议水源热泵在冬季供暖中的应用.doc

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1、议水源热泵在冬季供暖中的应用摘要：本文首先介绍了水源热泵系统的概念和工作原理，并与常用供暖形式从能源利用角度进行了对比，得出水源热泵技术是利用可再生能源的一种新技术，是理想的供暖供冷系统，应得到大力推广。随后，详细地描述了水源热泵系统的特点，并介绍了水源热泵在地热供暖中的实际应用，特别介绍水源热泵能有效利用地热尾水，挖掘地温潜能，同时对夏热冬冷地区利用地表水的水源热泵工程做了简单介绍。关键词：水源热泵；冬季供暖；应用分析1前言21世纪是人类发展史上伟大而进步的时代。人们在享受技术创造文明的同时，也在承受各种各样的“报复”与惩罚，尤其是人类居住区的环境危机。如能源短缺、土质及水源劣化、气候变暖、

2、沙尘暴等等。怎样使技术这把“双刃剑”有益于人类的生存和繁衍，是建筑环境事业在世纪之交面临的严峻挑战。2水源热泵系统水源热泵空调系统是一种从地表水或地下水中提取热量的高效、节能、环保、再生的供热（冷）系统。该系统结合成熟的热泵技术、暖通空调技术配套地质勘察成井技术于一体，在相对稳定的水体温度下高效、稳定、经济地运行。为用户供热时，水源中央空调主机从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源热泵送到高温热源，以满足用户供热需求。为用户供冷时，水源中央空调系统将用户室内的余热通过水源热泵转移到水源水中，以满足用户制冷需求。2.1水源热泵空调系统的一般性特点（l）节能。冬季投人1kw电能，可得到4kw左

3、右的热能；夏季投人1kw电能，可得到4kw以上的冷量，能量利用律是电采暖方式的3一4倍以上。（2）环保。没有冷却塔、不需要小型锅炉。不产生像冷却塔常见的“军团菌”、噪音等污染物，也没有像小型锅炉对城市环境产生的大量粉尘，有害气体等污染物。（3）省地。省去了锅炉房以及与之配套的煤场和渣场，节省了土地资源。（4）节水。以水为源体，吸收或向其释放热量，从而达到供暖或制冷的作用，既不消耗水资源，也不会对环境造成污染。（5）节资。由于全年性高效运行，直接使用费用只有传统方式的1/2一2/3。3北京地热采暖水源热泵利用示范工程为了在北京市的大气环境治理工作中作出贡献，建设了北京市水源热泵利用示范工程。示范

4、工程针对目前地热供暖中存在的不足进行了精心的研究，将目前国内外较先进的技术集于一体，以实现有效利用地热资源、扩大供暖面积、降低能耗的目标。为此本工程供暖系统设计为典型的地热水三级三区梯级利用，间接供暖流程，结合水源热泵系统，尽可能地降低地热尾水排放温度，且整个过程利用计算机对系统进行检测和控制，对系统末端进行了不同散热方式（散热片、风机盘管、地板采暖）的散热效果试验。3.1工程概况地热采暖示范工程之一的建设地点位于北京市朝阳区安外立水桥地质大院院内。建设内容是钻探一眼设计深3200m的地热抽水井及设计深3000m的地热回灌井，并建设相配套的热泵供暖系统，建设相应新管网并改造部分旧管网，对地质大

5、院院内约25000平方米扩建筑面积现有锅炉供暖系统改造为地热供暖系统。3.2工艺技术方案3.2.1计算参数（l）采暖空调室外计算参数冬季室外计算干球温度一9，相对湿度58%；夏季室外计算干球温度33.2，湿球温度26.4，大气压998.6kpa。（2）采暖空调室内计算参数冬季室内设计温度16一18，相对湿度小于50%；夏季室内设计温度25一27，相对湿度小于55%。3.2.2热、冷负荷计算根据建设部建筑设计院、北京市建筑设计院编纂的建筑设备专业设计技术资料以及建筑节能设计标准（JGJZ斤一86）等标准及数据，作如下选择及计算：供暖面积热指标取50W/m2，供冷面积冷指标取80W/m2。这样南院

6、家属楼热负荷为仗刃kw，北院单身宿舍及办公楼热负荷为450kw。南院办公楼热负荷为200kw，南院办公楼夏季冷负荷为320kw，则总热负荷为1250kW。3.2.3地热井系统70的地热水经深井泵抽至平衡水箱.使用平衡水箱主要原因是深井泵流量和扬程可调范围较小，若运用变频直调深井泵，则不能达到自控设计效果且运行不稳定。地热水经地热给水泵送至一级板换。根据设计数据，31m3/h的70地热水经一级板换后，一级地热尾水降至54，再至二级板换，换热后二级地热尾水温度为38，最后部分二级尾水至三级板换，换热后温度降至13排放掉。3.2.4自控技术方案（l）自控系统构成地热采暖示范工程采用了计算机自动检测控

7、制系统，即Doc系统，主要由一台IPC上位机和五个st-2000工作站组成，通讯方式采用现场总线通讯传输，每个工作站都有一块CPU-222和两块EM235模板，主要负责采集各点的参数及对各潜水泵、给水泵、循环泵、阀门等进行部分过程调节控制。系统中五台微机电控柜对各类泵均设有手动工频、手动变频、PLC自动、IPC自动等多种功能，以满足不同工况要求。（2）自控实现目标本计算机自动监测控系统经过二、三个采暖季的调试，将达到下列控制技术指标：供暖平均耗能为30W/m2；供暖平均耗水为18m3/h；供暖平均耗电为6.7kwh/m2。4、地表水水源热泵工程示例宁波银凤度假村为一四星级酒店，空调系统采用了地

8、表水源热泵系统。但其取水方式上具有很强的独特性。虽然系统是地表水源热泵系统，但是水泵却从开挖的大约9m的水井内抽取地表水，经循环后不用回灌，而是直接排至园区内的水体内作水景用；一部分排至游泳池的屋面，形成水幕，靠自然重力排入卵石层，以降低太阳的热射负荷3。这种取水方式可以得以实施，和银凤度假村的地理因素有直接的关系。度假村坐落于剡溪千年古河床上，河床上的卵石层深度达9m，具有高含水量，高孔隙比，高渗透性等特征，通过地表水为载体，经砂滤位差渗流与地下土壤相连进行冷热交换。这种取水方案的使用，进一步提高了地表水的利用品质。也使得空调系统在运行中表现了较好的节能性。和宁波工程采用相似取水方案的工程在

9、张家界也有应用。张家界市通达国际酒店位于张家界市澧水河旁，是集餐饮、住宿、娱乐于一体的四星级酒店，建筑面积22000m2，设计冷负荷2100KW，热负荷1600KW，卫生热水负荷380KW。考虑到节省投资降，低运行费用，且达到环保要求，工程采用水源热泵系统，选用6台SM-80Q（R）机组，直接从澧水河中取水作为冷热源。因澧水河枯水期和丰水期水位相差较大，直接从河水中取水，取水头不好固定，因此在河边挖两口取水井。该井深10.5m，直径2m，潜水泵直接放入井中，夏季河水设计供回水温度为2226，冬季为84，系统使用两台潜水泵，每台水流为165 m3/h，扬程为40m，功率为30KW4。结语从以上分

10、析中可看出，水源热泵供暖是可行的。对于夏热冬冷地区冬季供暖的问题，可以有效利用地下水或地表水。特别是夏热冬冷地区地表水水系发达，利用热泵供暖属于环保、安全、绿色、节能采暖新理念，开创了一种新的环保采暖方式。随着环境问题的日益严重和人们环保意识的增强，热泵供暖必将得到广泛的推广和应用。参考文献：1 冯渝荣.某节能小区水源热泵空调系统冬季采暖运行的经济分析 J1制冷与空调， 2002， 2 （4）：68）7212 李文伟.北京地热供吸示范工程报告书.2（X）1.3侯建松，柴宏强. 某度假村水源热泵空调系统的设计方案选择与分析J.能源工程，2004，6：62-63.4 崔海成.地表水水源热泵系统在工程中的应用J.工程建设与设计，2008， 04：1-2.4