淺談水源熱泵與地?zé)峋木C合利用_secret

1、淺談水源熱泵與地?zé)峋木C合利用摘要：本文結(jié)合工程實(shí)際，介紹了地?zé)峋菁壚玫姆绞?。地?zé)峋捌湎丛∥菜ㄟ^水源熱泵將其能量提取作為空調(diào)系統(tǒng)的熱源。關(guān)鍵詞：地?zé)幔‥arth's internal hot water）、水源熱泵（Water-source heat pump）、洗浴尾水（Bath Wastewate）、地?zé)崽菁壚茫–ascade use of the Earth's interior hot water）、正文：地?zé)崾且环N在合理利用條件下可再生的清潔能源。地?zé)豳Y源的利用可以大大降低煤炭、石油等的消耗，有利于減少二氧化硫等的排放，改善居住環(huán)境。國家鼓勵(lì)合理的進(jìn)行地

2、熱資源的開發(fā)利用。山東省已探明四個(gè)地?zé)岱植紖^(qū)：魯東、沂沭斷裂帶、魯中南及魯西北。地?zé)豳Y源并非取之不盡、用之不竭，為保持地?zé)豳Y源的永續(xù)開發(fā)利用，山東省地礦局在德州、威海進(jìn)行了地?zé)峄毓嘣囼?yàn)；地方管理部門已經(jīng)采取了GPRS自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對部分地?zé)峋M(jìn)行監(jiān)控。一、聊城市地?zé)崂矛F(xiàn)狀 據(jù)了解聊城市目前已測算出的地?zé)峥偯娣e達(dá)1806.21平方千米，占全市土地總面積的21，共開采地?zé)峋?0眼，聊城城區(qū)范圍內(nèi)已開采地?zé)峋?3眼，多為房地產(chǎn)公司、賓館飯店、大學(xué)等企事業(yè)單位開發(fā)利用，主要用于住宅小區(qū)供熱、洗浴等。二、地?zé)峋梅绞降膶Ρ任夜緮M建項(xiàng)目欲采用一眼地?zé)峋脕碜鱿丛?。一眼地?zé)峋某鏊扛鶕?jù)聊城市已建

3、項(xiàng)目的情況可以達(dá)到120m3/h,出水溫度可以達(dá)到55左右。根據(jù)聊城市其他項(xiàng)目對于地?zé)崴睦梅绞?直供直排方式（圖1），地?zé)崴畯牡叵氯〕龊?，直接進(jìn)入建筑物用戶室內(nèi)散熱器，地?zé)崴疅崮芾寐蕵O低。直排直供的利用方式，按地?zé)峋?20m3/h，出水溫度55，空調(diào)末端出水溫度45則(1)、Q：地?zé)崴崃?kw)；Q1.163mtm：地?zé)峋盟?m3/h)；t：供熱過程供回水溫差（）；55-45=10計(jì)算Q=1395.6kw(2)、供暖面積：管線損失系數(shù)，取1.05qF：單位面積熱指標(biāo)，參照北京地區(qū)不同建筑物的采暖指標(biāo)，連續(xù)供暖取50w/m2。計(jì)算s=2.7萬m2遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足7萬平方米酒店的洗浴

4、和冬季空調(diào)需求。但是對于5萬平方米左右采用地板輻射采暖的住宅小區(qū)和單純洗浴使用，均可滿足要求。為了對于地?zé)峋M(jìn)行綜合利用結(jié)合酒店的中央空調(diào)系統(tǒng)我們采用下面的方式利用水源熱泵機(jī)組對地?zé)崴M(jìn)行梯級利用（如圖2）。此種方式可以將地?zé)峋拖丛∥菜畠?nèi)的熱量通過熱泵機(jī)組提取出來，最后回灌水（向周圍環(huán)境排放水）的溫度可以達(dá)到10，按照上述計(jì)算方法，一口井至少可以帶12萬平米左右的采暖，可以滿足酒店的采暖和洗浴需求。三、初步設(shè)計(jì)方案1、工程概況工程概況：*項(xiàng)目，總建筑面積約為50700，其中接待部分建筑面積為4700，餐飲建筑面積為4900，會議建筑面積為4670，娛樂建筑面積5950，住宿建筑面積2078

5、0，貴賓樓7500。酒店內(nèi)有恒溫游泳池，水面面積為402，淋浴噴頭26個(gè)，客房可住人數(shù)約為194人?，F(xiàn)有熱源為地?zé)峋?，可?055的熱水。要求滿足整個(gè)酒店的制冷、采暖及全年的衛(wèi)生熱水需求。技術(shù)方案：考慮現(xiàn)有熱源水，推薦采用藍(lán)德生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)型滿液式水源熱泵機(jī)組，滿足該建筑冬季采暖、夏季制冷及全年提供衛(wèi)生熱水需求。由于熱源水溫度較高，夏季散熱困難，建議利用冷卻塔輔助散熱，以達(dá)到節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。2、 空調(diào)設(shè)計(jì)依據(jù)1）GB50243-2002通風(fēng)與空調(diào)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范2）GBJ23-96機(jī)械設(shè)備安裝施工及驗(yàn)收通用規(guī)范3）TJ304-74建筑安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)4）TB1223-8

6、6通風(fēng)空調(diào)機(jī)安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)5）GB50235-97工業(yè)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范A.空調(diào)負(fù)荷的確定建筑建筑面積（）冷負(fù)荷指標(biāo)（W/）總冷負(fù)荷（KW）熱負(fù)荷指標(biāo)（W/）總熱負(fù)荷（KW）接待部470012056470329餐飲部490015073570343會議室467012056070327娛樂部595015089370417客房部207801002078801662貴賓樓750010075080600總計(jì)4850055803678B、 衛(wèi)生熱水負(fù)荷確定1.該大酒店，約有194個(gè)床位。該建筑的自來水溫度暫按15計(jì)算。該酒店衛(wèi)生熱水最大小時(shí)用量為：Qh=Khmqr/T式中 Qh最大小時(shí)熱水用量 Kh小時(shí)

7、變化系數(shù) m用水計(jì)算單位數(shù) qr熱水用水定額 T熱水供應(yīng)時(shí)間Qh=5.61×194×120L/24=5.44m3/h.衛(wèi)生熱水負(fù)荷為5.44×1.163×（50-15）221KW2.現(xiàn)有淋浴噴頭26個(gè)。該洗浴中心衛(wèi)生熱水最大小時(shí)用量為：Qh1=qh·n0·b式中 qh最大小時(shí)熱水用量； n0同型衛(wèi)生器具數(shù)； b在一小時(shí)內(nèi)衛(wèi)生器具同時(shí)使用的百分比； Qh1=150×26×0.5=1950L/h=1.95m3/h衛(wèi)生熱水負(fù)荷為1.95×1.163×（50-15）79KW3. 402泳池?zé)崴?fù)荷確定游

8、泳池的402m3的溫水，熱負(fù)荷按每平方米水面0.4KW估算，假設(shè)水池的水面面積為200m2，則水池的加熱負(fù)荷為：402m2×0.4KW/m2=161KW則衛(wèi)生熱水總熱負(fù)荷為221+79161=461KWC、 方案說明及主機(jī)性能參數(shù)：根據(jù)該建筑的功能及特點(diǎn)，經(jīng)過方案論證，我們推薦以下技術(shù)方案：推薦末端采用風(fēng)機(jī)盤管水系統(tǒng)，推薦機(jī)房選用2臺型號為GSHP-C1908D標(biāo)準(zhǔn)型滿液式水源熱泵機(jī)組，1臺型號為GSHP-C0628DS完全熱回收型滿液式水源熱泵機(jī)組及1臺型號為CTSC-1876滿液式冷水機(jī)組（注釋1）。所選的標(biāo)準(zhǔn)型滿液式熱泵機(jī)組與滿液式冷水機(jī)組均為雙機(jī)頭機(jī)組，即每臺機(jī)組有兩個(gè)壓縮機(jī)

9、，因此整個(gè)系統(tǒng)共7臺壓縮機(jī)，互為備用，提高系統(tǒng)的安全性及可靠性，且還可根據(jù)酒店的入住率通過開啟壓縮機(jī)的臺數(shù)進(jìn)行部分負(fù)荷的調(diào)節(jié)，以達(dá)到節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用的目的。由于熱源水溫度較高，冬季利用板式換熱器提取地?zé)峋械臒崃窟M(jìn)行采暖，夏季利用冷卻塔進(jìn)行輔助散熱。冬季采暖如圖所示。冬季：2臺GSHP-C1908D主機(jī)滿足該酒店的采暖需求， GSHP-C0628DS完全熱回收機(jī)組專門制取衛(wèi)生熱水；夏季：四臺主機(jī)全部開啟，共同承擔(dān)該酒店的冷負(fù)荷需求，且GSHP-C0628DS主機(jī)在制冷的同時(shí)回收系統(tǒng)的熱量制取衛(wèi)生熱水，基本為免費(fèi)；過渡季節(jié)：GSHP-C0628DS主機(jī)專門制取衛(wèi)生熱水。所選GSHP-C1908D機(jī)

10、組技術(shù)參數(shù)如下：項(xiàng) 目制 冷制 熱機(jī) 型GSHP-C1908D制 冷（熱 ）量1668KW1910KW系統(tǒng)水溫度1274045流量287m3/h328m3/h二次水溫度157流量161m3/h熱源水溫度30355034流量345m3/h81m3/h輸入功率340KW410KW能效比4.914.66所選GSHP-C0628DS機(jī)組技術(shù)參數(shù)如下：項(xiàng)目制冷的同時(shí)制取衛(wèi)生熱水制衛(wèi)生熱水制冷量627KW制熱量467KW627KW系統(tǒng)水溫度127流量80m3/h熱源水溫度157流量51m3/h衛(wèi)生熱水溫度4550155045501550流量108m3/h15.4 m3/h108m3/h15.4 m3/h輸

11、入功率149KW149KW能效比4.214.21項(xiàng)目制 冷制冷量1876KW系統(tǒng)水溫度127流量323m3/h冷卻水溫度3035流量388m3/h輸入功率378KW能效比4.96所選CTSC-1876機(jī)組技術(shù)參數(shù)如下：注：以上四臺機(jī)組總制冷量為5679KW；總制熱量為3820KW；均能滿足該酒店的制冷及采暖需求。四、結(jié)論：本方案除可以節(jié)省熱力增容費(fèi)用及昂貴的燃?xì)忾_口費(fèi)用（聊城市熱力增容每平方米25元，燃?xì)忾_口費(fèi)用按照日最大用氣量每方680元），其運(yùn)行成本也是比較低的。參考文獻(xiàn)：地源熱泵尾水利用，北京華清集團(tuán)； 煙臺藍(lán)德空調(diào)技術(shù)樣本資料；注釋一 ：1，滿液式是相對于干式說的，指的是換熱器的形式，

12、換熱器形式為殼管式換熱器（用作蒸發(fā)器或者冷凝器），滿液式指管程走水，殼程走制冷劑。2，“滿液式冷水機(jī)組”，是對一種制冷機(jī)組的習(xí)慣命名法，這種“冷水機(jī)組”一般用于中央空調(diào)的冷源，或者空調(diào)工況的制冷，輸出的是低溫的冷水，通常叫做“冷凍水”，故而得名。一般把只能制冷的叫做冷水機(jī)組，而能同時(shí)制熱的，我們叫做“熱泵”機(jī)組。而“滿液式”是指機(jī)組所用的“殼管式蒸發(fā)器”采用了“滿液式蒸發(fā)器”的形式，這是區(qū)別于“干式”、“降膜式”的一種殼管式蒸發(fā)器。它的“殼程”內(nèi)走制冷劑循環(huán)，“管程”內(nèi)走冷凍水循環(huán)，從剖面上看，就好像是筒體里有大半筒制冷劑，而走水的管束浸泡在制冷劑里。它和“干式蒸發(fā)器”剛好相反，干式的是“管程

13、”走制冷劑，“殼程”走水，好比制冷劑管束浸泡在水里。滿液式蒸發(fā)器，以及滿液式機(jī)組，比起干式蒸發(fā)器/干式機(jī)組來說傳熱效率更高，出水溫度與蒸發(fā)溫度的趨近溫差小，沿程阻力小，適合循環(huán)量大的機(jī)組（比如離心機(jī)），制冷效果好。但是制冷劑充注量要求大，并且需要專用的回油系統(tǒng)，幫助壓縮機(jī)回油。如果在機(jī)組名字前再加上“水冷”，則是指機(jī)組的冷凝器形式，采用水冷卻還是空氣冷卻，分為風(fēng)冷、水冷。如果再加上壓縮機(jī)的形式“活塞式、螺桿式、離心式”，那么就是完整的機(jī)組命名了。比如“水冷螺桿滿液式冷水機(jī)組”。在大部分場合，為了簡略，會省卻其中一兩個(gè)部件的名稱，只提和上下文相關(guān)的名稱，比如“滿液式冷水機(jī)組”（可能是只為了強(qiáng)調(diào)“

14、滿液式”）。熱回收：熱回收機(jī)組通過回收冷卻水系統(tǒng)中的散熱量，用于加熱、余熱生活熱水或生產(chǎn)工藝熱水，不但可以實(shí)現(xiàn)廢熱利用，減少冷凝熱對環(huán)境產(chǎn)生的熱污染，又可減少冷卻塔的運(yùn)行費(fèi)用和噪聲。熱回收技術(shù)應(yīng)用于低溫?zé)崴念A(yù)熱，使其熱交換效率更高；應(yīng)用于高溫?zé)崴募訜?，會增加冷水機(jī)組的功耗，但總功耗相對于用鍋爐加熱來講還是節(jié)約很多的，所以無論是利用熱回收進(jìn)行預(yù)熱還是加熱熱水，都可以節(jié)省大量的系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。普通冷水機(jī)組工作原理： 普通冷水機(jī)組將冷凍水系統(tǒng)中的熱量吸收并釋放到冷卻水系統(tǒng)中，由冷卻水系統(tǒng)通過冷卻塔將這些熱量直接散發(fā)到大氣環(huán)境中去。一臺1000冷噸的冷水機(jī)組的最大排熱量相當(dāng)于一臺7噸的熱水鍋爐供熱量。 特點(diǎn)： 熱回收機(jī)組的制熱