水源热泵技术是利用地球表面浅 层水如地下水、地热水、地表水、海水及湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低位热能资源,并采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。
利用低品位的浅层地下水作为水源热泵的冷热源,冬季热泵机组把地能中的热量“取”出来,向建筑物供暖;夏季热泵机组把室内热量取出来,释放到地下水中的热泵系统进行了可行性分析,并对热泵供暖和制冷的经济性进行分析研究。
该重点节能改造项目位于天津,空调面积约为3496.5m2。地上五层总高度为16.8m,1层为商店,2~5层为办公用房。本项目是个节能改造工程,原来冬季采用锅炉供暖、夏季采用家用空调制冷,现利用浅层的地下水作为热泵的冷、热源,采用水源热泵系统代替原有系统,末端采用风机盘管,源侧打两眼井,互为灌采井,达到冬季供暖夏季制冷的目的。
利用低品位的浅层地下水作为水源热泵的冷热源,冬季热泵机组把地能中的热量“取”出来,向建筑物供暖;夏季热泵机组把室内热量取出来,释放到地下水中的热泵系统进行了可行性分析,并对热泵供暖和制冷的经济性进行分析研究。
该重点节能改造项目位于天津,空调面积约为3496.5m2。地上五层总高度为16.8m,1层为商店,2~5层为办公用房。本项目是个节能改造工程,原来冬季采用锅炉供暖、夏季采用家用空调制冷,现利用浅层的地下水作为热泵的冷、热源,采用水源热泵系统代替原有系统,末端采用风机盘管,源侧打两眼井,互为灌采井,达到冬季供暖夏季制冷的目的。
该工程共开凿具有采水及回灌功能的采灌井两眼。开采井和回灌井井相距50m左右,井深均为450m。
据项目需水量的要求,本工程需开凿第Ⅳ含水组井深450m深井2眼,同层采灌对井井距50m左右。
工程所在地地温梯度3.2℃/100m。本工程取水层拟从325~446m选取,砂层总厚度57m,预计单位出水量4.5 m3/hm,水质为HCO3-Na型水。井口出水温度25℃,静水位-77 m,该层地下水水质好,能满足热泵机组对地下水的水质要求,同时此层含水组静水位较深,有利于采灌平衡。
根据天津市新技术园区管委会水源热泵空调系统科研成果,对井同层井距50m左右时,单位降深出水量与单位升幅回灌量之比为1∶0.507,这个研究成果已经天津市科委鉴定通过。结合本工程应用上述成果,400m深井单位出水量为4.5m3/hm ,单位回灌量为2.25m3/hm ,静水位-77m,采用负压回灌方法。利用温差11℃时单井灌量能达到100m3/ hm以上 。本项目夏季最大需水量仅为41m3/h ,冬季最大需用水量为38m3/h完全能实现采灌平衡,并留有余地。
为保证采灌井长期安全运行,采灌对井冬夏两季互为灌采使用,充分利用天津地区粉细砂含水层储能作用,又能在互为灌采使用过程中达到洗井目的。使采灌对井开采量和回灌长期运行不会衰减,达到长期安全运行的目的。
冬季整个系统需用地下水仅为32m3/h。使用一对第Ⅳ含水组深井即可达到采灌平衡。因此,该项目具有很大的可行性。
该节能改造设计的范围主要有:
热泵机房水源热泵系统工艺管道设计
室内灌采管路工艺管道设计
热泵机房水源热泵系统工艺控制方案设计
室外水源热泵打井泵房工艺设计
空调末端风机盘管安装
通过以上设计,该工程冬季为空调末端提供45-40℃的热水,夏季为空调末端提供7-12℃的冷水,满足供热供冷的要求。
5 空调系统配备
5.1空调系统主要设计参数(略)
5.2水源热泵机组
喷淋式水源热泵机组
该项目采用喷淋式水源热泵机组,具体如下:
喷淋式(降膜式)蒸发器有效的提高换热效果,在冷凝器进/出水温度40℃~45℃;蒸发器
进/出水温度12℃~7℃的工况条件下,比一般干式机组制冷量提高30%。(机组蒸发温度提高3~4℃)。
低压侧增压喷射泵的运用,以闪气槽中的闪气为动力,将蒸发器中的冷媒压力提升后,进入压缩机吸气端。
冷凝器:冷凝器采用高效专用换热管,独特的内部结构设计,比一般机组冷凝温度下降1℃~2℃。降低了压缩机耗功,提高了机组能效比。
油分、闪气槽,具有专利权的过滤式油分,油分离效果稳定。从根本解决了油分离效果较低而引起的机组运转效能衰减的问题。闪气槽在系统中的合理配置,使机组满载效率COP(kW/kW)值提高了10%。
孔口板,采用孔口板调整冷媒流量,安全可靠,无损坏,无维修费用,可满足机组负荷在12.5%~100%的准确调节。