

利用土壤源热泵替代传统锅炉和单冷型制冷机供热(供冷),成为建筑工程节约能源、降低二氧化碳排放的重要举措之一,然而由于城市密集区域的场地局限使得土壤源资源利用有限、土壤源取放热不平衡导致的土壤环境恶化、以及土壤源热泵使用过程中的不稳定性和效率低下,成为当今建筑行业内突出的技术难题。 项目采用产、研相结合的模式,以实际工程项目为依托,运用计算机仿真、能效监测技术,建立了土壤源热泵模拟分析平台,构建了多种建筑节能的适用、可靠的复合式土壤源热泵系统,取得的主要成果和创新点为:(1)运用土壤源热泵模拟分析平台,研究分析了埋管间距、埋管深度、系统配置形式和运行方式、以及累计释热量与取热量比值对土壤热堆积的影响,首次提出了适合上海地区竖直地埋换热管钻孔间距;(2)在游泳馆类型建筑中,首次提出了土壤源热泵机组+空气源热泵机组+燃气锅炉的复合式能源系统,采用能效监测、运行控制技术分析监控系统的适用性和可靠性,实现了复合式土壤源热泵系统在游泳馆类建筑能源系统改造中的成功使用;(3)创新性提出了温湿度独立调节的空调与土壤源热泵系统的集成系统,采用计算机仿真模拟技术分析了该系统集成应用的关键技术(新风处理过程、干式风机盘管选型、防结露控制等),实现了系统运行的可靠性和稳定性。 项目的关键技术在上海浦东游泳馆能源系统改造工程、虹桥产业楼、上海浦江国际广场等多个项目得到了成功应用,减少建筑物的能源消耗和二氧化碳排放,提升了建筑品质,部分项目获得国家绿色星级认证评价标识,取得显著的经济效益、环境效益和社会效益。基于项目的研究成果,申请发明专利2项,获得实用新型发明专利授权2项;在国内学术期刊上发表论文6篇,共被引用5次。项目成果纳入了新编的上海市工程建设技术规范,使之成为全社会共有的技术,对推动行业的技术发展影响深远。 中国科学院上海科技查新咨询中心对本项目科技成果的查新结论表明:该项目建立的土壤热堆积模拟分析平台,对埋管间距、埋管深度、运行方式、系统配置形式对土壤热堆积的进行全面的分析,研究成果达到国内领先水平。中国科学院上海科技查新咨询中心出具的水平检索报告结论:对温湿独立调节的空调及地源热泵集成技术方面的研究,较注重实用性,确定了溶液除湿温湿度独立控制和高温冷水地埋管地源热泵相结合的空调系统形式,论证了该空调方式在夏热冬冷地区公共建筑中应用的适用性和显著的节能效果,该项目处于国内领先水平。上海市科技委会组织的科研项目专家验收意见表明:课题的研究成果达到了国内先进水平,研究成果具有创新性与实用性,对土壤热泵热堆积的研究结论为编制上海市《地源热泵系统工程技术规程》提供了重要的技术支撑。课题组在工程实践和研究的基础上,提出的《上海地区游泳馆类型体育建筑节能改造设计指南(地源热泵)》以及《温湿度独立调节的空调及地源热泵冷热源的集成技术应用指南》对今后此类建筑的节能改造具有参考价。
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