北京新農(nóng)村浴室熱源工程

地源熱泵系統(tǒng)在洗浴加熱源的應(yīng)用

美國匯中戈特爾空調(diào)有限公司    林偉華   管昱杰

Beijing's new bathroom heat projects in rural areas

Ground-source heat pump system in the bath application of heat source

 Lin Weihua, Guan  Yujie

(U.S.Hikom A.C.Co.,Ltd.)

摘要：地源熱泵系統(tǒng)在制熱工況時，其能效比較高，一般在4.0左右，比傳統(tǒng)的制熱方式(天然氣和電加熱)節(jié)能很多。將其用作洗浴熱源，符合節(jié)能減排的要求，值得在類似工程中推廣應(yīng)用。

Abstract: Ground-source heat pump system of thermal conditions in the system, its high energy efficiency ratio, generally about 4.0, than traditional heating methods (gas and electric heating) energy-saving a lot. Be used as a heat bath, in line with the requirements of energy-saving emission reduction, it is worth popularization and application in similar projects.

關(guān)鍵詞：地源熱泵     地埋管換熱系統(tǒng)      熱水箱    節(jié)能

Keywords: Ground Source Heat Pump    Ground pipe heat exchange system     Hot water tank      energy saving

 

1工程概況

本工程為通州某新農(nóng)村公共浴室，其建筑面積為300m2, 洗浴人數(shù)約為80人，地源熱泵作為冬季洗浴熱源。本工程自2008年10月開始投入使用，經(jīng)過一年的運行，實現(xiàn)了最初設(shè)計目的，得到了用戶的好評。

 

2空調(diào)系統(tǒng)計算參數(shù)及參考資料

• 室外設(shè)計參數(shù)

 

季節(jié)	室外計算干球溫度（℃）	室外計算濕球溫度（℃）	室外計算相對濕度（%）	室外風(fēng)速（m/s）	大氣壓力（hpa）
冬季	-15	--	51	4.8	1020.40

 

 

2）設(shè)計所采用的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019－2003

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045--95

《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366－2002

《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GBJ15-88

 

3、熱源系統(tǒng)設(shè)計

3.1甲方的要求

1）冬季熱水出水溫度45℃左右。

2）熱源系統(tǒng)需節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)。熱源機(jī)組能效比高，運行費用較低。

3.2熱水系統(tǒng)分析

根據(jù)甲方提供的設(shè)計要求，我們通過反復(fù)論證，選用地源熱泵系統(tǒng)作為本浴室熱源。

地源主機(jī)的確定

1）熱水系統(tǒng)總水量計算

根據(jù)甲方提供的洗浴人數(shù)（按每天80人計算），每人的用水量按100L計算，則每天的用水量Q=80x100L=8000L，即總水量為8m3。

• 熱水系統(tǒng)總負(fù)荷及設(shè)備選型

冬季水源水溫7 ℃，需要熱水水溫為45℃，則溫差為38℃。

由Qr=Cb*△T*M    

則Qr=Cb x(Tr-Tl) x8 m3/h =4.19kj/kg.℃x(45℃-7℃) x8m3/h=1274kj/h=354KW

加熱時間按10個小時考慮，

則N=354kw/10=35.4kw

綜合考慮選用地源熱泵主機(jī)SSR-350BG2一臺。

具體參數(shù)為：

 

 

熱泵主機(jī)	制熱量（W）	數(shù)量（臺）
SSR-350BG2	37000	1

• 熱水箱的選取

由上計算可得水箱為8m³，由于用于洗浴生活熱水，則選用8m³不銹鋼熱水箱。

4 室外換熱系統(tǒng)

4．1 地埋管換熱系統(tǒng)  

本工程選用地源熱泵熱水機(jī)組SSR-350BG2一臺，根據(jù)選用的熱水主機(jī)的冬季制熱量為37kw，冬季從土壤吸收的熱量。

                   KW

Q2＇——冬季從土壤吸收的熱量，kW

Q2——冬季設(shè)計總熱負(fù)荷，kW

COP2——設(shè)計工況下地源熱泵機(jī)組的能效系數(shù)

一般情況下，冬季能效系數(shù)4左右；

Q2＇=37X（1-1/4）=27.8kw

根據(jù)測試數(shù)據(jù)：鉆孔的冬季換熱能力為每延米45w/m,深100m，則冬季每個鉆孔的換熱量為4.5kw。

冬季所需鉆孔數(shù)量：N2=27.8÷4.5=6.2眼

則冬季鉆孔數(shù)量為7眼。

4．2地源熱泵施工現(xiàn)場

地源熱泵室外換熱井

 

地源熱泵室外換熱器連管

 

 

 

 

 

 

 

 

   

此圖片為地源熱泵室外換熱器施工現(xiàn)場的照片，管道采用PE管，橫管采用電熱熔連接，孔內(nèi)采用雙U換熱器，其橫埋管深度為地下1500mm,然后回填，在地面上可以種花種草，不影響地面的使用。

5．采用地源熱泵、天然氣和煤制熱水一天的運行費用

5.1地源熱泵加熱系統(tǒng)

電費按每度電0.5元計算，總熱量為354kw,

則主機(jī)的加熱時間：

H=354KW/37KW=9.6小時

則9.6KWX9.6小時X0.5元/度=46元

地源熱泵一天的運行費用為46元。

5.2天然氣加熱系統(tǒng)

天然氣選9000大卡/m³ 效率80—85%，1m³天然氣為2.05元/m³則354X860/(9000X0.8)=42.28m³

總費用為42.28X2.05=86.7元

5.3電加熱系統(tǒng)

電費按每度電0.5元計算，總熱量為354kw。

電轉(zhuǎn)化熱量按100%，

則總費用為354X0.5=177元。

 

地源熱泵、天然氣和電一天熱水加熱費用

 

形式    費用	地源熱泵	天然氣	電
一天運行費用	46元	86.7元	177元

從以上運行費用分析可以看出，地源熱泵運行費用最低，電加熱費用最高。較天然氣加熱節(jié)能率高達(dá)50%，運行效果和運行費用業(yè)主比較滿意。

6結(jié)束語

從本工程的運行分析看，其地源熱泵加熱系統(tǒng)能效比高，運行費用較低，實現(xiàn)本工程的設(shè)計目的，響應(yīng)了政府節(jié)能減排的號召，值得在類似工程上大力推廣利用。

參考文獻(xiàn)：

(1)、實用制冷與空調(diào)工程手冊    主編  尉遲斌   機(jī)械工業(yè)出版社    2002

(2)、《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366－2005

(3)、《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019－2003

(4)、地埋管地源熱泵技術(shù)      主編  刁乃仁  方肇洪

(5)、《地源熱泵工程技術(shù)指南》徐偉

(6)、《建筑給水排水工程》  主編   王增長