窯埠地源熱泵可行性方案報告

窯埠項目水地源熱泵空調系統(tǒng)可行性方案報告如果想要利用地下淺層可再生能源的地熱資源進行制冷采暖來實現(xiàn)節(jié)能空調系統(tǒng)，根據(jù)柳州窯埠項目的特點及現(xiàn)狀，可采用的能源有三種：土壤、污水、江水。（1） 經(jīng)對窯埠項目周邊的下水道管網(wǎng)布置及使用狀況進行核查，位于市政道路的污水干管長度短，污水收集量少，且周邊地區(qū)尚處于待開發(fā)階段，管道內基本沒有污水流動，根本無法提供足夠的水流量進行熱交換，因此排除污水源熱泵空調系統(tǒng)的可行性。（2） 利用土壤熱能交換來進行制冷采暖，每隔約10年左右，就必須更換地點重新安裝熱交換設備，根據(jù)窯埠古鎮(zhèn)的特點，需要提供的冷氣的面積大，而可利用的土壤面積較小，很難提供足夠的空間供熱交換設備進行更換地點重新安裝，必然會造成后期制冷設備無能源提供而無法使用?；疽部梢耘懦寥涝礋岜每照{系統(tǒng)的可行性。（3） 地表水水源熱泵系統(tǒng)按水源水是否直接進入主機分為直接式水源熱泵和間接式水源熱泵，間接式按換熱器換熱類型又分為殼管式、板式、浸泡式。直接式水源熱泵系統(tǒng)是指經(jīng)過處理后達到主機系統(tǒng)要求的地表水直接進入主機進行換熱如圖1，它的優(yōu)點是最大限度的利用了地表水中的能源， 沒有溫度梯度損失，主機效率、系統(tǒng)效率是最高的，它的缺點是對水處理系統(tǒng)要求高，對于本項目采用直接式的困難我司已在上一報告中表明，明確實施可行性極低。殼管式水源熱泵系統(tǒng)是指經(jīng)過處理后的地表水經(jīng)過中間換熱器 （殼管式）進行換熱，另一端利用二次泵將經(jīng)過換熱后的循環(huán)水送入主機如圖 2，它的優(yōu)點是地表水不用直接進入主機，相比板式換熱器殼管式通道寬，較不易堵塞，它的缺點是有溫度梯度損失，增加了二次泵的能耗，主機效率、系統(tǒng)效率降低，相比板式換熱器殼管式換熱效率低，換熱面積大，占地大，相比直接式由于增加了中間換熱設備、二次泵及相應的管道閥門，所以初投資也相應增加了，且它與直接式 熱泵系統(tǒng)一樣需要做取水泵站，因此，該形式也不存在實施的可能性。板式水源熱泵系統(tǒng)如圖2，基本同殼管式，板式對水處理要求更高，因為板式換熱器通道一般為3mm?5mm，比水源熱泵主機蒸發(fā)器和冷凝器通道要小的多，所以極易堵塞，且拆洗維修困難，本項目系統(tǒng)大，采用該方式會存在故障率高，溫差損失大，能效比利用率低等缺點，因此不宜采用該形式。對于浸泡式水源熱泵系統(tǒng)主要有兩種安裝形式：一種是將換熱管束直接布置在河道中，這種系統(tǒng)換熱效果較好，換熱形式較類似強制對流換熱，而且無需水處理，無需做取水泵站，理論上較理想，但施工難度大，盤管需浸泡在河道中常年最低水位下4m，需打樁固定，在豐水期，含泥量大，盤管就清洗困難，一但管束上積淀淤泥而無法清洗，換熱效率將大大降低，且換熱器布置在河道中，是否對河道航運造成影響，還需第三方進行評估、申請手續(xù)相當麻煩；第二種是將管束布置在沉淀池中，沉淀池相當于一個大的殼管式換熱器，與殼管式換熱器相比，這種熱泵形式是自然對流與強制對流進行換熱。由于該系統(tǒng)是在池中布管，所以施工工藝簡單，管道清洗容易，但由于是非強制對流換熱，所以換熱效率差，故適合工程規(guī)模較小的建筑物 ，不適宜用在本項目。以下就窯埠項目空調特點舉例說明采用開式系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)存在的問題：一、開式系統(tǒng)是直接抽取江水，經(jīng)熱泵進行熱交換后，再回灌江中。窯埠一期A地塊的空調用水量，明確需從江水抽取的水量很大，循環(huán)用水量1000噸/小時，其中回灌水還需進行必要的降溫清潔處理（缺少必要的水處理場地），且在河道邊設置水泵房對周邊景觀會有一定的影響，以上可能無法滿足水資源管理法的要求（如環(huán)境清潔、水費收取、水面場地管理等）。二、閉式系統(tǒng)則是在江水側采用閉式水環(huán)路系統(tǒng)，在水下設置盤管換熱器，將由熱鍍鋅管或PE管組成的換熱管束盤管布置在水中，管束內外的流體以自然對流換熱方式進行熱交換，系統(tǒng)流程如下圖：以窯埠項目A地塊為例，設閉式水源熱泵系統(tǒng)，計算項目所需的換熱器：A地塊總冷負荷：Q=1000RT=3500KW。設500RT水源熱泵主機二臺。計算熱交換器所需的散熱面積A：由公式Q=KA△t得：查表：K=1800（W/tf.C）,對數(shù)平均溫差△t=［（T1-t2）-（T2-t1）］/LN［（T1-t2）/（T2-t1）］主機冷卻水側：T1=37°C,T2=32°C,盤管江水側：t1=28°C,T2=30°C,（以夏季為例），求得：△t=5.36C.所以：Q=KA^t=1800*A*5.36=3500KW,求得熱交換面積為A=388m2.暫以DN50的鍍鋅鋼管制作熱交換盤管所需的管道長度：A=nDL=3.14*0.05*L=388，求得：L=2470m?？紤]到本項目A地塊設二臺水源熱泵主機，故熱交換器暫按兩個來設計計算，則每個換熱器管長為2470/2=1235m。單個熱交換器盤管外形尺寸（定作）：8m（長）*8m（寬）*2（高），熱交換器需布置在江水常年最低水位下約4m處，且考慮到窯埠古鎮(zhèn)還有B、C兩個地塊開發(fā)，至少在河道內還需設置4個以上的類似上述大小的熱交換器，加上進出水管道安裝，將約占用50m（長）*8m（寬）的河道，將極大的影響河道航運等，需要相關部門進行協(xié)調。布置江中的熱交換器不能離項目過遠，否則投資會成倍增加。不論是開式還是閉式，都會在江水中造成一定的溫差，對河道的微生物的滋生有影響。綜上所述，在水處理得當?shù)那闆r下，直接式水源熱泵系統(tǒng)優(yōu)于閉式水源熱泵系統(tǒng)，但無論是采取何種形式，本項目如需上水源空調的可再