水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺 層水如地下水、地?zé)崴?、地表水、海水及湖泊中吸收的太?yáng)能和地?zé)崮芏纬傻牡臀粺崮苜Y源,并采用熱泵原理,通過(guò)少量的高位電能輸入,實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。
利用低品位的淺層地下水作為水源熱泵的冷熱源,冬季熱泵機(jī)組把地能中的熱量“取”出來(lái),向建筑物供暖;夏季熱泵機(jī)組把室內(nèi)熱量取出來(lái),釋放到地下水中的熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了可行性分析,并對(duì)熱泵供暖和制冷的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析研究。
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該重點(diǎn)節(jié)能改造項(xiàng)目位于天津,空調(diào)面積約為3496.5m2。地上五層總高度為16.8m,1層為商店,2~5層為辦公用房。本項(xiàng)目是個(gè)節(jié)能改造工程,原來(lái)冬季采用鍋爐供暖、夏季采用家用空調(diào)制冷,現(xiàn)利用淺層的地下水作為熱泵的冷、熱源,采用水源熱泵系統(tǒng)代替原有系統(tǒng),末端采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管,源側(cè)打兩眼井,互為灌采井,達(dá)到冬季供暖夏季制冷的目的。
利用低品位的淺層地下水作為水源熱泵的冷熱源,冬季熱泵機(jī)組把地能中的熱量“取”出來(lái),向建筑物供暖;夏季熱泵機(jī)組把室內(nèi)熱量取出來(lái),釋放到地下水中的熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了可行性分析,并對(duì)熱泵供暖和制冷的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析研究。
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該重點(diǎn)節(jié)能改造項(xiàng)目位于天津,空調(diào)面積約為3496.5m2。地上五層總高度為16.8m,1層為商店,2~5層為辦公用房。本項(xiàng)目是個(gè)節(jié)能改造工程,原來(lái)冬季采用鍋爐供暖、夏季采用家用空調(diào)制冷,現(xiàn)利用淺層的地下水作為熱泵的冷、熱源,采用水源熱泵系統(tǒng)代替原有系統(tǒng),末端采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管,源側(cè)打兩眼井,互為灌采井,達(dá)到冬季供暖夏季制冷的目的。
該工程共開(kāi)鑿具有采水及回灌功能的采灌井兩眼。開(kāi)采井和回灌井井相距50m左右,井深均為450m。
據(jù)項(xiàng)目需水量的要求,本工程需開(kāi)鑿第Ⅳ含水組井深450m深井2眼,同層采灌對(duì)井井距50m左右。
工程所在地地溫梯度3.2℃/100m。本工程取水層擬從325~446m選取,砂層總厚度57m,預(yù)計(jì)單位出水量4.5 m3/hm,水質(zhì)為HCO3-Na型水。井口出水溫度25℃,靜水位-77 m,該層地下水水質(zhì)好,能滿(mǎn)足熱泵機(jī)組對(duì)地下水的水質(zhì)要求,同時(shí)此層含水組靜水位較深,有利于采灌平衡。
根據(jù)天津市新技術(shù)園區(qū)管委會(huì)水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)科研成果,對(duì)井同層井距50m左右時(shí),單位降深出水量與單位升幅回灌量之比為1∶0.507,這個(gè)研究成果已經(jīng)天津市科委鑒定通過(guò)。結(jié)合本工程應(yīng)用上述成果,400m深井單位出水量為4.5m3/hm ,單位回灌量為2.25m3/hm ,靜水位-77m,采用負(fù)壓回灌方法。利用溫差11℃時(shí)單井灌量能達(dá)到100m3/ hm以上 。本項(xiàng)目夏季最大需水量?jī)H為41m3/h ,冬季最大需用水量為38m3/h完全能實(shí)現(xiàn)采灌平衡,并留有余地。
為保證采灌井長(zhǎng)期安全運(yùn)行,采灌對(duì)井冬夏兩季互為灌采使用,充分利用天津地區(qū)粉細(xì)砂含水層儲(chǔ)能作用,又能在互為灌采使用過(guò)程中達(dá)到洗井目的。使采灌對(duì)井開(kāi)采量和回灌長(zhǎng)期運(yùn)行不會(huì)衰減,達(dá)到長(zhǎng)期安全運(yùn)行的目的。
冬季整個(gè)系統(tǒng)需用地下水僅為32m3/h。使用一對(duì)第Ⅳ含水組深井即可達(dá)到采灌平衡。因此,該項(xiàng)目具有很大的可行性。
該節(jié)能改造設(shè)計(jì)的范圍主要有:
熱泵機(jī)房水源熱泵系統(tǒng)工藝管道設(shè)計(jì)
室內(nèi)灌采管路工藝管道設(shè)計(jì)
熱泵機(jī)房水源熱泵系統(tǒng)工藝控制方案設(shè)計(jì)
室外水源熱泵打井泵房工藝設(shè)計(jì)
空調(diào)末端風(fēng)機(jī)盤(pán)管安裝
通過(guò)以上設(shè)計(jì),該工程冬季為空調(diào)末端提供45-40℃的熱水,夏季為空調(diào)末端提供7-12℃的冷水,滿(mǎn)足供熱供冷的要求。
5 空調(diào)系統(tǒng)配備
5.1空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)(略)
5.2水源熱泵機(jī)組
噴淋式水源熱泵機(jī)組
該項(xiàng)目采用噴淋式水源熱泵機(jī)組,具體如下:
噴淋式(降膜式)蒸發(fā)器有效的提高換熱效果,在冷凝器進(jìn)/出水溫度40℃~45℃;蒸發(fā)器
進(jìn)/出水溫度12℃~7℃的工況條件下,比一般干式機(jī)組制冷量提高30%。(機(jī)組蒸發(fā)溫度提高3~4℃)。
低壓側(cè)增壓噴射泵的運(yùn)用,以閃氣槽中的閃氣為動(dòng)力,將蒸發(fā)器中的冷媒壓力提升后,進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣端。
冷凝器:冷凝器采用高效專(zhuān)用換熱管,獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),比一般機(jī)組冷凝溫度下降1℃~2℃。降低了壓縮機(jī)耗功,提高了機(jī)組能效比。
油分、閃氣槽,具有專(zhuān)利權(quán)的過(guò)濾式油分,油分離效果穩(wěn)定。從根本解決了油分離效果較低而引起的機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)效能衰減的問(wèn)題。閃氣槽在系統(tǒng)中的合理配置,使機(jī)組滿(mǎn)載效率COP(kW/kW)值提高了10%。
孔口板,采用孔口板調(diào)整冷媒流量,安全可靠,無(wú)損壞,無(wú)維修費(fèi)用,可滿(mǎn)足機(jī)組負(fù)荷在12.5%~100%的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。