源热泵项目分析©加拿大自然资源部2001–2005.美国费城的企业中心–28个地源热泵用于供热及致冷©加拿大自然资源部2001–2005.目的•地源热泵(GSHP)系统基本情况综述•演示GSHP项目分析的关键考虑因素•介绍RETScreen®GSHP项目模型©加拿大自然资源部2001–2005.•供热•致冷•热水•坚固冻土基础……而且……效率减少维护减少所需要的空间低运行成本地源热泵（GSHP）系统提供什么？稳定的容量舒适和空气质量减少高峰时段空调的电负荷照片提供:SolarDesignAssociates(NRELPIX)美国麻萨诸塞州紧凑型2000住房用于住宅的热泵©加拿大自然资源部2001–2005.1.地下的联接地下结合部地下水地表水2.液体源热泵3.内部的供热／致冷分配子系统常规的管道系统地源热泵（GSHP）系统的构成123©加拿大自然资源部2001–2005.液态源热泵•水－气热泵•相反的方向•单泵3.5到35千瓦的致冷能力•对于规模大的建筑物采用多台泵•多余的热量在加压后通过过热蒸汽减温器供应热水©加拿大自然资源部2001–2005.地下联接方式垂直式(GCHP)岩石土地非常昂贵较少的土地被利用高效率水平式(GCHP)多数的土地被利用较昂贵小建筑温度变化地下水(GWHP)蓄水层+注入不昂贵相关规定污垢•也有地表水及立柱热交换器©加拿大自然资源部2001–2005.地源热泵（GSHP）资源：地下温度•土地吸收大约一半的太阳入射能量•土地缓和温度的变化GSHP更有效•温度变化随深度而降低在15米以下可以忽略不计•当地的土地温度取决于气候，土地及雪的覆盖，倾斜度以及土壤特性，等等。制图:CanadianBuildingDigest©加拿大自然资源部2001–2005.地源热泵（GSHP）系统的成本范例•对低谷空调负荷实行补贴初期年度年度年度年度成本供热致冷总计能量燃油/空调$16,000$600$900$1,50027MWhGSHP$20,500$450$600$1,05011MWh美国康涅狄格,275平米的住宅初期年度年度成本供热能量电力$8,000$80020MWhGSHP$13,000$3506.5MWh芬兰,150平米的住宅照片提供:SuomenLämpöpumpputekniikkaOy照片提供:GeoExchangeConsortium•上涨的能源价格•对环境的关注•空调的额外好处©加拿大自然资源部2001–2005.地源热泵项目的有关考虑•在如下情况最为经济有效：需要供热及致冷较大的季节性温度变化新建建筑物和供热通风及空调系统的更换对于供热：较低的电力成本和较高的燃气和燃油成本对于致冷：较高的电力成本和高峰负荷费用•沟壕及钻井设备的可获得性•热交换器安装成本的不确定性•顾客的标准是经济有效照片提供:CraigMillerProductionsandDOE(NRELPIX)地源热泵的安装热交换器的布置，商业建筑©加拿大自然资源部2001–2005.实例：澳大利亚，德国和瑞典民用建筑系统•高末端住宅高资金成本成本节约的长期观点环境或舒适的优点•公用事业的趋动可为一个重要的因素照片提供:BundesverbandWärmePumpe(BWP)e.V.照片提供:GeoExchangeConsortium照片提供:Eberhard&PartnerAG20KW地下水热泵，德国用于垂直地上凿洞钻探设备瑞士的住宅澳大利亚320栋公寓楼©加拿大自然资源部2001–2005.实例：英国和美国商业建筑系统•只需要较短的投资回收期(小于5年)•土地的可获得性可能导致问题•占用的内部空间较少•简单，分布式控制•减少对自然景观破坏的风险•减少高峰负荷的电力费用•不需要辅助的供热系统照片提供:GroenhollandB.V.照片提供:MarionPinckley(NRELPIX)照片提供:InternationalGroundSourceHeatPumpAssociation美国肯塔基的建筑群美国勘萨斯的加油站英国Croydon的商业建筑©加拿大自然资源部2001–2005.实例：加拿大和美国工业建筑系统•可以接受较长的投资回收期•对于改造系统更加开放•供热及致冷负荷同时发生照片提供:RobertR.Jones/OklahomaStateUniversity(NRELPIX)挖掘用于水平热交换器的沟壕加拿大魁北克的学校照片提供:NaturalResourcesCanada©加拿大自然资源部2001–2005.RETScreen®地源热泵项目模型•能源产生，周期成本和温室气体排放减少的世界范围的分析水平和垂直的闭环系统地下水开环系统民用、商业、事业及工业的应用•目前没有包含：地表水的地源热泵地下长期的热不平衡同时供热和致冷(仅指大量的负荷)热水供应©加拿大自然资源部2001–2005.参见电子教材清洁能源项目分析：RETScreen®工程和案例地源热泵项目分析章节RETScreen®地源热泵能量计算©加拿大自然资源部2001–2005.RETScreen®地源热泵项目模型校核实例•对于一组综合数据与监控数据相比的能源使用•与6个计算尺寸的程序和详细的模拟程序相比的GHX长度-5%14124%16017%3440%14129%16029%344与实际的比较-12%-18%-2%5%-19%-12%-6%-14%2%9%-11%-4%*1年的设计值被用于RETScreen比较132127236132127236与RETScreen能源利用的比较121135257121135257与RETScreen描述的比较148129293141124266其他软件的平均值商业l内布拉斯加州民居2威斯康星州民居1路易斯安那州商业l内布拉斯加州民居2威斯康星州民居1路易斯安那州10年设计*1年设计程序©加拿大自然资源部2001–2005.结论•地源热泵提供热力、冷及热水•土地缓和温度变化并且导致较高的地源热泵效率•地源热泵的初期投资成本较高，但运行及维护成本较低需要供热和致冷的气候条件是最有前景的•评估:室外温度的频率分布作为室外温度函数的建筑物负荷年度采暖和致冷的能源益处•RETScreen®是可获得与小时模拟模型相比的精确度的年分析计算•RETScreen®能显著降低初步可行性研究的成本©加拿大自然资源部2001–2005.问题？地源热泵项目分析模型RETScreen®International清洁能源项目分析课程网站：