當今社會環(huan)境(jing)污(wu)染與能(neng)(neng)源危(wei)機已成為(wei)全人類必須面對并要加以解決的重大課題(ti),在這(zhe)種背景下,以環(huan)保和節能(neng)(neng)為(wei)主要特征的綠色建(jian)筑及相應(ying)的供暖空調(diao)系統應(ying)運(yun)而生,而水(shui)源熱泵技(ji)術正(zheng)是滿足這(zhe)些要求的比較(jiao)有(you)代表性的低耗能(neng)(neng)新型(xing)供暖空調(diao)技(ji)術。
熱(re)泵機組(zu)由于其具有節(jie)能(neng)、環保及冷暖(nuan)聯供(gong)等優(you)點,目前在國內(nei)廣泛應用。水(shui)源熱(re)泵技(ji)術是利用地球表面淺(qian)層水(shui)源和(he)地熱(re)能(neng)而形成(cheng)的(de)低溫低位熱(re)能(neng)資源,并采(cai)用熱(re)泵原理,通過(guo)少的(de)高(gao)位電能(neng)輸入,實現低位熱(re)能(neng)向高(gao)位熱(re)能(neng)轉(zhuan)移的(de)一(yi)種技(ji)術。
水源熱泵空調系統是一種可以利用地球表面淺層水源 (如地下水、河流和湖泊) , 和人工再生水源(工業廢水、中水、地熱尾水等)的既可供熱又可制冷的高效節能空調系統(tong)。水(shui)(shui)源(yuan)熱(re)泵通(tong)過輸入少(shao)量的(de)高品位能(neng)(neng)源(yuan)(如(ru)電(dian)能(neng)(neng)),實(shi)現(xian)低溫位熱(re)能(neng)(neng)向高溫位熱(re)能(neng)(neng)的(de)轉(zhuan)移。 將水(shui)(shui)體和(he)地層(ceng)蓄(xu)能(neng)(neng)作為冬、夏季的(de)供(gong)暖熱(re)源(yuan)和(he)空調(diao)冷(leng)源(yuan),即在冬季,把水(shui)(shui)體或地層(ceng)中的(de)熱(re)量“取(qu)”出(chu)來,提高溫度后,供(gong)給室內采暖;夏季,把室內的(de)熱(re)量”取(qu)”出(chu)來,釋放到(dao)水(shui)(shui)體和(he)地層(ceng)中去。
對于水源熱泵的節能及運行(xing)效(xiao)果,本文結合-個正在運行(xing)的工程實例, 用(yong)實際數字(zi)對水源熱泵的節能及運行(xing)效(xiao)果作進一(yi)步探討。
例如本(ben)項(xiang)目漯(luo)河(he)市城鄉一(yi)體(ti)化示范區建業桂園小(xiao)區建設地(di)點位(wei)于漯(luo)河(he)市千(qian)山路與淞江路交(jiao)(jiao)叉口東北角(jiao),總建筑(zhu)(zhu)面(mian)積(ji)為(wei)186780m2,由一(yi)期(建筑(zhu)(zhu)面(mian)積(ji)約(yue)為(wei)106400m2)和(he)二期(建筑(zhu)(zhu)面(mian)積(ji)約(yue)為(wei)80380m2)組成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)。其中二期土建主體(ti)已基本(ben)建成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng),預計在2020年(nian)5月開(kai)始交(jiao)(jiao)房;一(yi)期預計建成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)交(jiao)(jiao)房時間為(wei)2022年(nian)底。經調查,建業桂園住戶有穩定的熱負荷需(xu)求。漯(luo)河(he)市地(di)熱源比較豐富(fu),地(di)下深(shen)水(shui)井成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)井深(shen)度(du)為(wei)1200米左右,預計出(chu)水(shui)量為(wei)50立(li)方/小(xiao)時左右,井口出(chu)水(shui)溫度(du)約(yue)為(wei)55℃左右。
通過全(quan)年(nian)逐時熱負(fu)荷模擬(ni),結合該地區同類建筑實際能耗(hao)數(shu)據,初步預測(ce)項目全(quan)年(nian)需熱量約為746萬kWh/a。
漯河供(gong)熱配套費(fei)為50元/m2,供(gong)熱收費(fei)為0.17元/m2.天,供(gong)暖(nuan)時(shi)間為120天。
考慮到各建筑的同時(shi)使用情況,通(tong)過全年逐時(shi)負(fu)(fu)荷模擬分析,初(chu)步預測項(xiang)目最(zui)大(da)熱負(fu)(fu)荷為5230kW,供熱供回(hui)水(shui)溫(wen)度(du)為45/35℃。
方案采用(yong)高(gao)溫(wen)(wen)區板式(shi)換熱器換熱 + 低溫(wen)(wen)區水源(yuan)熱泵主機制熱配合(he)供熱,根(gen)據甲方提供資料(liao)說明,考(kao)慮到各建筑的同時使用(yong)情況(kuang),通(tong)過全年逐時負(fu)荷(he)模擬分析,最大熱負(fu)荷(he)為5230kW,供熱供回水溫(wen)(wen)度(du)(du)為45/35℃。參考(kao)當地深層(ceng)水井取(qu)熱的項目情況(kuang),設計單口井取(qu)水溫(wen)(wen)度(du)(du)55度(du)(du),流量50噸/小(xiao)時,按照(zhao)回灌水溫(wen)(wen)10度(du)(du)計算:
Q = C*M*?t
單(dan)口地(di)熱井可提供(gong)換熱量為(55-10)*50*1.163=2616.75KW
由于深層水(shui)(shui)井(jing)(jing)取水(shui)(shui)溫度高(gao),我們采(cai)用高(gao)溫區(qu)板式換(huan)熱器先提取一部分熱量直接加熱采(cai)暖用水(shui)(shui),設(she)計(ji)高(gao)溫區(qu)板式換(huan)熱器側進(jin)水(shui)(shui)溫度55度、出水(shui)(shui)溫度37度,冷側進(jin)水(shui)(shui)溫度35度、出水(shui)(shui)溫度45度。計(ji)算得(de)到在(zai)滿足最大(da)熱負荷時(shi),需(xu)要(yao)(yao)2口井(jing)(jing),考慮(lv)到深層井(jing)(jing)取水(shui)(shui)后(hou)的回(hui)灌(guan)要(yao)(yao)求,本方案共需(xu)要(yao)(yao)6口地熱井(jing)(jing)(2口地熱抽水(shui)(shui)井(jing)(jing)+4口地熱回(hui)灌(guan)井(jing)(jing))。
本方案在一、二期項目分別設置能源站滿足各自總用能面積的冬季采暖,同時考慮兩個能源站一次水的互通。在運行費用方面大大低于其他系統,經濟效益明顯(xian)。按每年入(ru)住情況,6年左右即可回收成(cheng)本。
1)從(cong)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)即(ji)可得出(chu),水源熱泵空調系統(tong)具有效率(lv)高、節能、環保的(de)(de)優點(dian);同時(shi),水源熱泵空調系統(tong)技術和(he)產(chan)業化已經成熟,在我國符合條件(jian)的(de)(de)地方,特別是有余熱、廢然可利用的(de)(de)地方應大力推廣該(gai)技術。
2)通過對一個正在運行的(de)(de)I程(cheng)實例(li)的(de)(de)分析,表明水源熱(re)泵空調供暖系統運行費用大(da)(da)大(da)(da)低于(yu)電(dian)鍋(guo)爐及燃油(you)鍋(guo)爐供暖系統的(de)(de)成本,因此熱(re)泵產品經濟(ji)效益明顯。
3)水源熱泵空(kong)調系統廢水、廢氣、固體(ti)廢棄(qi)物的排(pai)放均較少(shao),真正的節(jie)能(neng)環保(bao)型空(kong)調;同時,其操作及(ji)運行(xing)管理也相對(dui)簡(jian)單。