1、XX辦公樓地源熱泵系統可行性研究報告 山東建筑大學地源熱泵研究所XX辦公樓地源熱泵系統可行性研究報告目錄0研究報告概要4第一章 項目綜述111.1 氣象地理條件111.2 項目概況111.3 計算依據121.4 建筑資料12第二章 建筑的冷熱負荷142.1 室外設計計算參數142.2 室內設計計算參數152.3 建筑負荷估算152.4 主要設備容量的選擇16第三章 地源熱泵空調技術的適宜性193.1 地源熱泵空調系統簡介193.2 地源熱泵在本項目中應用的適宜性223.2.1 地質條件223.2.2 氣候條件223.2.3 建筑負荷特性233.2.4 地埋管所需空間233.2.5 地源熱泵系統

2、的冷熱平衡243.3 地源熱泵空調全壽命周期技術經濟分析263.3.1 與常用空調系統的運行費用比較263.3.2 與常用空調系統的初投資比較273.3.3 與常規空調全壽命周期的回收期分析283.3.4 與常規空調全壽命周期的技術分析29第四章 地源熱泵系統埋管工程技術方案30 4.1 土壤熱工實驗30 4.1.1 概述30 4.1.2 單位孔深地埋管的換熱量與建議30 4.2 方案設計35 4.2.1 土壤換熱系統換熱量計算35 4.2.2 土壤換熱系統的設計35第五章 室內空調末端系統39 5.1 中央空調末端形式及原理39 5.2 地源熱泵系統室內末端設備的選擇與比較39第六章 地源熱

3、泵監測與控制系統43 6.1 地源熱泵監控系統的主要功能43 6.2 地源熱泵自動控制系統45 6.3 運行維護48第七章 技術支持500 研究報告概要一、三種方案及其比較XXA座辦公樓可能備選的采暖制冷方案有如下三種：1. 集中式地埋管地源熱泵系統2. 冷水機組與鍋爐配套3. 冷水機組與城市熱網配套以上三種可備選的方案技術經濟比較詳見表0.1-0.3。表0.1 冷熱源系統技術性比較冷熱源方式及序號項目方案一方案二方案三地源熱泵冷水機組與燃氣鍋爐配套冷水機組與城市熱網配套優點性能系數高、節能；減少CO2排放，環保；無室外機，換熱器地下敷設，且冷暖兼用、節省建筑面積；控制靈活方便能分區分段或按房

4、間供冷暖，可靠性高技術成熟，初投資少，運行可靠，需要鍋爐房和冷卻塔利用低溫水供熱是比較傳統的空調冷熱源方式，技術成熟，應用廣泛設備運行可靠性高。缺點需要地下埋管空間，地下埋管性能比較復雜能源利用率低，且排放大量CO2噪聲和振動較大，設備宜布置在地下機房，需做好消聲、減震措施表0.2 冷熱源系統初投資比較冷熱源方式及序號項目方案一方案二方案三地源熱泵冷水機組與燃氣鍋爐配套冷水機組與城市熱網配套冷熱水機組（元/kW冷量）800500500燃氣鍋爐（元/kW熱量）300城市熱網（元/m2采暖面積）100冷卻塔（元/kW冷量）無60地下鉆孔及埋管（元/kW）1500無機房水泵、管道、控制基本相同(按4

5、0元/m2)建筑物空調末端基本相同（按110元/m2）初 投 資 概 算 比 較 (冷指標72.6W/m2)初投資（元/m2）330267254比例10.80.77表0.3 冷熱源系統運行費用比較冷熱源方式及序號項目方案一方案二方案三地源熱泵冷水機組與燃氣鍋爐配套冷水機組與城市熱網配套季節夏季冬季夏季冬季夏季冬季能源形式電電天然氣電供熱網單 位m3/m2季價格（元）0550.553.40.5524.5負荷累計kW.h266396630612102663966306121026639663061210效 率5.5450.951燃料費用266396.6420916.4304036.31275504

6、.2304036.3單位燃料費用（元/m2.）6.429.787.0629.627.0624.5機房運行費用（元/m2.季）4.5元/m2.兩季冷卻塔運行費用（元/m2.季）無2元/m2.季全年運行費合計（元/m2）20.743.1838.06費用比例12.08184 綜上所述: 方案1：用地源熱泵有較好的節能效果，初投資較高但運行費用低； 方案2：用鍋爐房污染嚴重，運行簡單技術成熟，初投資費用不高但運行費用很高； 方案3：用冷卻塔和市政熱力管網，初投資費用較低，運行費用也不高，但節能效果不明顯。二、方案的確定該辦公樓采用集中式熱泵機組和集中設置地埋管地熱換熱器相結合的采暖空調形式,可行、可靠

7、、高效。可行性分析1. 當地氣象條件及地質構造濟南地處中緯度地帶，由于受太陽輻射、大氣環流和地理環境的影響，屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候。其特點是季風明顯，四季分明，春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季較為清爽，冬季氣溫低，但無嚴寒。年平均氣溫14.3，極端氣溫最高40.5，最低零下14.9。從地埋管熱泵的工作原理可知該系統在冬冷夏熱的地區（即全年冷熱負荷較為均衡的建筑物）可以充分發揮大地儲能的作用，具有較高的運行效率。因此該項目具備地源熱泵空調技術應用的基本氣候條件。2. 建筑物對空調的需求該工程為高檔住辦公樓，對室內空調要求較高，不僅需要冬季供熱，而且夏季需要供冷。如果采用傳統的水冷機組加城

8、市熱網系統，則需要兩套設備，不僅增加運行費用，同時從環境保護方面看，城市集中供熱系統消耗大量的一次能源，排放的有害氣體則對大氣環境造成污染。而冷水機組則是在制冷時將室內的熱量以廢熱形式排放到室外大氣中，該系統的性能隨室外空氣溫度升高而顯著降低，機組制冷性能及效率較低，耗能較高。同時排放到環境中的廢熱無疑更加劇了夏季城市熱島效應。3. 地源熱泵系統的冷熱平衡由負荷計算結果知，全年冬季耗熱量遠大于全年夏季耗冷量，耗冷量為2663916kWh，耗熱量為3061210kWh。地埋管夏天需要往地下排熱量為2663916 kWh，冬天需要從地下取熱3061210kWh，地下埋管全年冷熱量不平衡率為13%。

9、圖1為地源熱泵系統運行20年期間的循環液進出熱泵的月平均溫度變化曲線。由圖1可以看出，在運行一個采暖與空調周期后地下巖土溫度變化幅度很小，但由于地埋管的年取熱量略微大于年釋熱量，所以地下的溫度變化總體上呈緩慢下降的趨勢。取距離周邊鉆孔10m 遠處的巖土溫度作為鉆孔群所處位置的巖土參考溫度。由圖1還可以看出，經過20年的模擬運行之后，距離鉆孔10m遠處的平均巖土溫度僅僅比初始溫度的16降低了約1。這說明地埋管在一年的運行周期內，向地下的散熱量與從地下的取熱量基本保持平衡，地下巖土溫度在一個采暖與空調周期后基本回復到初始溫度，這就保證了系統的高效率運行。值得注意的是，即使設計工況為理想工況，即地下

10、巖土的取熱與散熱在一個周期內達到平衡，但在實際運行中，地下巖土的年吸、釋熱量并非要求絕對的平衡，模擬設計結果表明不平衡率在20%以內是可以接受的。當然，這種允許的不平衡率會隨著不同地區和巖土的熱物性、地埋管換熱器所在地點有無地下水流動及其流動特點，以及建筑物的冷熱負荷變化等因素有關，是因地而異的。如果整個地埋管區域存在緩慢的地下水的滲透流動，則對地溫的恢復有積極的影響。可以通過埋地的溫度傳感器來監測地溫變化情況，據此進行運行調節。圖1 系統運行20年的月溫度變化模擬曲線由于系統的不平衡率比較小，可以通過以下方法來緩解冷熱不平衡。（1）采取分戶熱計量，提高冬季采暖行為節能的自覺性，提高能源利用率

11、，降低冬季負荷；（2）適當增加夏季空調運行時間。（3）適當提高夏季熱泵機組冷卻水的進出水溫度，增大釋熱量。（4）增大埋管間距，降低埋管間的熱干擾，增大蓄熱體。（5）間歇運行，有利于地溫的恢復4. 建筑中利用可再生能源符合國家建筑節能政策建筑中應用可再生能源，利國、利民、利己。在建筑中應用地源熱泵系統，對于后期申報綠色建筑，申請政府補貼，創造了先決條件；對于提升項目檔次、品味，實現長期高效、節能運行奠定了重要的物質基礎。三、結論由于該地區附近無熱電廠和區域鍋爐房，根據各方案的技術可行性與經濟比較，擬選用方案1，地源熱泵系統既符合當前國家的節能減排的方針政策，運行費用也較低，當然每個方案都不是完美

12、的，地源熱泵的初投資較高，但要考慮長期運行費用和長遠的利益，故擬選用方案1，方案2是比較常用的空調系統，運行費用也不高，可作為備選方案。第一章 項目綜述1.1 氣象地理條件本項目位于濟南市。濟南屬于北溫帶季風型大陸性氣候,四季變化和季風進退都較明顯。與同緯度的內陸地區相比,具有雨水豐富、年溫適中、氣候溫和的特點。1.2 項目概況XX辦公樓位于濟南市歷城區奧體西路西側，南鄰經十路，規劃總用地為41501.5。本工程為高檔辦公樓，主體建筑分主樓和裙樓主樓樓層為26層，裙樓為3層，地下二層。建筑面積為40355，主樓部分36975，裙房部分5680，機房其他400。該辦公樓的冷負荷為4520.775

13、KW，熱負荷為3229.125KW。圖1為建筑平面布置圖。圖1 XX集團辦公樓平面圖1.3 計算依據1、采暖通風與空氣調節設計規范GB5001920032、高層民用建筑設計防火規范GB50045-95 (2005年版)3、建筑給水排水設計規范GB50015-20034、全國民用建筑工程設計技術措施 暖通空調 動力5、全國民用建筑工程設計技術措施 給水排水6、建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范GB50242-20027、通風與空調工程施工質量驗收規范GB50243-20028、供水水文地質勘察規范GB 50027-2001 9、埋地聚乙烯給水管道工程技術規程CJJ101-2004 J362-

14、200410、地源熱泵系統工程技術規范 GB 50366-2005（2009）11、外墻外保溫應用技術規程DBJ14-035-2005 12、埋地聚乙烯給水管道工程技術規程 CJJ101-200413、建筑節能工程施工質量驗收規范GB50411-200714、中華人民共和國節約能源法15、中華人民共和國可再生能源法1.4 建筑資料各個圍護結構的熱物性參數如下：(1) 外墻：建筑外墻為200厚加氣混凝土砌塊墻, 管井局部100厚，填充墻為加氣砼砌塊，采用粘貼40厚擠塑型聚苯板外保溫，傳熱系數為0.345 W/K。女兒墻、陽臺、外挑構件、管道穿墻采用25厚聚苯顆粒保溫砂漿保溫。(2) 隔墻：采用2

15、0厚膠粉聚苯顆粒保溫層，導熱系數為1.368 W/K。(3) 窗戶：外窗采用鋁合金隔熱斷橋中空玻璃窗（Low-E玻璃或普通玻璃），以提高建筑物的整體節能效果。傳熱系數為2.70 W/ K。(4) 屋面：采用粘貼100厚擠塑型聚苯板外保溫，傳熱系數為0.427 W/K。(5) 戶門：采用保溫防盜安全門，傳熱系數為2.00 W/K。(6) 門窗建筑物理性能1）抗風壓性能:4級p3 2.5kpa；2）空氣滲透性能(氣密性):4級q11.5m3/m.h；3）雨水滲漏性能(水密性): 5級 p 500pa4）保溫性能:空氣層厚度: 6mm, k 2.795）隔聲性能:3級 Rw 30dB第二章 建筑的冷

16、熱負荷2.1 室外設計計算參數濟南市緯度37, 經度11698。冬夏季各氣象參數如下： 夏季室外計算干球溫度 34.8 夏季室外計算濕球溫度 31.3 夏季大氣壓力 99850 Pa 最熱月室外計算平均濕度 73% 夏季室外平均風速 2.80 m/s 冬季室外采暖計算溫度 -7 冬季室外空調計算溫度 -10 冬季室外相對濕度 54 冬季大氣壓力 102020 Pa 冬季室外平均風速 3.20 m濟南地區典型年的室外日平均溫度，極值溫度變化曲線見圖2.1 （數據來自建筑負荷計算軟件Dest數據庫）。圖2.1濟南全年室外日平均溫度、極值溫度變化曲線2.2 室內設計計算參數表2.1 室內設計參數房間

17、名稱溫度相對濕度%新風量m3/(h人)夏季冬季夏季冬季客房24271822654050會議室2427182265403050貴賓休息室2622654030服務室2522654020辦公室2326202265403550多功能廳2422653025表2.2 公共建筑節能設計標準GB50189-2005公共建筑房間類型照明功率密度f1 (W/m2)人均占有使用面積m2/人電氣功率密度f2 (W/m2)辦公建筑普通辦公室11420高檔辦公室18813設計室18813會議室112.55走廊5500其他112052.3 建筑負荷估算建筑的冷、熱負荷計算是一切空調工程設計的基本依據。由于本工程現階段只是對

18、地源熱泵空調系統方案進行可行性論證，所以僅對該工程的冷熱負荷進行簡單估算，詳細的全年逐時動態負荷計算在方案確定后的設計報告中給出。由于本工程建筑的節能設計已符合山東省工程建設標準居住建筑節能設計標準中的各項規定，節能可達到65%的要求，考慮一定的安全余量，現估算建筑物的平均熱負荷指標為75W/m2；冷負荷指標為105W/m2。則該辦公樓的設計熱負荷為3229.125kW，冷負荷為4520.775kW。冬季夏季運行天數分別按120天和90天計,對于辦公樓來說冬季采暖空調系統每天運行時間取10小時；夏天制冷空調系統每天平均運行時間取8小時。負荷指標在不同月份考慮一個不同的運行系數，則可粗略得到全年

19、采暖與空調期累計建筑物、地下提取與釋放的負荷。估算中夏季熱泵機組COP值按5.5計算，冬季COP值按4計算。2.4 主要設備容量的選擇（1）空調冷熱負荷建筑物的設計熱負荷為3229.125 kW，冷負荷為4520.775 kW。考慮到該辦公樓的同時使用系數為0.9，則峰值熱負荷為2906.2 KW，峰值冷負荷為4068.7 KW。（2）冷、熱源配置三臺地源熱泵機組，每臺機組制冷量為1578KW、制熱量：1725KW。考慮到該辦公樓的功用與特性，選用三臺熱泵機組，便于運行調節，有利于運行節能，降低運行費用。夏季機組為制冷工況，提供冷凍水供、回水溫度為712的冷水；冬季機組為供熱工況、提供采暖用熱

20、水，供回水溫度為：4045。根據建筑物的冷熱負荷初步估算熱泵機組的容量。主要設備的選型見表2.3.表2.3 主要的設備設計容量主要設備選型名稱規格數量備注地源熱泵冷熱水機組（冷媒為134a）制冷量：1725KW；制熱量：1578KW3臺為制冷工況、提供供、回水溫度為712的冷水；為供熱工況、提供供回水溫度為：4045熱水。冷熱水循環水泵流量：290m3/h楊程：28mH2O4臺三用一備地埋管側循環水泵流量：420m3/h楊程：28mH2O4臺三用一備豎直地埋管120m孔深，760個孔91200m不包括水平地埋管及分集水器（3）地埋管方案地埋管初步設計鉆孔深120m，鉆孔760個，豎直總埋管量為

21、91200m孔深。根據地質及環境條件，確定采用豎埋管形式，鉆孔孔徑160mm，鉆孔間距5m，單U形管，管徑De32mm。為使地埋管之間容易達到水力平衡，地埋管換熱器布置結構采用同程和對稱布置形式。按照每個鉆孔占地下面積25 m2計，約需埋管面積19000 m2。第三章 地源熱泵空調技術的適宜性3.1 地源熱泵空調系統簡介地源熱泵是一種利用大地作為冷熱源的熱泵，通過熱泵機組對建筑物實現供暖，空調及提供生活用熱水，見圖3.1。地源熱泵地上部分與普通熱泵相同，所不同的是通過埋設在地下巖土中的地熱換熱器將熱量釋放給土壤或者從土壤中吸收熱量。從能量守恒的角度看，一個精心設計的地源熱泵系統其實是以大地作為

22、蓄能器，在夏季通過熱泵機組將建筑物內的熱量轉移到地下，冷卻建筑物的同時儲存了熱量，以備冬季使用；冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提升溫度后對建筑物供熱，同時將建筑物內的冷量儲存在地下，以備夏季使用。該技術提高了空調系統全年的能源利用效率，真正實現了可再生能源的良性生態合理地利用。圖3.1 地源熱泵系統原理圖圖3.2地源熱泵空調系統流程圖地源熱泵系統具有如下特點：（1） 節能、運行費用低較深的地層中在未受干擾的情況下常年保持恒定的溫度，遠高于冬季的室外溫度，又低于夏季的室外溫度。地源熱泵可克服空氣源熱泵負荷需求越高，效率越低的技術障礙，顯著提高效率。高效率意味著消耗一次能源少，運行費用少。（2）

23、環保、潔凈地源熱泵系統的運行沒有燃燒，沒有排煙，大大降低了城鎮的大氣污染；據調研，由于需輸入的少量的電能維持熱泵運轉，地源熱泵由此產生的污染物排放量，比空氣源熱泵的排放量減少 40以上，比電供暖的減少 70以上；地源熱泵系統供冷時省去了冷卻塔，避免了冷卻塔噪音及霉菌污染，以及對大氣產生的熱島效應。同時去掉冷卻塔使建筑周邊環境更加潔凈、優美。節水省地的地源熱泵系統以地下淺層地熱能資源為冷、熱源，向其吸收或排出熱量，從而達到供暖或制冷的作用，既不消耗水資源，也不會對其造成污染；地源熱泵系統的地埋管可以直接布置在建筑物的地下空間中，不占使用面積。（3） 一機多用地源熱泵系統可供熱、空調，一機多用，一

24、套系統可以替換原來的鍋爐加制冷機的兩套裝置或系統；機組緊湊，節省建筑空間，可以靈活安裝在任何地方，末端亦可做多種選擇；（4） 運行可靠機組的運行情況穩定，幾乎不受天氣及環境、溫度變化的影響，即使在寒冷的冬季制熱量也不會衰減，更無結霜、除霜之慮；自動化程度高，系統由電腦控制，能夠根據室外氣溫和室內氣溫自動調節運行，運行管理可靠性高；無儲煤、儲油罐等衛生及火災安全隱患；機組使用壽命長，主要零部件少，維護費用低，主機運行壽命可達到15 年以上；機組自動控制程度高，可無人值守。（5） 應用范圍廣地源熱泵系統利用地球表面淺層的地熱能資源作為冷熱源，進行供暖、空調。地表淺層的地熱能資源量大面廣，無處不在，

25、是一種清潔的可再生能源。隨著人們對能源危機和環保問題嚴峻性的認識的提高，地源熱泵技術在我國建筑空調系統中將會發揮越來越重要的作用。3.2 地源熱泵在本項目中應用的適宜性3.2.1 地質條件濟南地區屬巖石類水文地質構造地區, 基巖硬度較大 ,要用專門的金剛石牙鉆鉆孔, 鉆孔難度較大。但由于巖石層具有較高的導熱系數，總鉆孔量相應減少，總費用增加的幅度不會很大，因此該地區從地質條件分析可列為地源熱泵應用的適宜區。現場地質狀況是現場勘察的主要內容之一。地質狀況將決定使用何種鉆孔、挖掘設備或安裝成本的高低。現場勘察的詳細地質資料見附件。在實際工程應用中，地源熱泵技術的經濟性與可操作性還取決于工程場地的地

26、質構造，水文地質條件，工程施工條件等多種因素。3.2.2 氣候條件濟南地處中緯度地帶，由于受太陽輻射、大氣環流和地理環境的影響，屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候。其特點是季風明顯，四季分明，春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季較為清爽，冬季氣溫低，但無嚴寒。年平均氣溫14.3，極端氣溫最高40.5，最低零下14.9。濟南地區建筑的年冷熱負荷相差不大，采用地源熱泵技術，可以基本實現夏季向地下蓄熱，冬季從地下取熱，地熱換熱器的冷熱負荷全年比較均衡的技術要求，系統運行效率高，因此該地區是地源熱泵技術應用的適宜區域。3.2.3 建筑負荷特性辦公樓的負荷變化一般比較緩慢，在濟南地區氣候條件下，辦公建筑的空調熱

27、負荷指標在58-81W/ m2，冷負荷指標為92-120 W/ m2 。由于本工程建筑的節能設計已符合山東省工程建設標準公共建筑節能設計標準中的各項規定，節能可達到65%的要求，考慮一定的安全余量，現估算建筑物的平均熱負荷指標為75W/m2；冷負荷指標為105W/m2。節能公共建筑單位建筑面積設計冷熱負荷相對穩定，空調冷熱負荷變化緩慢，且全年的累計冷熱負荷相差不大，非常有利于地源熱泵系統的運行。這些負荷特點比較適宜地源熱泵空調系統。便于控制系統的初投資，系統運行穩定可靠。3.2.4 地埋管所需空間對于高檔辦公樓，建筑容積率比較低。建筑主體周邊可用空地面積較多，可以用來埋管。另一方面可以充分利用

28、建筑物的地下空間來設置地熱換熱器，減少對周邊地表面積的利用。初步估算本項目有足夠空間埋設地埋管。3.2.5地源熱泵系統的冷熱平衡由負荷計算結果知地下埋管全年冷熱量不平衡率為13%。圖3.3為地源熱泵系統運行20年期間的循環液進出熱泵的月平均溫度變化曲線。由圖1可以看出，在運行一個采暖與空調周期后地下巖土溫度變化幅度很小，但由于地埋管的年取熱量略微大于年釋熱量，所以地下的溫度變化總體上呈緩慢下降的趨勢。取距離周邊鉆孔10m 遠處的巖土溫度作為鉆孔群所處位置的巖土參考溫度。由圖3.3還可以看出，經過20年的模擬運行之后，距離鉆孔10m遠處的平均巖土溫度僅僅比初始溫度的16降低了約1。這說明地埋管在

29、一年的運行周期內，向地下的散熱量與從地下的取熱量基本保持平衡，地下巖土溫度在一個采暖與空調周期后基本回復到初始溫度，這就保證了系統的高效率運行。值得注意的是，即使設計工況為理想工況，即地下巖土的取熱與散熱在一個周期內達到平衡，但在實際運行中，地下巖土的年吸、釋熱量并非要求絕對的平衡，模擬設計結果表明不平衡率在20%以內是可以接受的。當然，這種允許的不平衡率會隨著不同地區和巖土的熱物性、地埋管換熱器所在地點有無地下水流動及其流動特點，以及建筑物的冷熱負荷變化等因素有關，是因地而異的。如果整個地埋管區域存在緩慢的地下水的滲透流動，則對地溫的恢復有積極的影響。可以通過埋地的溫度傳感器來監測地溫變化情

30、況，據此進行運行調節。圖3.3 系統運行20年的月溫度變化模擬曲線如上分析，本項目在設計地源熱泵系統時，地下吸放熱的不平衡程度不大。為保證地源熱泵系統在長期運行中能高效運行，應減小冷熱負荷的不平衡程度。盡量保證在一個供暖空調運行周期內，地下散熱取熱達到基本平衡。本項目可采用如下措施：（1）采取分戶熱計量，提高冬季采暖行為節能的自覺性，提高能源利用率，降低冬季負荷；（2）適當增加夏季空調運行時間。（3）適當提高夏季熱泵機組冷卻水的進出水溫度，增大釋熱量。（4）增大埋管間距可適當地增加地埋管各鉆孔之間的間距，降低埋管間的熱干擾，增大蓄熱體，有利于地埋管從周圍巖土中的提取熱量。（5）間歇運行，有利于

31、地溫的恢復在冬季氣溫較高時，可以間歇性地運行或停止部分熱泵機組，使地下巖土蓄熱體有較長地溫恢復時間，提高換熱溫差，延長系統在高效率點的運行時間。3.3 地源熱泵空調全壽命周期技術經濟分析3.3.1 與常用空調系統的運行費比較根據該建筑的市政資源條件、場地條件、建筑功能及負荷特點，有可能適合本項目的冷熱源方案主要有：(1) 地源熱泵(2) 冷水機組與鍋爐配套(3) 冷水機組與城市熱網配套設定采暖期均按120天計，根據統計資料，大致把整個采暖期劃分為5個負荷系數：0.3、0.5、0.8、0.5和1，對應的運行時間分別為10天、30天、40天、30天和10天，夏季制冷期均按90天計算。表3.1 冷熱

32、源系統運行費用比較冷熱源方式及序號項目方案一方案二方案三地源熱泵冷水機組與燃氣鍋爐配套冷水機組與城市熱網配套季節夏季冬季夏季冬季夏季冬季能源形式電電天然氣電供熱網單 位m3/m2季價格（元）0550.553.40.5524.5負荷累計kW.h266396630612102663966306121026639663061210效 率5.5450.951燃料費用266396.6420916.4304036.31275504.2304036.3單位燃料費用（元/m2.）6.429.787.0629.627.0624.5機房運行費用（元/m2.季）4.5元/m2.兩季冷卻塔運行費用（元/m2.季）無2

33、元/m2.季全年運行費合計（元/m2）20.743.1838.06費用比例12.081843.3.2 與常用空調系統的初投資比較3.2 冷熱源系統初投資比較冷熱源方式及序號項目方案一方案二方案三地源熱泵冷水機組與燃氣鍋爐配套冷水機組與城市熱網配套冷熱水機組（元/kW冷量）800500500燃氣鍋爐（元/kW熱量）300城市熱網（元/m2采暖面積）100冷卻塔（元/kW冷量）無60地下鉆孔及埋管（元/kW）1500無機房水泵、管道、控制基本相同(按40元/m2)建筑物空調末端基本相同（按110元/m2）初 投 資 概 算 比 較 (冷指標72.6W/m2)初投資（元/m2）330267254比例

34、10.80.773.3.3 與常規空調全壽命周期的回收期分析下表對本項目的地源熱泵系統與傳統的空調系統進行了經濟性對比。3.3與常規空調全壽命周期的回收期分析方案地源熱泵系統熱網+水冷機組初投資概算330元/m2254元/m2初投資（萬元）1420.811093.60系統的增量成本（萬元）327.21全年空調運行費用合計（萬元）89.12163.86壽命周期總費用（以系統設計運行20年計算），萬元1782.43277.2系統運行20年地源熱泵可節省運行費用，萬元1167.59投資回收期4.4年說明：表中的數據來自于系統運行模擬的結果與工程經驗，與實際運行狀況會有一定的差別，在此僅作為定性的分析

35、。計算結果表明，地源熱泵系統增加的初投資大約為327.21萬元；但系統可在5年內回收，系統運行20年計，則地源熱泵系統可比分體空調加集中供熱系統節省運行費用1167.59萬元。3.3.4 與常規空調全壽命周期的技術分析傳統的空調系統主要包括風冷的空氣源熱泵和水冷的冷水機組。傳統空調系統的一個主要的弊端是機組的效率隨著夏季室外氣溫的升高或冬季室外氣溫降低而顯著降低。這與建筑冷熱負荷需求趨勢正好相反。在夏季高溫天氣，由于其制冷量隨室外空氣溫度升高而降低，同樣可能導致系統不能正常工作。地源熱泵系統是通過淺層地熱能與建筑實現熱量交換的，地下10m以下的溫度基本上長年恒定，不受室外氣溫的影響，具有冬暖夏

36、涼的特性。同時地源熱泵技術在夏季是將熱量儲存在地下，以備冬季取熱用，減少了城市的熱污染。綜上所述: 方案1：用地源熱泵有較好的節能效果，初投資較高但運行費用低； 方案2：用鍋爐房污染嚴重，運行簡單技術成熟，初投資費用不高但運行費用很高； 方案3：用冷卻塔和市政熱力管網，初投資費用較低，運行費用也不高，但節能效果不明顯。第四章 地源熱泵系統埋管工程技術方案4.1 土壤熱工實驗4.1.1 概述(1) 工程概況該項目為濟南中國鐵建國際城地源熱泵工程。本工程擬采用節能環保的土壤源熱泵系統，提供本工程的冷、熱源。我所對本工程地埋管場地進行了深層巖土層熱物性測試。本次試驗進行了1個孔的測試。測試時間：20

37、11年7月20日7月22日，資料分析：7月24日7月26日。(2) 測試目的地埋管換熱系統設計是地埋管地源熱泵空調系統設計的重點，設計出現偏差可能導致系統運行效率降低甚至無法正常運行。擬通過地下巖土熱物性測試并利用專業軟件分析，獲得地埋管區域基本的地質資料、巖土的熱物性參數及測算的每延米地埋管換熱孔的換熱量，為地熱換熱器設計、換熱孔鉆鑿施工工藝等提供必要的基本依據。(3) 測試孔基本參數表4.1 測試孔基本參數項目測試孔項目測試孔鉆孔深度（m）100鉆孔直徑（mm）160埋管形式單U型埋管材質PE管埋管內徑（mm）26埋管外徑（mm）32鉆孔回填材料原漿主要地質結構基巖 (4) 測試設備本工程

38、采用山東建筑大學地源熱泵研究所自主研制開發的型號為FZL-C（）型巖土熱物性測試儀。該儀器已獲得國家發明專利。并已廣泛應用于北京奧林匹克公園、網球場館、濟南奧體中心等一大批地源熱泵工程的巖土層熱物性測試。(5) 測試結果鉆孔測試結果見表4.2；循環水平均溫度測試結果與計算結果見圖4.2。圖 4.1 地下熱物性參數計算模型表4.2 鉆孔測試結果內容1號測試孔巖土體溫度(初始溫度)16.5巖土體導熱系數W/m1.334巖土體容積比熱容106J/m31.373圖4.2 循環水平均溫度測試結果與計算結果對比圖 (6) 結果分析鉆孔結果表明：該地埋管區域地質構造以基巖為主。具體構造為0-20米，黃土層夾

39、含大量小碎石；21-30米，較完整黃土層；31-32米，完整基巖；33-35米，黃土層夾含碎石；36-45米，完整基巖；46-54米，粘性黃土夾含碎石；55-90米，完整基巖；91-92米，黃泥層；93-100米，完整基巖。測試結果表明：埋管區域的平均綜合導熱系數為1.344W/m，數值較低，平均容積比熱為1.373106J/m3，數值較小。巖土體初始溫度16.5，數值較高。(7) 土壤地層導熱系數綜合評述1) 測試結果表明：該區域土壤地層平均導熱系數較大。測試的鉆孔（100m深）導熱系數：1.344 W/m該地域地下傳熱條件適合使用地埋管地源熱泵空調系統。 2) 初始溫度較低。在約100深的

40、巖土層內平均地溫為16.5。測試結果表明：該埋管區域巖土層的綜合換熱能力強，能夠符合常規設計要求。3) 主要地質構成：據鉆孔結果測試區域地質自地平面下到30m內為粘土層為主，其下為巖石層。4.1.2單位孔深地埋管的換熱量與建議(1) 影響每米孔深地埋管換熱量的因素地埋管單位孔深的熱交換量與多種因素有關。簡述如下：1) 地埋管傳熱的可利用溫差，即U型埋管中的水（循環液）熱交換后允許達到的最低或最高溫度與巖土換熱前未受熱干擾時溫差。可利用溫差與地熱換熱器的設計參數有關。本報告地埋管循環液冬季最低溫度采用4，夏季最高溫度采用32。2) 每年從地下取熱量與向地下釋放熱量是否平衡。二者相差越大，對地熱換

41、熱器換熱效率的影響越大。考慮到測試區域冬季采暖期較長，宜考慮冬季從地下提取熱量與夏季向地下放入熱量的平衡問題。3) 地埋管單位孔深的熱交換量還與地埋管間距、地下水位的高低和巖土層含水量多少等因素有關。(2) 地熱換熱器埋設建議單位孔深換熱量是地熱換熱器設計中重要的數據，它是確定地熱換熱器容量、確定熱泵參數、選擇循環泵流量與揚程、計算地埋管數量與埋管結構等的重要依據。單位孔深換熱量取值偏大，將導致埋管量偏小、循環液進出口溫度難以達到熱泵的要求。結果導致熱泵實際的制熱、制冷量低于其額定值，使系統達不到設計要求。反之，單位孔深換熱量取值偏小，埋管量將增加，工程的初投資增高。但熱泵機組的運行費用將會降

42、低。在地源熱泵運行的額定工況下，針對該地域地質條件深層巖土熱物性的測試情況、考慮到當地地溫初始溫度（16.5）、冬季地埋管循環液溫度設定（48）等因素，提出地埋管方案設計時的參考建議如下：1) 對于De32雙U型地埋管，冬季每米孔深從地下提取的熱量按3438W/m計，夏季每米孔深向地下釋放的熱量按4852W/m計；對于De32單U型地埋管，冬季每米孔深從地下提取的熱量按2832W/m計，夏季每米孔深向地下釋放的熱量按4246W/m計.2) 豎直埋管材料宜采用PE100；鉆孔難度較大，宜采用雙U型豎直地埋管；3) 在地埋管空間充足條件下，為增大蓄熱體、減弱地下冷熱負荷不平衡的影響，應適當加大地埋

43、管間距。建議地埋管間距5m7m。4.2方案設計4.2.1 土壤換熱系統換熱量計算地源熱泵系統實際最大釋熱量發生在與建筑最大冷負荷相對應的時刻。包括：各空調分區內水源熱泵機組釋放到循環水中的熱量（包括空調負荷和機組壓縮機耗功）、循環水在輸送過程中得到的熱量、水泵釋放到循環水中的熱量。將上述三項熱量相加就可得到供冷工況下釋放到循環水的總熱量。即：最大釋熱量空調分區冷負荷（11/EER）+輸送過程得熱量+水泵釋放熱量。由于循環水在輸送過程中得到的熱量、水泵釋放到循環水中的熱量無法精確計算。本設計僅考慮空調負荷和機組壓縮機耗功兩項，并進行修正。4.2.2 土壤換熱系統的設計1） 土壤換熱器的布置由于該

44、項目為高檔辦公樓，建筑主體周圍有大量空地。所以擬劃分兩個埋管區。一區：在主樓前的形象廣場下布置一定的地埋管，埋管間距5m，二區：在裙樓周圍的綠化帶進行埋管，埋管間距5m。2） 土壤換熱器的設計土地埋管采用豎直單U型地埋管。豎直埋管管材采用高密度聚乙烯（PE100）De32。孔間距和行間距均按 5 m 計算，鉆孔深度按 120m 計，鉆孔徑 160 mm，埋深按 2.0 m 考慮。水平埋管總長度可根據地埋管區域、機房位置、分集水器設置位置和水平管連接方式確定。根據地質情況，地下 120 m 范圍內的綜合導熱系數為 1.344 W/(mK)，比熱容為 1373 kJ/(m3K)。經計算，鉆孔數量為

45、 760 個。當地源熱泵系統按以上地埋管方案設置時，計算結果曲線如圖4.3 所示。可以看出，地埋管換熱器的出水最低溫度為 2.9，出水最高溫度為35.9。系統運行一年后，地下平均溫度由16.5下降至16.4。地埋管進、出水溫度的變化不大，其對地源熱泵機組的效率影響很小可以忽略。圖4.3 地源側溫度變化圖3） U型管支管間距半寬及回填材料確定在豎直U型埋管地熱換熱器中，在這樣一個狹小的空間內，支管間必然發生熱回流現象，對實際的換熱效果將產生一定影響。如果處理不當，將產生較大的影響。影響U型埋管支管間熱量回流的因素主要有兩個，一是兩支管間的間距，二是回填材料的導熱率。下圖4.4為鉆孔敷設U型管后的

46、最大余隙，它等于鉆孔直徑減去二倍支管直徑。兩支管中心距等于支管直徑與兩支管間距之和。顯然，支管間距及回填材料導熱率對熱量回流的影響都是單一的。即支管間距越小或回填材料導熱率越大，熱量回流越大。但兩者對地熱換熱器設計容量的影響并不一致，相同負荷下，支管間距小，所需的地熱換熱器容量大。回填材料導熱率大，一方面增加了兩支管間的熱量回流，另一方面，也強化了U型管與土壤間的傳熱。而后者是影響地熱換熱器設計容量的主要因素。該系統采用支管間距為0.5S的U型管埋管方式。圖4.4 U型支管間距回填材料的導熱系數對地下換熱器設計尺寸的影響沒有土壤的導熱系數影響大，這是因為回填材料的導熱系數要小于土壤的導熱系數，

47、而且回填材料的厚度要遠小于土壤層的厚度。之所以加回填材料的原因主要是為了防止地面水通過鉆孔向地下滲透，以保護地下水不受地表污染物的污染，并防止各個蓄水層之間的交叉污染。當然能夠增強換熱能力更好，所以國外現在的回填材料都改進成高導熱系數的材料，以加強傳熱能力。該土壤源地源熱泵系統采用導熱率為2.18W/(mK)的水泥砂漿作為回填材料。第五章 室內空調末端系統5.1中央空調末端形式及原理作為中央空調末端有以下幾種形式：一是全空氣系統；二是風機盤管加新風空調系統；三是地板輻射采暖方式。當空調房間內對溫濕度有較高要求時，可采用第一種方式，該方式具有室內溫度、濕度均勻，在空調啟動的短時間內即可實現室內溫

48、濕度的均勻，對于某些會議室、餐廳等場合可采用該方式。風機盤管加新風空調系統是目前舒適性空調系統廣泛采用的系統形式，它可以根據人員使用情況隨時啟停房間內末端裝置，達到節能的目的。但末端設備的維護工作量稍大。地板輻射采暖方式是目前較為舒適的供暖方式，由于室內溫度梯度為自下而上逐漸降低，正好與其他供暖方式相反，室內人員處于高溫區，舒適感較好，同時在舒適感相同的情況下，可以有效減少輸送熱量，達到節能的效果，目前在北方地區集中供暖中得到廣泛應用。但地板采暖用于夏季供冷時，由于考慮到結露的影響，輸送到地板內水溫不得高于室內空氣露點溫度，同時由于室內的濕負荷需要去除，還需要考慮除濕方法或設備來保證房間濕度恒

49、定。5.2地源熱泵系統室內末端設備的選擇及比較對于采用普通地源熱泵作為冷熱源的中央空調系統，由于機組夏季能夠提供給空調末端設備的冷凍水溫度在7-12以上，冬季提供的熱水溫度在45-50之間。因此末端設備的選取可采用如下方式：方案一，冬夏季室內末端設備均采用風機盤管。該方式控制靈活，室內升溫或降溫迅速，可有效提高舒適度，比較適合應用于間歇運行的辦公建筑、住宅建筑等對濕度沒有嚴格要求的空調場合。方案二，采用集中的空調機組，夏季通過送風管道向空調房間輸送冷風，達到降溫的目的，冬季通過向室內送熱風（或冷風）的方式，達到維持室內溫度的目的。該方式人員舒適度最好，但控制不夠靈活，當該系統內的部分房間不用時

50、，系統能耗并未降低多少。但室內升溫或降溫迅速，可有效提高舒適度，比較適合應用于間歇運行的辦公建筑等空間較大的空調場合。方案三，夏季室內末端設備均采用風機盤管，冬季室內末端設備采用地板輻射采暖方式。該方式控制靈活，室內舒適度高。對于間歇運行的辦公建筑、住宅建筑在非使用階段內可只維持值班采暖溫度，大大減少流量，達到運行節能的目的。方案四，冬夏季室內末端設備均采用毛細管輻射供冷供熱，外加新風系統控制室內濕度。該方式適用于24小時連續運行的空調系統，室內舒適度高，系統初投資低，維護管理方便，但室內濕度控制相對復雜。以上四種方式均為集中中央空調系統形式。方案五，分散式空調方式，即冬夏季室內末端設備均采用

51、分散的空調機組，共用一套室外地下環路泵。該方式無需專用的制冷機房，每個空調房間均設置水-空氣熱泵機組，當用戶不用時，即可靈活開啟或關閉熱泵機組，但室外環路泵一直運行，該系統 運行費用較低，但初投資較高。以上五種方案的經濟性比較見表5.1。以上分析可看出，當對舒適性要求較高時，可采用方案三，從經濟性角度可選擇方案五。實際工程應進行方案比較，綜合分析來確定采用何種方案。對于本項目，由于建筑物的功用為辦公樓切對室內空調舒適性要求較高，因此冬夏采用均風機盤管加新風系統比較有利，一是舒適性好，二是可以根據人員使用情況隨時啟停房間內末端裝置，達到節能的目的。表5.1 地源熱泵系統不同空調末端裝置經濟性比較

52、名稱方案一方案二方案三方案四方案五末端設備名稱風機盤管加新風系統空調機組加送回風管道、風口夏季風機盤管、冬季地板輻射采暖毛細管輻射表面加新風系統分散式熱泵機組末端設備初投資估算 元/m280-100100-120120-140150-170300末端系統運行費用元/m23-54-63-53-510-12機房設備運行費用元/m212-1512-1512-1512-152-3占空間面積一般較大一般一般較小控制性能較好一般較好一般一般空調舒適性較好較好比較舒適一般一般第六章 地源熱泵監測與控制系統6.1地源熱泵監控系統的主要功能地源熱泵技術是一種節能環保的空調系統形式，要想達到地源熱泵在各種地域內平

53、穩、節能運行，自動檢測與控制技術是必不可少的。同時自動控制技術、數據庫技術、通信技術與人工智能技術的結合為系統的優化調節與遠程控制提供重要幫助。地源熱泵監控系統應具備的主要功能有：（1）檢測功能監控系統可以通過安裝在地源熱泵系統現場的各類傳感器，對地源熱泵系統的各種參數（例如，溫度、壓力、流量等）、系統設備的運行狀態（包括熱泵的運行狀態、水泵的運行狀態等）進行檢測。并將這些測量數據通過模擬量輸入通道和數字量輸入通道輸入到計算機進行數據處理分析，并且所有參數均可在顯示器上顯示。實時監測地源熱泵系統的運行狀況是確保系統運行的高效性與可靠性的主要手段。在本項目的地源熱泵系統中，將引入一套智能檢測，見

54、下圖6.1。該測試系統可以自動測試系統的循環液溫度，壓力與流量，系統的制熱量、制冷量以及系統的功耗。該自動控制系統，可實現系統的自動調控，用戶可根據檢測結果，查明故障或調節地下換熱平衡。圖6.1 地源熱泵系統監測原理圖（2）手動/自動模式控制系統可以工作在手動/自動兩種工作模式下。手動和自動模式下均可實現遠程/現場控制和參數設定。（3） 遠程/現場控制控制系統具有遠程控制和現場控制兩種控制功能。尤其對于無人值守的系統，可以通過局域網對熱泵機組、循環泵等進行遠程控制或參數修改等。同時，系統也可以直接操作控制柜，實現現場控制。（4） 自動報警功能當地源熱泵系統在運行過程中某一參數超過了其上、下限設

55、定值、或設備故障時，系統會自動提示報警信息。對一些必要的參數，監控系統還設置了報警聯動功能，即超限時地源熱泵系統會自動停止運行。（5） 歷史數據記錄和報表統計為了便于系統分析和智能優化控制，將采集的動態數據存入歷史數據庫，隨時提供查詢和打印參數變化實時趨勢圖和歷史趨勢圖、報警記錄和數據記錄報表等。6.2地源熱泵自動控制系統地源熱泵系統的控制主要包括以下幾個方面：（1） 自動啟停根據事先排定的工作及節假日作息時間表，啟停熱泵機組、冷凍水泵、電動蝶閥、冷卻水泵、換熱器。（2） 機組最佳臺數優化控制其關鍵問題是確定當前工況下末端需冷量。實測供回水溫差和循環水流量可以得到當前系統消耗的冷量。但是這一冷

56、量是否就是實際的需冷量還要考慮末端的控制調節方式。當末端對水側進行調節，會導致供回水溫差加大；若末端對水側不調節，通過變風量對空調房間調節時，會導致供回水溫差變小。因此若要對機組進行優化控制，還需要得到末端裝置的控制方式及空調房間環境參數的實測數據來綜合分析決策。自動調整熱泵機組運行臺數，達到最佳節能目的。（3） 負荷側循環水壓差控制根據供回水壓差，通過變頻調速器自動調節循環水泵的供電頻率，改變循環水流量。假如將流量控制到原來的一半，則將電機的轉速控制到原來的一半就可實現。與調整閥門開度相比，節能效果非常明顯。（4） 地源側循環水溫度控制根據地源側循環水的進出口溫差通過變頻調速器自動調節循環水

57、泵的供電頻率，改變地源側循環水流量。若地源側出水溫度基本保持不變，可以地源側回水溫度為控制參數來進行控制。（5） 機組連鎖控制啟動過程：打開地源側循環水泵電動蝶閥，啟動地源循環水泵。打開負荷側循環水泵電動蝶閥、啟動負荷側循環水泵；檢查系統定壓點壓力，如果是補水泵定壓，當定壓點不足時，啟動補水泵；啟動熱泵機組。停止過程：停止熱泵機組；5分鐘后停止負荷側循環水泵，關閉負荷側循環水泵電動蝶閥。停止地源側循環水泵，關閉地源側循環水泵電動蝶閥。（6） 水泵保護控制對于熱泵機組，運行時其蒸發器和冷凝器的水側必須保證足夠的流速，在此采用“流速開關”，管道內的流體流速不同，流速開關的位移不同，根據要求的最小流

58、速，把流速開關設定到最小流速的位置，當通過管道的流速高于最小流速時，開關閉合，電路接通；當管道內的流速低于最小流速時，開關斷開，電路中斷。系統啟動時，根據流速開關的狀態決定熱泵機組的啟停；系統運行期間，若流速開關斷開，則水泵故障報警、備用泵投運。（7） 系統定壓點控制檢查系統定壓點壓力，當壓力低于定壓點壓力下限時，啟動補水泵或打開補水電磁閥，當定壓點壓力高于定壓點壓力上限時則關閉。（8） 故障報警自動監測機組、冷凍水泵的運行狀態。冷凍水，冷卻水溫度、壓差超限報警，機組、水泵故障超載報警。（9） 連鎖保護開機順序 : 換熱器閥門-機組冷卻水側閥門- 冷卻泵- 機組冷凍水側閥門- 冷凍泵- 熱泵機

59、組關機順序 : 熱泵機組- 延時3分鐘關冷凍泵- 機組冷凍水側閥門-冷卻泵- 機組冷卻水側閥門- 換熱器閥門 相關設備的開/關需經確認后才能開/關下一設備，如遇故障則自動停泵。（10） 保護控制冷凍泵、冷卻泵啟動后，水流開關檢測水流狀態，如遇故障則自動停泵，冷凍泵、冷卻泵運行時如發生故障，備用泵自動投入使用6.3 運行維護（包括建筑用能管理制度、操作規程、定期能耗統計報告及設備養護等）要保持地源熱泵系統長期、高效運行，首先要制定科學合理的運行策略，編寫地源熱泵空調系統操作及設備養護手冊。對地源熱泵系統的使用者進行適當的崗前培訓，掌握正確的操作流程。應對用戶進行地源熱泵工作原理的簡單介紹，使用戶

60、可以根據測試數據，宏觀的調控地下換熱平衡，保持地埋管換熱系統較高的換熱效率。例如根據熱泵的進出口水溫，適當增大空調負荷或延長制冷時間，減少地下冷熱負荷的不平衡率。 制定標準的能耗統計表格，使用戶可以方便直觀的填寫各自地源熱泵系統的能耗，直接發送到項目的能源中心，為進一步分析地源熱泵系統運行性能，提高系統效率提供真實可靠的數據。第七章 技術支持（包括：項目執行單位的技術力量描述、技術合作單位介紹）技術支持單位山東建筑大學地源熱泵研究所，近十年來系統深入地研究了淺層地熱能在建筑中利用的傳熱規律及其高效應用關鍵技術。在消化吸收國外先進技術的基礎上，在地源熱泵空調技術的理論基礎、技術開發和工程應用三個

61、方面都取得重要成果。創建了基于地下傳熱解析解和疊加原理的地熱換熱器傳熱分析方法；開發了地熱換熱器優化設計模擬軟件；研發了能夠用于現場確定深層巖土熱物性的測試方法和測試儀；開發了基于水泥砂漿、石英砂和改性添加劑的高性能回填材料；建設了地埋管淺層地熱能利用示范工程；在International Journal of Heat and Mass Transfer等學術刊物上發表論文80余篇。并編入了國家標準地源熱泵系統工程技術規范；獲得了4項發明專利，取得2項實用新型專利。出版專著地埋管地源熱泵技術；研究成果在北京奧林匹克公園、武漢新建火車站及濟南奧體中心等300余項工程中應用。形成了有中國特色的和

62、有自主知識產權的地埋管地源熱泵系統技術集成，作為項目主持單位，2010年獲得國家科技進步二等獎1項（太陽能和淺層地熱能在建筑中利用的關鍵技術開發與應用）、2009年獲教育部科技進步二等獎1項（淺層地熱能優化利用技術的研究與應用）、2008年獲山東省科技進步二等獎1項（民用建筑節能設計標準編制）；2010年獲濟南市技術發明二等獎1項（地埋管地源熱泵系統技術集成及其推廣應用）、2007年獲建設部科技進步三等獎1項（地源熱泵系統工程技術規范編制）。2004年獲我省科技進步二等獎，2006年該成果被評為建設部節能省地型建筑推廣應用技術。在國際上產生重要影響，為地埋管地源熱泵這一節能減排新技術的推廣應用做出重要貢獻。山東建筑大學地源熱泵研究所成立于2001年，專門從事地源熱泵空調技術的研究和推廣應用，取得了顯著的成績，同時也培養了一批地源熱泵技術的研究骨干和工程技術人才，在國內外的同行中有重要影響。47- -