河北省部分地源热泵建筑应用典型案例赏析

 河北省位于黄河下游以北，地处东经113°27′-119°50′，北纬36°05′-42°40′之间，总面积18.8万平方公里。2017年末，全省常住总人口达到7519.52万人。

      河北省域内有高原、山地、丘陵，有平原，有湖泊、海滨。浅层地热能分布广泛，储量巨大，可用性强，应用前景十分广阔。有关研究表明，平原区浅层地热能容量为487.773x10^14千焦，折合标准煤166432.259x10^4吨；山间盆地浅层地热能容量为17.325x10^14千焦，折合标准煤5911.595x10^4吨。浅层地热能储量在全国名列前茅。

      近年来，河北省积极推进地源热泵建筑应用。现从河北省住房城乡建设厅征集的“可再生能源建筑应用”典型案例中，选取3个地源热泵建筑应用项目摘要如下：

      一、唐山冀东水泥股份有限公司办公楼水源热泵项目

      （一）工程概况

      将公司既有11层办公大楼、外宾招待所和会议礼堂原有分体空调拆除，采用新型高效水源热泵机组，利用公司自备电厂的冷却水做水源，建造中央空调系统。项目总建筑面积约9500㎡。末端采用风机盘管形式。

      （二）技术方案

      该项目夏季室温控制在25°C以下，冬季室温在20°C以上。冷、热复合指标分别按100和70W/㎡计，总的冷、热负荷为950和665KW。引入电厂的冷却水做热泵机组的冬季用热源水。冬季水温最低为22°C。按每小时50吨热源水水量，需提取9°C的水温，排水温度为13°C，热源水量可满足冬季采暖用。

      主机选用高效满液式水源热泵机组一台，在设计工况下性能如下：制热量1304KM/台，输入功率240KM/台，冬季空调进出水温为45-50°C，热源水排水温度按22-13°C，制热能效比5.43；制冷量955KW/台，输入功率192KW/台，夏季空调水进出水温为12-7°C，利用冷却塔辅助散热，制冷能效比5.18。

      满液式蒸发器机组是相对干式蒸发器而言的，其内部的制冷剂在蒸发器内走壳程。蒸汽从壳体上部排出，内部始终是液体间的换热，使得压缩机的容积效率有所提高，制冷量增大。

      系统设备基本数据如下：

      1.水源热泵机组（1台，满液式蒸发器）：LSBLGR-1200M；制热量1304KW，功率240KW，制冷量995KW，功率192KW。

      2. 空调侧循环水泵（2台）：SLS150-160；流量150m³/h，扬程32m，功率22KW。

      3. 冷却水循环水泵（2台）：SLS200-250；流量200m³/h，扬程20m，功率18.5KW。

      4. 全自动软水器（1台）：FY-2A。

      5. 软化水箱（1台）：4m。

      6. 冷却塔（1座）：流量200m³/h，风量13800m³/h，功率7.5KW。

      7. 电子水处理仪（1台）：处理水量145-210m³/h。

      （三）运营模式

      该项目由物业公司自行管理热泵系统。采用一台高效节能满液式水源热泵空调机组，满足夏季制冷和冬季采暖。冬季，在设计工况下，22°C的电厂冷却水经潜水泵被输送至热泵机组的蒸发器侧，被冷却成13°C后再输送回冷却水管中。夏季，因水温较高，需配置冷却塔系统。

      （四）运行效果

      该项目主机、机房附属设备、机房电气部分及安装系统总投资约330万元。该系统因夏季电厂冷却水温度过高，不易用作空调系统。冬季余热水温高，宜作理想热源。经测算，冬季运行费用为10.3万元，较市政管网供热年节约14.4万元，节能效果显著。

      二、保定市天河电子技术有限公司红外精密激光雷达产业化基地水源热泵系统应用项目

      （一）工程概况

      该项目位于保定高新区北部三期区域内，占地面积30760㎡，建筑面积26082㎡。项目功能为办公及生产车间。2010年8月开工，2013年3月竣工。

      （二）技术方案

      项目采用水源热泵方式为建筑提供所需的冷、热源。中央空调进行冬季供暖及夏季供冷，空调系统末端采用风机盘管，不设集中新风系统。空调水系统为双管系统，冬夏合用一套管路，定压补水装置设于水源热泵房内。

      冷热源均由水源热泵房提供，冷负荷指标76.14W/㎡，热负荷指标64.8W/㎡；设计冷负荷1930KW，热负荷1640KW。夏季空调设计冷水供水温度7°C，回水温度12°C；冬季空调设计热水供水温度45°C，回水温度40°C。