宜昌兴发集团综合办公楼湖水源热泵应用系统

2014-10-10整理

机电信息 2014年1期

关键词：干球温度源热泵机房

整理/马菲

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1 工程概况

该工程位于湖北省宜昌市兴山县古夫镇，总建筑面积17 072.07 m2，建筑为框架结构，地下1层，地上12层。

现场具备条件：（1）“三通一平”，即通水、通电、通天然气，场地平整。（2）离项目所在地约2 km，有“古洞口”水库，水质较好。

甲方通过研究讨论，决定利用“古洞口”水库的天然资源，采用水源热泵方案，该工程于2009年10月施工，2010年7月交付使用，建成后为兴山地区首个采用地表水源热泵的项目，对拥有类似天然资源的项目系统应用起到推广和借鉴的作用。

室外气象条件：夏季空调计算干球温度35.8 ℃，冬季空调计算干球温度-2 ℃，夏季空调计算湿球温度28.1 ℃，冬季空调计算相对湿度73%，夏季通风计算干球温度33 ℃，冬季通风计算干球温度5 ℃。

室内设计参数如表1所示。

表1 室内设计参数

2 空调系统概述

地表水源热泵中央空调系统是以地表水为冷热源的，例如：江、河、湖、海等，该系统是一种以电为动力，以地表水为冷热源，以水为冷热源载体的高效节能空调系统。由双管路水系统连接起建筑物中的所有末端而构成封闭环路，通过压缩机制冷系统的逆循环（制冷循环）和正循环（制热循环），实现空调的制冷制热。冬季通过热泵机组将地表水的低品位热能转化为高品位热能供用户采暖，夏季利用热泵机组将热量转移到地表水中去，从而达到为建筑物降温的目的。

2.1 冷热源设备

按照设计规范，通过逐时计算负荷，空调的总冷负荷为1 400 kW，空调总热负荷为1 010 kW。

机房设置在地下室，选用美意水源热泵机组，具体参数如表2所示。

表2 机组参数表

2.2 室外源水系统

“古洞口”水库的主要功能就是调节水力，居民生活用水储备，濒临水库有甲方下属的自来水公司的取水站，所以本项目的取水部分不必另设，直接采用自来水取水的2条备用管道中的其中1条，通过管道将源水送至机房，换热之后，直接将源水排出水库下游河流中。

由于水库取水点距离机房有70 m的落差，机房位于下方，取水过程中没有另外配置水泵，利用势能引导源水通过机房换热排入河流。

整个取水管道总长度约2 km，源水水质较好，通过旋流除砂器后，能够达到直接进入主机换热器的要求，总水流量为180 m3/h，源水进机组水温，夏季为17 ℃左右，冬季为13 ℃左右。空调主机夏季换热温差为12 ℃，进出水温为17/29 ℃，冬季换热温差为5 ℃，进出水温为13/8 ℃。

2.3 负载侧循环水泵

负载侧循环水泵采用3台流量为175 m3/h，扬程为28 m、功率为22 kW的上海康大KDL125/160-22/2水泵。

2.4 负载侧板式换热器

考虑到过度季节有时还需要使用空调，但是空调负荷很小的情况，设置1台板式换热器，与主机并联。过度季节源水直接通过板式换热器与末端空调循环水进行换热，不通过主机制冷提供冷量，只需要开启负载侧水泵，充分节能。

2.5 USP稳压电源

由于本项目所在地属于地方性“小电网”，不在整个华中电网的范围内，有时会出现电压不稳，甚至停电的情况，因此空调机房配置了USP稳压电源，不但能够起到稳压的作用，而且在停电之后，能够保证3个小时不断电，保证主要设备的安全及稳定使用。

2.6 末端系统

末端系统根据空调使用区域的特点采用侧送风或下送风形式，新风系统采用全热新风换气机组以节能，末端设备具体参数如表3所示。

3 系统流程图

冬夏季阀门切换形式如表4所示。该项目的系统流程如图1所示。

4 系统运行费用

由上述分析知，由于地域及使用特点，无论采用何种方式，系统的运行费用都比较高，将水源热泵中央空调系统的实际运行费用与常规空调系统的运行费用进行比较，如表5所示。

5 系统运行效果

该项目2010年夏季运行至今，历经了2个制冷季、2个采暖季，室内温度夏季为25 ℃左右，冬季为20 ℃左右，达到了设计要求。运行效果良好，用户非常满意。

表3 末端参数表

图1 系统流程图

表4 冬夏季阀门切换表

表5 水源热泵与常规空调运行费用比较

6 结论

水源热泵在全国多个地区已经有很多成功工程案例，但由于受自身的条件限制，很多地方无法实施。通过本项目的水源热泵系统，我们得到了启示，要充分考虑项目自身具备的资源来量身打造节能空调系统，比如本项目拥有水库的天然资源，由此衍伸开来，工业区可以利用工业污水、废水、冷却水，自然资源丰富的地区可以利用地下水、地表水、土壤，大型住宅小区的集中处理的污水，电厂废热等等，都是可以利用的资源，充分利用现有的资源对节能系统的推广具有积极的意义。