农村新能源开发与节能关键技术研究

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1、课题4、村镇低品位能源综合利用关键技术研究一、研究内容研究村镇浅层地热地源热泵综合应用关键技术，包括农村专用的免维护高可靠性低成本的高效小型水源热泵机组研究开发,紧凑组装式小型浅层地热地源热泵系统的研究开发,村镇浅层地热地源热泵系统标准设计技术的研究；典型示范工程研究等；研究村镇地下储能直接冷却与直接蒸发冷却应用关键技术，包括地下土壤储能直接冷却应用技术研究,地下水直接冷却应用技术研究,直接蒸发冷却应用技术研究,典型示范工程研究等。二、研究目标（考核指标）编写村镇浅层地热地源热泵系统设计手册1本，地下储能直接

2、冷却应用技术指南1本，直接蒸发冷却应用技术指南1本;编制地下储能直接冷却应用辅助设计软件一套，直接蒸发冷却应用辅助设计软件一套。完成农村专用的免维护高可靠性低成本的高效小型水源热泵机组研制，性能符合国家标准GB/T19409-2003要求，寿命超过15年，使用过程中性能衰减不高于20%；取得专利1-2项。完成村镇浅层地热地源热泵综合应用、村镇地下储能直接冷却应用和直接蒸发冷却应用示范工程各一项；采用紧凑组装式小型浅层地热地源热泵系统的节能村镇建筑示范工程造价不高于250元/建筑平米，运行费用全年低于40元/建

3、筑平米，冬季室内温度高于16℃，夏季室温低于30℃；采用村镇地下储能直接冷却应用技术或直接蒸发冷却应用技术的示范工程在增投资不超过建筑总投资20%的前提下，全年夏季室内温度不超过30℃。发表学术论文5－10篇，在全国范围内培养相关技术人员1500人次。三、经费投入国家投入400万元，申请单位按不低于国拨经费1∶1的比例提供自筹资金。四、申报要求1、课题申报单位应为长期从事低品位能源综合利用技术研究和开发的科研单位、高等学校及企业。申报单位应具有承担相关国家科技项目的经验，具有国内先进水平的实验研究基地。2、申

4、报单位应具有相关的技术力量、成果和一批学术技术人员，技术方案先进、合理、可行，攻关目标明确，成果有科学价值和示范效应，自筹资金能够落实；能得到地方政府的支持。3、积极鼓励科研单位和企业以“产学研联盟”的方式联合申报课题，实现责任和风险共担、知识产权和利益共享。村镇浅层地热地源热泵综合应用二、课题的目标与任务1．项目确定的课题目标与任务需求分析1）课题的目标与任务针对我国农村的现有能源结构，研究开发农村专用的免维护高可靠性低成本的高效小型水源热泵机组、紧凑组装式小型浅层地热地源热泵系统,研究村镇浅层地热地源热泵

5、系统标准设计技术，实现村镇低品位能源综合利用，为我国农村的建筑节能提供技术和设备支撑。2）需求分析我国农村建筑面积约为250亿m2，2004年总耗电量900亿度，生活用标准煤0.3亿吨。但需要指出的是，目前我国农村的煤炭电力等商品能源消耗量很低，薪柴、秸秆等非商品能源在农村建筑能耗中占很大份额，如果这些非商品能源完全被常规商品能源所替代，则我国建筑能耗将增加一倍。随着我国新农村建设步伐的加快和国民生活水平的提高，当地居民对健康舒适的室内环境需求不断增长，住宅空调的安装与使用日益普及，建筑能耗急剧增长，直接威胁

6、到社会能源系统的安全，影响社会的正常运转，势必要求我们拓展能源使用的途径，采用浅层地热等可再生能源，比如浅层地热地源热泵系统。2．课题目标与任务解决的主要技术难点和问题分析课题目标与任务解决的技术难点和问题主要是：1）水源热泵机组液位控制与回油两大技术难点；2）高效小型水源热泵机组主要部件的匹配；3）农村专用的高效小型水源热泵机组的免维护高可靠性低成本；4）组装式小型浅层地热地源热泵系统的紧凑化；5）地源热泵系统的运行特性与热泵机组性能和埋管换热器性能之间的相互耦合关系；6）根据当地土壤特性，综合考虑系统初投

7、资和运行费用的大小，确定出适宜的热泵机组容量和埋管换热器长度的匹配关系；7）冬夏负荷不平衡率对机组长期运行性能的影响机理。8）装置设备与建筑功能、建筑美学的协调三、现有工作基础与优势1．国内外现有技术、知识产权和技术标准现状及预期分析地源热泵系统由于采用的是可再生的地热能，因此被称之为：一项以节能和环保为特征的21世纪的技术。这项起始于1912年的技术（瑞士提出的一个专利，该技术的应用始于英、美两国），美国从1946年开始对GSHP系统进行了十二个主要项目的研究，如地下盘管的结构形式、结构参数、管材对热泵性能

8、的影响等。并在俄勒冈州的波特兰市中心区安装了美国第一台地源热泵系统。特别是近十年来地源热泵在欧美工业发达国家取得了迅速的发展，已成为一项成熟的应用技术。到2000年底，美国有超过40万台地源热泵系统在家庭、学校和商业建筑中使用，每年约提供8000－11000Gwh的终端能量。在欧洲国家里更多的是利用浅层地热资源，来供热或者取暖。地源热源在工程上的应用主要为地下耦合热泵系统（GCHPS）和地下水热泵系