水源熱泵應(yīng)用技術(shù)

水源熱泵在赤峰市**綜合辦公樓空調(diào)工程中的應(yīng)用大家好！今天由我代表**九公司赤峰項目部，給大家簡單介紹一下水源熱泵在赤峰市**綜合辦公樓中的應(yīng)用我將從以下六方面來著重介紹工程概況水源熱泵技術(shù)國內(nèi)外的發(fā)展情況水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的工作原理本工程水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)介紹水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的施工及調(diào)試水源熱泵的運行情況及經(jīng)濟分析

一、工程概況赤峰市**大樓全貌赤峰市**機關(guān)綜合辦公樓位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市**大街北側(cè)，總建筑面積為82,150.81㎡，地上建筑面積為69,587.57㎡，地下建筑面積為5,433.24㎡。整個建筑為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，共分A、B、C、D四座，主樓A座地下一層，地上十一層，局部十二層。本工程是赤峰市委、市政府、市人大和市政協(xié)四大班子集中辦公地。由**建筑設(shè)計院設(shè)計，北京**九公司總承包施工。整個大樓采用中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行供暖和制冷。雖然當(dāng)?shù)氐拿禾康V產(chǎn)資源非常豐富，但經(jīng)過多方面的對比分析，最終選用以節(jié)能為主要特征的低耗能新型空調(diào)技術(shù)——水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

二、水源熱泵技術(shù)

在國內(nèi)外的發(fā)展情況

水源熱泵系統(tǒng)（WLHPS：WaterLoopsourceHeatPumpSystem）國外又習(xí)慣稱作閉式環(huán)路水源熱泵系統(tǒng)。60年代開始在美國推出之后，經(jīng)過40年不斷改進(jìn)和發(fā)展，技術(shù)日漸成熟，進(jìn)入70年代后，這項技術(shù)在日本及西歐等國家得到了廣泛應(yīng)用。東京、名古屋、橫濱等城市在70年代初就有很多采用閉式環(huán)路水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的工程實例，例如，東京鐮倉河岸大廈、平和東京大廈、名古屋大廈、新日建大廈等。

自80年代以來，我國采用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的建筑也逐年增多。目前，在深圳，上海，北京均有工程實例，例如，北京天安大廈、上海錦江第四號樓、深圳同貿(mào)大廈等均采用了閉式環(huán)路水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。特別是2008年奧運會將在北京舉行，水源熱泵式中央空調(diào)已成為2008年北京奧運會指定選用的空調(diào)型式。水源熱泵在我國的推廣應(yīng)用前景極其廣闊。

三、水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)

工作原理

1、水源熱泵概念簡述水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)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(yè)廢水、中水、地?zé)嵛菜龋┑募瓤晒嵊挚芍评涞母咝Аh(huán)保、節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。水源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位熱能的轉(zhuǎn)移。水源熱泵技術(shù)的工作原理就是：將水體和地層蓄能作為冬、夏季的供暖熱源和空調(diào)冷源，在夏季將建筑物中的熱量“取”出來，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，以達(dá)到夏季給建筑物室內(nèi)制冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵機組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。

2、水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要組成部分

水源熱泵系統(tǒng)的組成是由末端（室內(nèi)空氣處理末端等）系統(tǒng)，水源中央空調(diào)主機（又稱為水源熱泵）系統(tǒng)和水源水系統(tǒng)三部分組成。其中水源熱泵空調(diào)機組部分是整個水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的核心部分，機組通過消耗少量的電能，夏季產(chǎn)出冷凍水送進(jìn)空調(diào)房間給房間供冷;冬季產(chǎn)出熱水送進(jìn)供暖房間給房間供暖

本工程采取的是深井回灌式水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，水源系統(tǒng)主要指取水井、回灌井以及從水井到水源熱泵機組之間的輔助設(shè)備和管線；大樓的空調(diào)末端熱交換設(shè)備部分,為整個水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)空調(diào)供暖的終端設(shè)備，水源熱泵機組制得的冷水和熱水最終通過該部分實現(xiàn)給整個大樓制冷或供暖。

水源熱泵冬季的工作流程如下圖：3、水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運行原理

“Ⅰ”表示：水源熱泵空調(diào)機組。其中的“Ⅴ”表示水源熱泵機組中的冷凝器部件，“Ⅵ”表示水源熱泵機組中的蒸發(fā)器部件?！阿颉北硎荆核ㄈ∷突毓嗑?。“Ⅲ”表示：水—水換熱器。“Ⅳ”表示：整個大樓“①②③④⑤⑥⑦⑧”均表示兩通閥。

夏季運行原理①、②、⑦、⑧閥關(guān)閉，③、④、⑤、⑥閥開啟。如下圖。左邊水井潛水泵開啟，經(jīng)換熱器Ⅲ后，溫度升高，然后經(jīng)右邊水井回灌至地下。從水源熱泵機組的冷凝器Ⅴ出來的高溫水（28℃左右）經(jīng)由閥門④，再經(jīng)換熱器Ⅲ與井水換熱，得到較低溫度的水源（18℃左右）再經(jīng)過閥門③進(jìn)入水源熱泵機組的冷凝器。完成冷卻放熱循環(huán)。蒸發(fā)器Ⅵ制得的冷水（7℃左右的冷凍水）經(jīng)閥門⑤進(jìn)入大樓室內(nèi)的末端設(shè)備（換熱設(shè)備）給室內(nèi)供冷，從末端設(shè)備出來的較高溫度（12℃左右）的熱水再經(jīng)閥門⑥回到蒸發(fā)器，完成蒸發(fā)供冷循環(huán)。冬季運行原理③、④、⑤、⑥閥關(guān)閉，①、②、⑦、⑧閥開啟。如右圖。右邊水井潛水泵開啟，經(jīng)換熱器Ⅲ后，溫度降低（6℃左右），然后經(jīng)左邊水井回灌至地下。從水源熱泵機組的蒸發(fā)器Ⅵ出來的低溫水（7℃左右）經(jīng)由閥門⑦，再經(jīng)換熱器Ⅲ與井水換熱，得到較高溫度的水源（14℃左右）再經(jīng)過閥門⑧進(jìn)入水源熱泵機組的蒸發(fā)器。完成蒸發(fā)吸熱循環(huán)。冷凝器Ⅴ制得的熱水（45-50℃左右）經(jīng)閥門②進(jìn)入大樓室內(nèi)的末端設(shè)備（換熱設(shè)備）給室內(nèi)供暖，從末端設(shè)備出來的較低溫度（40℃左右）的水再經(jīng)閥門①回到冷凝器，完成冷凝放熱循環(huán)。

四、本工程

水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)介紹

1、水源系統(tǒng)

本工程采用的深井回灌式水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，為了滿足所需水量和地下水回灌需要，為了保證井位布置合理，井距控制在20m以上，已達(dá)到制冷（或采暖）期間不產(chǎn)生地下水井間干擾，為了防止回灌井的堵塞，確保水源系統(tǒng)長期穩(wěn)定供水，抽水井和回灌井要相互切換使用，因而要求各個井的井深和井身結(jié)構(gòu)相近。結(jié)合赤峰地區(qū)場地環(huán)境和水文地質(zhì)條件，在辦公樓周圍共打水井16口，其中抽水井(有回灌井的功能)12口，回灌井4口，井深70m，裸徑800mm，單井出水量大于150m3/h，出水溫度大于8度，井壁管采用高壓氧蒸汽鑄鐵管。抽水井濾料采用θ2-4mm英砂?；毓嗑疄V料采用θ4-6mm英砂。

2、水源熱泵系統(tǒng)

本工程夏季空調(diào)冷負(fù)荷為7000KW，冬季空調(diào)熱負(fù)荷為6800KW，選用山東貝萊特空調(diào)有限公司生產(chǎn)的水源熱泵GSHP1200制冷量1200KW/臺機組共六臺，其機組的供熱水溫度為50℃/40℃，夏季供冷水溫度7℃/12℃。⑴水源吸熱泵空溫調(diào)機組序和機房功的主要頂部件水源熱泵培空調(diào)機組攪和其它電粉制冷式空箱調(diào)機組的肥制冷、制萬熱基本原饞理相同。申其主要部澆件為：半封閉螺唉桿式壓縮磚機：GS育HP12烤00串；殼管式屠蒸發(fā)器固：鎮(zhèn)GZ系串列恨；殼管式游冷凝器僅：庸LQ系芝列煌；膨脹閥：墓240R坊A系列宇；高低壓阿壓力控生器夫DNS杜-D3予06X挨M機房主闊要部件機組系統(tǒng)蹤蝶集水器θ肌800桐L=2高500m香m機組系浴統(tǒng)分水鑰器θ8拿00嗽L=杜250窯0mm循環(huán)水泵專Q=估250~貌467m宗3/h族H=3棒5~25晃m電脫子水處理啦儀軋DN40烤0軟水器搏4T⑵、本冰工程水體源熱泵瞎機組的客特點冬季運衰行GS躁HP機痛組所能礙提供的泄熱水最佩高溫可敞以達(dá)到毯70℃南，循環(huán)你水供、揉回水溫戀差為1著0℃，藍(lán)提供“靜大溫差研，小流福量”，班降底運悼行費用謹(jǐn)。⑶、空調(diào)資系統(tǒng)工作束流程工作流校程：冬季瘦供暖井東供水（磁8~1晴5℃）碑進(jìn)入機清房經(jīng)過遮除沙器耳除沙后拍流進(jìn)電歡子水處鹿理儀，軍進(jìn)入分凍水器，燥通過水桐泵送入蜜機組，漿通過機哈組處理輕后，熱替水（4永0-5閘0℃）休進(jìn)入集曉水器通盯過循環(huán)蠶水泵送板到分水因器后，峽分為四安個系統(tǒng)哨：A座蓋1空調(diào)串系統(tǒng)、敬A座2幣空調(diào)系素統(tǒng)、B武座空調(diào)酸系統(tǒng)、腦C（D詢）座空恩調(diào)系統(tǒng)射對整個我大樓進(jìn)廳行供暖烘。末端或空調(diào)系什統(tǒng)回水灣（約4工0℃）枝進(jìn)入集狀水器后驢通過分恰水器送懇入機組騰處理。洽如此循榜環(huán)對大拍樓進(jìn)行姨供暖。局末端空油調(diào)系統(tǒng)棕通過補唐水泵進(jìn)西行補水曉定壓，壤補水管察通過軟貸化處理播后通過也定壓水翁箱由補犁水泵送騙入系統(tǒng)公。（4）滴、機組枯工作循血環(huán)原理①從壓君縮機開芝始，制拆冷工質(zhì)膽（如氟久里昂衰R22膝）在饅壓縮機爺中經(jīng)過門壓縮后臺，變?yōu)楦绺邷馗邠鯄旱臍饷绑w②經(jīng)過冷議凝器冷卻以后，變成恐低溫（溫蹄度40閣-50℃顫）高壓的毀液體③低溫高節(jié)壓的液態(tài)羽氟里昂經(jīng)揚過膨脹閥冒，通過節(jié)撈流作用，業(yè)從膨脹閥蔬出來的氟調(diào)立昂壓力粘和溫度進(jìn)旱一步降低④再流述經(jīng)蒸發(fā)低器，氟盈立昂蒸舍發(fā)吸熱罷變?yōu)闅饽戵w，再煮回到壓放縮機完成一煉個制冷莊壓縮循闖環(huán)。3、末擇端系統(tǒng)大樓A緣瑞座一層注及B座卸三層審精批大廳北采用全蘋空氣空辱調(diào)系統(tǒng)撞，選用鎖組合式叛空調(diào)機泊組，新效鮮空氣極在機組爛內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)熱交換稱后，通拴過風(fēng)管烤送風(fēng)至召可調(diào)節(jié)洞的方型斑散流器鳥；房間虹內(nèi)的污蓋濁空氣堂，通過驕回風(fēng)管抓帶過濾襪網(wǎng)回風(fēng)輸口進(jìn)行榮集中回質(zhì)風(fēng)排放倍到室外測。辦公錯層采用陡新風(fēng)加趕風(fēng)機盤蹦管系統(tǒng)扛，各房留間風(fēng)機銜盤管暗除裝于吊念頂內(nèi)，莫通過方嫂形散流釀器及條主形回風(fēng)庸口完成練室內(nèi)空蹦氣循環(huán)艘。新風(fēng)傅系統(tǒng)每趨天早1屯0：0憤0-1目1：3慣0；下疑午3：梁30-求5：0獎0向室皮內(nèi)補充蠟新鮮空帥氣，在果冬季運嗎行過程惠中同時禮向室內(nèi)虎補充1雕5%的醉熱量。五、水價源熱泵端空調(diào)系晉統(tǒng)的施溫工及調(diào)免試1、水源換系統(tǒng)施工本工程采堪用的深井懼回灌式水犬源熱泵空峰調(diào)系統(tǒng)，未在大樓的墻東北和西監(jiān)北側(cè)共設(shè)四置16口于深井。其四中抽水井蘋(有回灌品井的功能艦)12口墨，回灌井滅4口，井材深70m名，裸徑8牢00mm維。每口抽水鄉(xiāng)豐井內(nèi)設(shè)置螺一臺多級飄潛水泵，即其揚程為弄60米。在水井位噴置確定后是，采用三叔臺螺旋鉆株機同時施辰工。在鉆總到50米敗深時發(fā)現(xiàn)辦地下水，蝕為了保證項井深要大悲于變溫帶送深度及水嬸源系統(tǒng)長弦期穩(wěn)定供襪水，繼續(xù)船鉆到70聚米深處停榴止鉆機，史向井內(nèi)放伍置作為井拆壁。在井含壁放置完識成后，開拐始用清水姐洗井，然融后填置濾練料。抽水瘋井濾料采洲用θ2-規(guī)4mm島英砂。回打灌井濾料項采用θ4按-6mm眾英砂。水處理系統(tǒng)水源井施乎工完畢經(jīng)洋專家驗收器后，將潛爛水泵放置鄙井中并開額始室外管離線的施工廁，管線采離用無補償郵直埋方式茫敷設(shè)，大屑于DN2嚼00的管愛線采用螺常旋鋼管,釘小于DN堤200的繭采用無縫撞鋼管，結(jié)津合水源水轎系統(tǒng)的特昏點，在施鄰工中，井處供井回直扭埋管段采聽用鋼管外努刷鐵紅防份銹漆兩道譯防繡和瀝進(jìn)青漆兩道谷防腐直埋院，在安裝要前管底用扔灰土夯實練,管道周宴圍采用中講砂夯實，階能夠更好批的保溫和廁防止管道稱熱脹冷縮賭。室外水怕源管均采徹用50m梁m厚的巖效棉管殼保坦溫,外穿包瀝青玻案璃絲布。徒以確保水方源水供回項水的溫度騎。（下圖主為政府大闖樓水井剖匙面圖）2、水?dāng)z源熱泵介機組安是裝施工本工程衫空調(diào)機跨房設(shè)在加主樓地陵下室，頌面積為留487闖.87香平方米嚷?，F(xiàn)場再技術(shù)人惑員根據(jù)舟實測數(shù)解據(jù)，分董部位繪舌制出機朋房大樣輛圖及各匠設(shè)備配粘管詳圖哲，由土奇建專業(yè)愚配合進(jìn)餐行機房剩地面及跌基礎(chǔ)的晝施工。村在土建周施工完呢畢后，毫采用吊祖車將機廳組從設(shè)捕備吊裝朱孔依次咬的調(diào)運寧到位。伸在機組峰就位后閥，施工畏人員開談始組裝除水箱、啞除砂器度、分集箱水器、彎各種水謎泵等設(shè)吊備。水源熱泵為了節(jié)約陣空調(diào)機房薪內(nèi)的空間復(fù)，便于物能業(yè)公司的泄管理，水光源熱泵機挖組的控制茫柜和電腦配操作臺設(shè)灶置在配電規(guī)室內(nèi)，機氣房內(nèi)敷設(shè)宗熱鍍鋅橋禽架和防火臭金屬軟管復(fù)將電纜引缺至配電室棚。在機房明內(nèi)全部的強設(shè)備和管傘道安裝完購畢后，進(jìn)會行設(shè)備保軍養(yǎng)（補充犬空調(diào)機組供的制冷劑論量，水泵閥添加潤滑益油、水箱垂清洗等工葛作），最束后進(jìn)行設(shè)爺備單機試婦運轉(zhuǎn)，做園好供水前糠的準(zhǔn)備工插作。3、空調(diào)細(xì)末端施工本工程的鑄空調(diào)末端繡系統(tǒng)采用避風(fēng)機盤管及加新風(fēng)系蹦統(tǒng)，每個豪辦公室根料據(jù)面積不排同使用1鐵-4臺風(fēng)喊機盤管，齡同時每層欄設(shè)置2臺祥新風(fēng)機組曲、2臺排崇風(fēng)機進(jìn)行榆空氣交換自。系統(tǒng)干朋管采用頓無縫鋼約管分別疏從空調(diào)戚機房通扛過管溝渡和管道謎豎井引聾至各層構(gòu)，再在洪公共走妹道中形疾成環(huán)路杜。干管臉與風(fēng)機征盤管采免用鍍鋅扮鋼管連脹接，風(fēng)偶機盤管妙設(shè)置在揮房間的母吊頂內(nèi)殲，采用白鋁箔金嚇屬軟管劉與散流辟器連接臺，回風(fēng)盲口與散測流器的浩間距為訪2.5帖米,以以保證房害間內(nèi)的始空氣完鄙全流通衛(wèi)。新風(fēng)系統(tǒng)清采用玻纖獻(xiàn)風(fēng)管將新吉鮮空氣送妄至房間內(nèi)磚，在由回母風(fēng)口將污厘濁空氣從如回風(fēng)管送陣至排風(fēng)機辟排到室外非。在冬季秧新風(fēng)系統(tǒng)稍通過新風(fēng)模機組內(nèi)的另熱交換向在室內(nèi)補充價15%的偶熱量。4、水源叨熱泵系統(tǒng)商的調(diào)試、云試運行本工程改200勒4年1存0月2騾5日基鏟本安裝任完成，慣11月安9日開姑始進(jìn)行剝系統(tǒng)調(diào)叮試。調(diào)試前先軋檢查室外炭水源情況擋，檢查潛磨水井出水倉水質(zhì)是否誓清亮無雜荒質(zhì)；潛水夾泵工作是汽否正常；茅供回水管說道沖洗是柴否干凈；廳以及機房窄內(nèi)各系統(tǒng)助管道、設(shè)重備運轉(zhuǎn)是筆否正常，溜在上述問蠢題檢查完姓畢后開始蘇機組的調(diào)庫試。調(diào)試時機卡組先預(yù)熱覽8小時，駐然后先啟半動兩臺機盯組；三臺腰循環(huán)水泵仔；兩臺中催間循環(huán)泵暗。在壓縮機裙啟動運行仁后應(yīng)檢查先低壓表數(shù)烘值是否在紐奉0.4-撫0.5M已pa，如梨壓力太低任，應(yīng)根據(jù)創(chuàng)堵塞即產(chǎn)代生節(jié)流，堪節(jié)流即產(chǎn)蒸生溫差的拐原理,檢是查液體過禿濾器是否居堵塞，電刻磁閥是否下打開，熱什力膨脹閥鄰是否損壞販，故障排討除后，將崇機組調(diào)到謀電腦自動索控制開始魄向系統(tǒng)供孤水正常運割轉(zhuǎn)。在機組曠正常運右轉(zhuǎn)時，射將機組洞的供、君回水溫幻玉度設(shè)置勇到設(shè)計唉要求的應(yīng)溫度，恢因末端邀系統(tǒng)初顫次供熱市水，系顛統(tǒng)熱損斧失較大誤，回水蓄溫度無身法達(dá)到副設(shè)定值黑，電腦窗自動開租啟第三越臺機組聚和第四冶臺機組杠，直至造供回水舟溫度滿裙足設(shè)定對值為止御。水源熱泵誦系統(tǒng)冬季孫運行房間前測溫記錄浩表測溫房間測溫時間溫度記錄測溫人（簽字）備注A座21911月9日22℃A座32111月9日21℃A座61811月9日22℃B座31111月9日22℃C座52711月9日20℃C座61211月9日21℃D座11311月9日22℃本工程母經(jīng)過4皺8小時混的連續(xù)蟻調(diào)試，滲滿足設(shè)學(xué)計要求脆，大樓殊于20擴04年鎮(zhèn)11月允11日座正常供辣暖。順兆利通過授建設(shè)、槐監(jiān)理單盜位和設(shè)添計單位搶的驗收劣。六、水源泛熱泵的運利行情況億及經(jīng)濟分命析本工程空翁調(diào)系統(tǒng)自獵2004氣年11月紛29日試督運行供暖介以來，效熊果良好，玻水源水系曠統(tǒng)及機房置系統(tǒng)運行慢穩(wěn)定，空包調(diào)主機每艇天有3-尸5臺24溝小時開啟翠，供暖熱需水供回水該溫度為5鄉(xiāng)豐2-42氣℃，水源鞏水供回水目溫度為1壓5-10友℃，室內(nèi)導(dǎo)溫度為2捎0-23答℃。達(dá)到馳了工程的旬需要效果賄。在系統(tǒng)旬正常運行芬了一個月括后，空調(diào)凳主機每天囑工作3-成4臺滿足番了使用要它求。高效、節(jié)睜能是水源放熱泵中央振空調(diào)的顯獨著特點，泳本工程對津水源熱泵等空調(diào)與傳糠統(tǒng)空調(diào)方臺式的初投燃資及運行幸費用指標(biāo)堵作一比較分。水源熱積泵空調(diào)忍與傳統(tǒng)猾空調(diào)方舅式

初裝投資費兼用比較順表1234地源熱泵冷水機組與燃?xì)忮仩t配套冷水機組與城市熱網(wǎng)配套直燃式溴化鋰?yán)錈崴畽C組冷熱水機組（元/kW冷量）600～800560～700560～700950～1300燃?xì)忮仩t（元/kW熱量）400～520熱網(wǎng)（元/m2采暖面積）100冷卻塔（元/kW冷量）無40～60地下鉆孔及埋管（元/kW）800～1400無機房水泵、管道、控制等基本相同(20～40元/m2)建筑物空調(diào)末端基本相同（100～160元/m2）初投資概算比較(冷指標(biāo)100W/m2)初投資（元/m2空調(diào)面積）340280330280水源熱泵蠟空調(diào)與傳羞統(tǒng)空調(diào)方哈式

運行再費用比較柜表運行費用比較(熱指標(biāo)100W/m2)季節(jié)夏季冬季夏季冬季夏季冬季冬、夏兩季能源形式電電天然氣電供熱網(wǎng)天然氣輕柴油單位kW.hkW.hm3kW.hm2.季m3升價格（元）0.50.52.00.519.52.03.0熱值1000W1000W35600kW1000W

35600kW43000kW效率4.83.53.80.883.8

0.880.85燃料耗量/m2.h0.0210.0290.02630.01150.0263

0.01150.01/m2.季13.2328.0216.5711.2716.57

18.5216.1燃料費用（元/m2.季）6.6148.2922.548.2919.537.0448.3機房運行費用（元/m2.季）4.5元/m2.兩季冷卻塔運行費用無2元/m2.季全年運行費合計（元/m2）25.137.3334.2943.5454.8費用比例11.491.371.732.18說明冬、夏竟季運行狼天數(shù)分渴別按1鳥40天考和90