分析：地源熱泵空調係統技術簡析及改造對比

分析：地源熱泵空調係統技術簡析及改造對比

核心提示：地源熱泵係統是將低品位熱量轉換成高品位熱量進行供熱、製冷的新型能源利用方式之一。與(yu) 使用燃煤、燃氣、燃油等常規能源方式相比，其能量利用率為(wei) 3.5以上(燃煤為(wei) 0.65~0.85;燃油爐為(wei) 0.7~0.9;燃氣爐為(wei) 0.8~0.85;電鍋爐電熱膜的理想值也隻能接近於(yu) 1;空氣源熱泵係統可做到2.5，但在惡劣天氣下效率低，甚至無法啟動)。地源熱泵係統以其環保、節能、一機多用、維護量小、係統運行穩定、能源重複利用

地源熱泵係統是將低品位熱量轉換成高品位熱量進行供熱、製冷的新型能源利用方式之一。與(yu) 使用燃煤、燃氣、燃油等常規能源方式相比，其能量利用率為(wei) 3.5以上(燃煤為(wei) 0.65~0.85;燃油爐為(wei) 0.7~0.9;燃氣爐為(wei) 0.8~0.85;電鍋爐電熱膜的理想值也隻能接近於(yu) 1;空氣源熱泵係統可做到2.5，但在惡劣天氣下效率低，甚至無法啟動)。地源熱泵係統以其環保、節能、一機多用、維護量小、係統運行穩定、能源重複利用等優(you) 點而得以推廣。

　　然而在實際工程應用中，很多地源熱泵項目因設計、施工及運行管理等問題，遠遠沒有發揮其應有的優(you) 勢。下麵通過對我單位實施的某地下水源熱泵係統改造前後的運行數據進行對比，以及與(yu) 其它地源熱泵項目、與(yu) 其他空調形式進行對比，說明了地源熱泵係統在運行中的經濟性及影響其經濟性的相關(guan) 因素。

　　1、工程概況

　　該項目位於(yu) 海澱區，原地源熱泵係統由北京某地源熱泵施工單位承建，總建築麵積4.2萬(wan) 平方米，其中主樓2.8萬(wan) 平方米，裙樓1.4萬(wan) 平方米。共設LWP1800.2型水源熱泵機組7台，單台標稱功率123kW;鑿井7眼，深井泵7台，單台標稱功率37kW;抽取的地下水除沙後分別經7台板式換熱器與(yu) 機組進行熱交換，作為(wei) 機組的冷熱源;井水側(ce) 二次水循環泵7台，單台標稱功率15kW;末端循環泵7台，單台標稱功率18.5kW。係統於(yu) 2004年6月建成並部分投入使用，運行效果較差，不能滿足正常的使用要求。

　　2006年初由建研院空調所進行熱泵係統改造設計、北京市地質礦產(chan) 勘查開發總公司進行了係統改造施工、調試，並承擔了空調係統的日常運行維護管理工作。改造後主樓利用原有水源熱泵機組5台，鑽鑿抽水井3眼、回灌井3眼、水量調節池1眼，新安裝深井泵3台，標稱功率55kW並配ABB變頻器3台，井水經除沙器及電子水處理儀(yi) 處理後直接進入機組，無井水側(ce) 二次循環泵;使用原末端循環泵5台;末端設備采用新風機組加風機盤管進行冬季供暖及夏季供冷。其中新風機組17台，合計71.1kW;風機盤管542台，合計20.3kW。裙樓利用原有水源熱泵機組2台;井水部分與(yu) 主樓共用，使用原末端循環泵2台。

　　2、地源熱泵空調係統運行

　　本係統運行以來，井水出水溫度高16.3℃，低15.3℃;利用溫差大多在3.5~7℃之間;單井出水量大於(yu) 180m3/h;靜水位30.15m、動水位約30.5m;抽水降深為(wei) 0.35m±8%;水量調節池靜水位為(wei) 12.13m、動水位15.3m，差為(wei) 3.17m;井水含沙量小於(yu) 二十萬(wan) 分之一。依此數據判定地下水係統運行較為(wei) 穩定。

　　3、地源熱泵空調係統與(yu) 改造前係統對比

　　原係統於(yu) 2004年6月建成並部分投入使用。運行中地下井水能量短路及含沙量嚴(yan) 重超標，加上板換兩(liang) 側(ce) 流體(ti) 之間的換熱效率低下、運行維護不善，致使係統井水側(ce) 水路嚴(yan) 重堵塞。係統長期處於(yu) 大流量小溫差運行狀態：為(wei) 滿足一台熱泵機組的正常工作需開啟深井泵4台、井水側(ce) 二次循環泵3台、末端循環泵3台，井水側(ce) 及板換側(ce) 溫差均工作在2℃以下。末端溫度不能有效提升，為(wei) 滿足末端負荷需求進而增開末端循環泵，無形之中又增加了熱泵對冷熱源需求。如此反複惡性循環，造成係統運行效率低下、熱泵機組啟停頻繁、外管線土方塌陷等問題。

　　通過對比，可以分析得出原係統出現高能耗的原因：

　　1)係統設計不合理。單台深井泵抽水後經一台板換換熱後回灌，能量利用不夠充分;地下水係統存在能量短路現象。

　　2)施工組織不得力，成井質量不高。井水含沙量嚴(yan) 重超標，造成井周圍抽空導致地麵塌陷。提高成井質量可以解決(jue) 井水含沙量過大的問題，可去除井水側(ce) 的二次循環設備能耗及板換換熱的溫差損失，有利於(yu) 實現井水的100%回灌。

　　3)運行維護不得力。運維人員未定期除沙，對係統運行原理理解不夠，造成係統管路嚴(yan) 重堵塞，增加了水阻而降低了深井泵的運行效率;在井水供應不足的條件下增開末端循環泵，造成末端係統大流量小溫差運行。

　　4、地源熱泵空調係統與(yu) 其它采暖空調係統對比

　　本係統供暖季能耗折合為(wei) 煤耗為(wei) 9.21Kg/m2·季，與(yu) 其它采暖方式相比能耗低。與(yu) 城市熱網采暖相比每平方米每季少耗煤

　　12.52Kg/m2·季，節能58%，每平方米每季少排二氧化硫

　　326g/m2·季、氮氧化物121.7g/m2·季、煙塵34.8克/m2·季;與(yu) 蓄熱式電鍋爐相比每平方米每季少耗煤47.89Kg/m2·季，節能83.9%;與(yu) 電熱膜相比每平方米每季少耗煤45.02Kg/m2·季，節能83%;與(yu) 壁掛式燃氣爐相比每平方米每季少耗煤11.61Kg/m2·季，節能55.8%，每平方米每季少排氮氧化物43.4g/m2·季、煙塵2.95g/m2·季;與(yu) 直燃機相比每平方米每季少耗煤10.38Kg/m2·季，節能53%，每平方米每季少排氮氧化物40.8g/m2·季、煙塵2.8g/m2·季。

　　從(cong) 以上分析數據可以看出：

　　1)地源熱泵空調係統運行費用低。其全壽命周期價(jia) 值可因此而趨於(yu) 更佳。係統的經濟性可根據建設投資、運行成本及使用年限進行評價(jia) 。

　　2)對於(yu) 空調係統中，係統的節能與(yu) 減排具有統一性。熱泵係統沒有直接排放、其能耗小，間接排放相對較低，因此是日前理想的空調係統。

　　社會(hui) 的發展以及人民生活水平的提高，越來越多的人在使用地源熱泵空調技術，以倡導綠色環保時尚理念，並營造健康舒適的生活環境。地源熱泵係統是一種節能、環保的空調係統。

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