❶ 什么是水源热泵
水源热泵是是利用地球表面浅层的水源,如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低品位热能资源,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。
水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃,比冬季室外空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。设计良好的水源热泵机组与电采暖相比,可减少70%以上的电耗。
水体的温度一年四季相对稳定,特别是地下水,其波动的范围远远小于空气的变动,是很好的热泵的冷热源。因此,使得热泵机组运行可靠、稳定,也不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。
水源热泵机组的运行没有任何污染,可以建造在居民内,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,且不用远距离输送热量。
(1)水源热泵培训方案扩展阅读
水源热泵作为一种新型的供热供冷方式,从热泵机组本身看应当是成熟的。但作为一个整体系统来推广应用时,还是存在一些问题的。
(1)水源的使用政策。
我国为了保护有限的水资源,制定了《中华人民共和国水法》,各个城市也纷纷制定了自己的《城市用水管理条例》,明确了用水审批、用水收费等相关政策,所以水源热泵的推广还需要考虑综合能源环保和资源各个方面,以及政府部门的支持。
(2)水源的探测开采和地下水回灌技术。
水源热泵的应用,首先必须了解当地的水源的情况,对水源的状况进行充分的调查,确定用水方案。若利用地下水,必须考虑水源的回灌问题,且应结合当地的地质情况来考虑回灌方式。
(3)水源热泵系统的设计。
水源热泵系统的节能必须从政策、主机设计制造、系统的设计和运行管理统筹各个方面考虑,如果水源热泵机组可以做到利用较小的水流量提供更多的能量,但系统设计对水泵等耗能设备选型不当,也会降低系统的节能效果。
❷ 污水源热泵方案
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水源热泵 (一)水源热泵的概念
水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源,进行转换的空调技术。
水源热泵可分为地源热泵和水环热泵。地源热泵包括地下水热泵、地表水(江、河、湖、海)热泵、土壤源热泵;利用自来水的水源热泵习惯上被称为水环热泵。
(二)水源热泵的原理
地球表面浅层水源(一般在1000 米以内),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是:通过输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在夏季将建筑物中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,则是通过水源热泵机组,从水源中“提取”热能,送到建筑物中采暖。
(三)水源热泵的优点
水源热泵与常规空调技术相比,有以下优点:
1、高效节能
水源热泵是目前空调系统中能效比(COP值)最高的制冷、制热方式,理论计算可达到7,实际运行为4~6。
水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。而夏季水体温度为18~35℃,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,从而提高机组运行效率。水源热泵消耗1kW.h的电量,用户可以得到4.3~5.0kW.h的热量或5.4~6.2kW.h的冷量。与空气源热泵相比,其运行效率要高出20~60%,运行费用仅为普通中央空调的40~60%。
2、属可再生能源利用技术
水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量),而且是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说,水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。
3、节水省地
以地表水为冷热源,向其放出热量或吸收热量,不消耗水资源,不会对其造成污染;省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施,机房面积大大小于常规空调系统,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。
4、环保效益显著
水源热泵机组供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统,无燃烧过程,避免了排烟、排污等污染;供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以,水源热泵机组运行无任何污染,无燃烧、无排烟,不产生废渣、废水、废气和烟尘,不会产生城市热岛效应,对环境非常友好,是理想的绿色环保产品。
5、一机多用,应用范围广
水源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物,水源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量能源,而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求,减少了设备的初投资。其总投资额仅为传统空调系统的60%,并且安装容易,安装工作量比传统空调系统少,安装工期短,更改安装也容易。
水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,小型的水源热泵更适合于别墅、住宅小区的采暖、供冷。
6、运行稳定可靠,维护方便
水体的温度一年四季相对稳定,其波动的范围远远小于空气的变动,水体温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性;采用全电脑控制,自动程度高。由于系统简单、机组部件少,运行稳定,因此维护费用低,使用寿命长。
7、符合国家政策,获得政策性支持
国家十分重视可再生能源开发利用工作,《中华人民共和国可再生能源法》已于2006年1月1日起实施;同时,在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中,又把大力发展和规模化应用新能源和可再生能源作为能源领域的优先发展主题。从国家立法和发展战略的高度,对可再生能源的发展应用予以强力推动。
日前,国家财政部、建设部发文《关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》以及《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》,明确指出“十一五”期间,可再生能源应用面积占新建建筑面积比例为25%以上,到2020年,可再生能源应用面积占新建建筑面积比例为50%以上,这为我国水源热泵的发展提供了良好的环境和强劲的动力。
(三)水源热泵的应用限制
象任何事物一样,水源热泵也不是十全十美的,更不是万能的。其应用也会受到制约。
1、 可利用的水源条件限制
水源热泵理论上可以利用一切的水资源,其实在实际工程中,不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。目前的水源热泵利用方式中,闭式系统一般成本较高。而开式系统,能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件。对开式系统,水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。
2、水层的地理结构的限制
对于从地下抽水回灌的使用,必须考虑到使用地的地质的结构,确保可以在经济条件下打井找到合适的水源,同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件,保证用后尾水的回灌可以实现。
3、 投资的经济性
由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响,水源的基本条件的不同;一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同。虽然总体来说,水源热泵的运行效率较高、费用较低。但与传统的空调制冷取暖方式相比,在不同地区不同需求的条件下,水源热泵的投资经济性会有所不同。
水源热泵技术在应用中需要注意的问题
环境污染和能源危机已成为当今社会的两大难题,开发利用天然冷、热源能够为空调带来节能和环保双重效益,因而越来越受到人们的重视,水源(地温)热泵系统正是同时具备这些要求的一种中央空调技术。
水源(地温)热泵利用地表水作为冷热源,夏季水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,冬季水体温度比环境空气温度高,热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高;不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。在利用水源(地热)热泵时应注意以下几个方面:
在采用水源热泵技术时,前期的水文分析尤为重要,必须根据地下水源实际情况,进行可行性的研究分析。适用的原则:水量充足、水温适当、水质良好、供水稳定、回灌可靠。因此,前期的认真、科学的水文地质勘探工作是非常必要的。
水源热泵中央空调主机,是冷热源的核心,它的质量好坏直接影响整个系统的可靠性和使用效果。建议选用国内外有良好信誉的厂家,尤其是技术质量优、生产历史久、售后服务好的知名品牌。
众所周知,水源热泵空调的能效比(COP值,约等于输出功率/输入电功率)高于常规空调,但也有极限,一般在4、6,但国内某些厂家标称其热泵机组能效比可达到7、8之多,甚至少数还有11、12。这是不符合实际、不科学的,是对用户的极端不负责任,是一种欺骗行为。
水源热泵的关键技术在于水井。水井的成井工艺极为重要,必须要求是大口径钢制管井。法国CIAT在水井方面有独到的技术和经验,在实际使用时可比传统方式节省部分井水用量,并能够成功实现同抽同灌。
由于水源热泵中央空调系统使用率极高,因此对设备的性能、质量要求也比较高,各种辅助设备和材料的合理匹配也是获得良好效果的基础。CIAT的一贯作风是施工中保持较高的工程水平,选用优质设备材料,将工程做成展示、宣传窗口,为业主带来更佳的社会效益。
中央空调系统是一项长期使用、可靠性要求高的工程,必须可以长期可靠运行,保证使用效果。在设计和施工中首要考虑的是严把质量关,确保工程的质量,并符合国家相关标准和规范的要求,无论方案设计还是设备选用、工程施工、打井回灌等各个环节都必须围绕着这个中心进行。
❹ 水源热泵怎么安装,注意些什么
1、钻孔:钻孔前应了解埋管场地内已有的地下管线、地下构筑物的功能及其准确位置,注意避开,以免造成破坏;钻孔总长度根据建筑的面积大小,所需要制冷量决定,在钻孔前要经过准确的计算;钻孔时保证钻杆的垂直以确保每个竖孔平行,防止窜孔;
2、外钻井后要尽早施工, 有利于回填后土方自然沉降。
3、竖直下管:下管时必须保证下管的深度。下管方法有人工下管和机械下管两种。下管前应将U型管与灌浆管捆绑在一起,在钻孔完毕后立即进行下管施工。钻孔完毕后由于孔内有大量积水产生浮力作用,对放管造成一定的困难,且由于水中含泥沙沉积会减少孔内的有效深度,为此,每钻完一孔,应及时把U型管放入,并采取防止上浮的固定措施;
4、室内空调安装在房屋土建部分全部结束,场地清扫干净后即可进场安装。尽可能让其他工种清场,避免互相干扰和施工环境污染,有利于保证室内安装工程质量。
5、水平铺管:水平铺管前要先在已开挖好的沟槽底部铺上相当于管径厚度的细沙,安装时管道不应折断、扭结,沙中不得有石块,转弯处应光滑,并有固定措施;
6、回填:回填之前必须进行试压,确保无泄露。竖直下管回填竖孔灌浆材料宜采用膨润土和细纱的混合浆或专用材料,也可用钻孔过程中产生的泥浆沉淀物,确保钻孔灌浆密实,无空腔;水平铺管回填土应细小、松散、均匀且不含石块及土块,回填压实过程应均匀,且不得使管道架空;
7、机房与末端:室外部分安装完毕后是室内部分的安装。室内部分安装包括主机和室内空调末端、采暖末端的安装,安装主机前,要仔细核对到货设备的规格、型号是否与配置方案相符,并对照现场实际情况确定安装位置。
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❺ 水源热泵的采暖方式有什么缺点
建筑节能的更高要求
随着我国建筑业的飞速发展,建筑能耗占总能耗的比重越来越大,已经达到27%。其中约有55%为采暖能耗,是建筑能耗的最主要部分,也是浪费最为严重和节能潜力最大的部分。鉴于此,选用推广最优化的采暖方式、对系统运行进行有效地管理、执行合理的相关政策等来降低采暖能耗,对建筑节能目标的实现至为关键。我国的建筑节能程度相比发达国家还很低,但是这也从另一方面说明我国存在巨大的节能潜力,现阶段节能的边际成本还是比较低的,值得投入。
多种采暖方式的出现
随着城市能源供应结构调整、采暖制度改革、建筑节能等因素的要求,现在出现了多种多样的采暖方式。如以燃气为能源的采暖方式,包括燃气蒸汽联合循环、大型燃气锅炉房集中供热、小型模块化单栋建筑或单元式燃气供热、分户燃气炉供热等;以燃油为能源的采暖方式,包括大中型燃油锅炉房集中供热、商业建筑中的直燃机等;以电为能源的供热方式,主要有直接电热方式(包括电暖气与电热膜采暖)和风冷热泵、集中和分户水源热泵、地源热泵等热泵采暖方式。 多种采暖方式的出现,为人们进行最优化、最适宜地采暖方式地选择提供了可能。 综合上述的各种背景情况,现在的采暖方式已经不仅仅局限于两三种,而是有很多种选择;选择时要考虑的因素也越来越多,如环保能源方面、投资方面、运行管理方面、舒适程度等等。现在我国正处在基本建设加速发展的时期,许多城市迫于环境保护的压力急需在各种采暖方式中作出选择。而各种采暖方式在初投资、运行费用、环境影响、安全性、舒适性等上的综合评判尚无定论,存在很大的争议。推广哪一种采暖方式对一个城市来说都涉及巨大的资金投入,错误的选择采用某种不适当的采暖方式,不仅会导致巨大而宝贵的建设资金的浪费、还会引起能源、环境和社会安定等方面的一系列问题。因此,如何准确全面的评价各种采暖方式的优劣,或者说如何针对一个具体的现实情况选取最适合的采暖方式,就成为一个很重要,也急需早日解决的问题。
。现实意义
在上述大的社会背景之下,通过系统的对采暖方式的评价指标体系进行研究,针对不同实际情况得出最优化、适宜的采暖方式就显得很有必要,具有重要的实践指导意义。可以说这项课题的研究任务与我国可持续发展的战略目标紧密地相结合。具体来讲,该项课题的研究主要有以下几点意义:
1. 全面的评估各种采暖方式的优缺点,避免片面的看待某种采暖方式;
现在的一些公司、地方或是行业,处于自己某种局部利益、近期利益的考虑,片面的宣传某种采暖方式的特点,而掩盖其缺点或是不合理的一面,从而在社会上形成了一定程度的误导,使得在推广使用某种采暖方式时,不加分别的全面铺开,造成了一些严重不合理问题的存在。
2. 指导采暖方式的科学选择,防止考虑不当造成的巨大资金、能源浪费;
由于缺乏科学的评价指标体系与选择机制,使得在进行采暖方式的选择时往往比较盲目,事先不能很好的进行研究分析、选择比较来确定最终的实施方案,往往造成人财物的浪费。
3. 优化整个城市的采暖系统能源结构,可用于指导新建建筑采暖方式的选择与老城区采暖系统的改造;
如果对每种采暖方式有了清楚准确的认识,就可以以其为基础在一个更高的层面上来综合考虑整个城市的采暖能源系统的配置,从而为整个城市在新建建筑与老城区改造时采暖方式的选择提供科学的指导意见,优化的配置整个城市的采暖能源系统与采暖方式,增强城市的可持续发展能力。
4. 可以发现现行的各种能源价格、税收政策、管理条例中一些不合理、不利于最优化的采暖方式推行的缺点与弊端,提出建议与改革措施。
现行的各种能源价格中存在明显的不合理性,不能很好的反映能源的资源特点、使用代价等因素。通过对各种采暖方式的研究可以发现其中的不足与弊端,提出政策面的一些建议意见,促使合理优化的采暖方式的推广。
❻ 北京市昌平区北七家镇某培训基地地源热泵改造工程
1.工程概况
某培训基地位于北京市昌平区北七家镇,现有总建筑面积约为3.6×104m2,由办公楼、礼堂、游泳馆、宿舍楼、食堂、室内网球场、车库等建筑组成。原冬季供暖及生活热水由三台1400kW的燃气锅炉提供(燃料为液化气),夏季采用3台150冷吨(2用1备)的冷水机组提供夏季制冷,夏季的空调面积为18345m2。全年的燃气费用为200多万元。为了解决价格昂贵的燃气问题,项目业主决定将原来的锅炉燃气系统改为地源热泵供热及空调系统。
本项目采用垂直埋管式的地源热泵系统来提供所有建筑的冬季供暖和夏季制冷以及全年生活热水和游泳池用水的加热,考虑到培训基地以后的扩建,热泵系统按建筑面积4×104m2设计。
2.系统设备选型
项目根据培训基地实际情况,综合考虑各负荷的特点,选择意大利克莱门特BH/ES-RHH3903型螺杆式地源热泵机组2台(其中1台为全热回收机组),BE/SRHH4004型螺杆式地源热泵机组1台。系统总制热量为3701kW,总制冷量为3197kW,其中BH/ES-RHH3903型热泵机组为高温热泵机组,主要考虑目前基地末端有部分暖气片系统,同时提供生活热水及游泳池加热。BE/SRHH4004型热泵机组为风机盘管系统提供冬季供暖。
表6-7地源热泵系统主要设备明细表
3.机房系统全年运行方案
冬季:3台热泵机组以制热工况运行,可以满足培训基地冬季供热总负荷的需求。其中生活热水的加热由全热回收机组来提供,该机组制生活热水的同时也为建筑提供采暖,在生活热水和供暖同时运行的情况下,生活热水优先制取。
夏季:3台热泵机组以制冷工况运行,提供建筑制冷,可以满足培训基地建筑制冷总负荷需求。其中,全热回收机组在供冷的同时,通过吸收空调系统中的废热来制取生活热水。
春、秋过渡季节:该季节建筑不需要供暖和制冷,但需要加热生活热水和游泳池,由1台全热回收机组配以蓄水罐来提供生活热水。同时由于该机组为全热回收机组,具有双冷凝器,也可用来对游泳池进行加热。
4.室外换热孔设计
为确切了解换热孔区域的地质情况,2005年5月华清集团在培训基地操场内钻凿了换热勘探试验孔,对项目区内进行了地质勘查,并进行了土壤的热物性测试,并根据测井资料以及区域地质、水文条件情况,进行室外换热孔的设计。本项目钻凿室外换热孔348个,孔径均为150mm,单孔深度150m,每个孔下入4根Φ32换热管(双U管),孔间距为5m,管与管的间距为40mm,采用管卡固定,管卡间距为5m,采用正方形布置,所有换热孔布设于足球场下面,总占地面积约为8000m2。
换热孔之间的水平联结管采用直埋的方式,埋设深度为地面以下1.6m。管材为HDPE管,主管管径为Φ110。换热主管采用同程铺设的方式。每一组为15个孔左右。最终所有换热孔内的换热管都汇合成D315的主管(HDPE管),然后再经DN300(无缝钢管)室外主管与机房相连。
5.系统运行情况
1)运行效果
培训基地地源热泵设备改造工程于2005年11月15日正式投入运行,效果良好。2005年~2007年冬季各房间室内温度可达到20℃~24℃(末端为风机盘管),生活热水水温达48℃左右,空调系统供水达48℃。运行费用较以前采用液化气锅炉供暖大为降低。
夏季于2006年5月31日开始制冷,至9月10日结束,总计制冷103天。系统运行效果非常好。末端各房间室内温度为24℃~26℃;采用热回收可以得到免费生活热水,温度可达50℃左右,完全可以满足泳池加热及生活热水需求。
2)能源消耗
(1)2005~2006冬季供暖:
第一个供暖季运行电量统计有效时间为2005年11月10日至2006年3月16日(125天),只有东区7000m2正常供暖,其余房间为装修阶段,为低温供暖,本供暖季总计用电量为871940度(含生活热水)。
(2)2006夏季制冷:
第一个制冷季运行电量统计有效时间为2006年3月16日至2006年9月10日(125天),2006年5月31日至7月25日单独供应东区,制冷面积大约7000m2。7月25日后东、西两区并网同时使用,制冷面积约为3.6×104m2,本制冷季总计用电量为575544度(含生活热水)。
(3)2006~2007冬季供暖:
第二个供暖季运行电量统计有效时间为2006年11月15日至2007年3月31日(135天)。本供暖季总计用电量为1510000度(含生活热水)。本季供暖面积约为3.6×104m2。
(4)2007制冷季:
第二个制冷季运行电量统计有效时间为2007年5月1日至9月25日(147天),较上个制冷季多22天,由于基地的官兵与上个制冷季比较增加很多(具体数据不详),所以末端负荷和生活热水也相对地增加。本制冷季总计用电量为735190度(含生活热水)。
6.运行费用
2005~2006年供暖季
根据供电局的收费情况,地源热泵系统从11月10日至12月17日电费总和约26万元,其中,12月1日之前该部分费用还包括车库的用电量和凉水井泵的电量,大约该费用为1万元,地源热泵系统约为25万元。自12月18日后有实际电量统计,冬季全系统运行费用见表6-8:
表6-82005~2006年供暖季运行成本统计表
费用计算参考:运行费用计算有效时间为2005年11月10日至2006年3月16日(125天),电费按实际发生的0.61元/度,面积按实际的3.6×104m2计算,费用中包含生活热水费用。
经测算,生活热水费用约为2000元/天,则采暖季单位面积生活热水运行费用:2000×125÷36000=7.0元/m2
因此,采暖季单位建筑面积系统采暖直接运行费用:24-7.0=17.0元/m2
2006~2007年供暖季
运行电费:1510000×0.61÷36000=25.59元/m2,全部为正常供暖,供暖时间135天,比国家规定的标准供暖时间多出15天。
扣除生活热水运行成本后,采暖季单位建筑面积系统采暖直接运行费用:
25.59-7.0=18.59元/m2
2006年制冷季
2006年5月31日至7月25日单独供应东区,制冷面积大约7000m2。7月25日后东、西两区并网同时使用,制冷面积约为3.6×104m2。
电量统计、系统运行费用:
夏季运行总计用电量及费用:575544度×0.61元/度=351081.84元
生活热水用电量:日耗电量估算492度(循环泵、补水泵用电)×103天=50676度×0.61元/度=30912.36元
制冷费用:351081.84元-30912.36元=320168.64元
制冷季单位建筑面积系统制冷直接运行费用:
320168.64元/36000m2=8.89元/m2
费用计算参考:运行费用计算有效时间为2006年3月16日至2006年9月10日(125天),电费按实际发生的0.61元/度,面积按实际的3.6万m2计算,费用中包含生活热水费用。
经测算,生活热水夏季费用约为300.12元/天,则制冷季单位面积生活热水运行费用:300×103÷36000=0.858元/m2
2007年制冷季
第二个制冷季运行电量统计有效时间为2007年5月1日至9月25日(147天),较上个制冷季多22天,由于基地的官兵与上个制冷季比较增加很多(具体数据不详),所以末端负荷和生活热水也相对地增加。本制冷季总计用电量为735190度(含生活热水)。
夏季运行总计用电量及费用:735190度×0.61元/度=448465.9元
生活热水用电量:日耗电量估算492度(循环泵、补水泵用电)×125×0.61元/度=37515元
制冷费用:448465.9元-37515元=410950.9元
制冷季单位建筑面积系统制冷直接运行费用:
410950.9元/36000m2=11.42元/m2
❼ 水源热泵在东北可以用吗什么条件可以用水源热泵
黑龙江同方能源投资管理有限公司成立于2010年11月,注册资金为500万元,是一家综合性的高新技术企业,公司于年3月通过了国家发展改革委、财政部组织的节能服务公司的评审,是一家具有专业资质的节能服务公司。
其主要经营范围有:节能技术、节能产品、热泵技术(水源热泵、地源热泵、空气源热泵、污水源热泵等)、太阳能技术等的研发、咨询、投资、管理。
公司拥有着一流的专业管理、销售、设计、施工、售后团队,且有着清华同方的强大技术团队作为后盾支持。其业务遍及黑龙江省的工业、建筑、热电及光电等领域,
主要业务:太阳能光电建筑一体化工程、金太阳示范工程、余热余压余气回收利用,为各种大型工业、企业的节能改造项目提供分析、设计、投资、施工及运营管理等一系列服务。另外还从事公司技术开发、水泵节能产品生产采购、制造、现场安装、技术支持等工作。
我公司还通过与耗能客户签订合同,向节能项目进行投资,向用户提供能源效率审计(节能潜力分析和诊断)、节能项目方案设计、原材料和设备采购、施工、监测、培训、运行管理等系统服务,保证节能效果,与耗能企业分享项目实施后产生的节能效益。
该公司水源热泵的实际应用案例很多,该公司位于园丁大厦一层,园丁大厦位于佳木斯市中山路与杏林路交叉路口,总建筑面积为43000平方米,集酒店、办公、商服、住宅为一体的综合楼。西侧厢楼1-6层为酒店,主楼1-2层为商服,3-6层为佳木斯市教育局办公楼,7-26层为住宅楼。
在园丁大厦项目招标过程中,竞争的厂家有四个。大成房地产开发有限公司找有关专家到北京市和沈阳市实地考察,得出结论:采用清华同方水源热泵中央空调能够使运行寿命比其他厂家多5-10年,运行成本比其他厂家少20%左右。所以,他们宁愿多拿出20%的资金最终采用清华同方水源热泵中央空调。
本工程是我公司最早的一个工程,自2006年11月末运行至今,运行一直很稳定,且效果良好,并能够达到全部回灌,得到用户的好评,为我公司树立了一个很好的样板工程。
本综合楼交付使用后实际运行费用为:8.98元/平方米
水源热泵优势好处◎ 环保:利用水为冷热源,清洁、环保、可再生。
◎ 节能:能效比高,制热时在4.7以上,制冷时为6.1以上,最高可达7.1。
◎ 节水:采用大温差设计,用水量比传统设计节省40%。
◎ 节资:一套系统实现供冷和供热,还可提供生活热水。一次性投资只是传统制冷制热投资的1/2~2/3 ;运行费用只有1/2~2/3。
◎ 安全可靠:分系统独立模块化设计,先进的控制技术与网络功能,更具有人性化和智能化
◎ 机组适用范围广,可以充分利用各种水源:地下水、地表水,如江水、河水、湖水、水库水、海水,地热尾水,城市污水、坑道水等。
适用环境:
◎ 适用于建筑物周边有丰富水源可供利用,但不能对水体造成破坏的项目
◎ 适用于建筑物周边有可利用的人工再生水源的项目
◎ 适用于对节能环保节水性能要求高、实现空调最佳经济性的项目
◎ 特别适用于沿海、沿江河、傍湖及有丰富地热资源的城市建筑
❽ 水源热泵在冬季供暖中的应用
刘雪玲 朱家玲
(天津大学地热中心)
摘要:利用水源热泵从13~18℃的浅层地下水中提取热量,提供45℃的热水,通过风机盘管进行供暖。本文对热泵供暖的经济性进行了分析,并与燃油、燃气锅炉供暖进行了比较,结果表明热泵是一种节能环保的设备,热泵供暖带来了明显的经济及环保效益。
我国北方地区的冬季漫长,供暖大多通过燃煤锅炉得以实现,这种传统的供暖方式,不仅消耗了大量的煤炭资源,同时,严重污染环境,对人类的生存造成巨大威胁。因此,冬季供暖不能仅仅将其视为解决一个“热”的问题,而是与健康环保和城市形象发展战略紧密相连。因此,如何开发和设计出环保、节能型绿色生态建筑,已成为刻不容缓的课题。
水源热泵是一种比较有代表性的成熟的低耗能采暖技术,为能源结构调整带来了一个比较可行的实施方案。
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。地能(地下水、土壤或地表水)作为水源热泵的冷热源,冬季把地能中的热量“取”出来,供给室内采暖,此时地能为“热源”;夏季把室内热量取出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地能为“冷源”。
天津市地矿珠宝公司地处城市中心。长期以来,该公司冬季采用传统的锅炉方式供暖,夏季制冷采用分体式空调机。锅炉燃烧时向大气排放大量的废气、废物,给环境造成极大的污染,严重的环境污染给周围的市民生活既带来不便也严重影响市容市貌;另外,夏季空调系统耗电量大,运行成本高,稳定性差。因此,改造该公司的供暖及制冷系统势在必行。由于公司位于天津市中心,补建热网难度大,燃气、燃油的经济性和安全性均是不容忽视的大问题,同时还存在大气污染。针对这些突出问题,采用水源热泵改造供暖和制冷系统,改造后的系统运行时不仅不会带来任何环境污染等问题,而且还能起到节能、环保等作用。
1 工程概况及要求
地矿珠宝公司要求冬季采暖夏季制冷的总面积为6105m2。其中,1层为珠宝店,3、4、5层为办公室,共114间,2层为客房,共27间。
地下水井采用回灌技术,打有生产和回灌两口井,两口井相距34m,井深均为200m。利用浅层的地下水作为热泵的冷、热源,热泵直接用于冬季供暖和夏季制冷。生产井和回灌井冬夏季互换,即冬季供暖的生产井为夏季制冷的回灌井,冬季供暖的回灌井为夏季制冷的生产井。
水源热泵有2台,其中:1#机组:66kW,制热量300kW,制冷量:260kW。2#机组:45kW,制热量198kW,制冷量:182kW。
一般情况,1#机组运行,冬季供暖时机组白天(8:00~18:00)停3次,每次停45~50分钟;夜晚(18:00~次日8:00)停2次,每次停45~50分钟。由于3、4、5楼为办公楼,下班后(18:00~次日8:00)机组按50%~75%运行。空调设备为“三速开关”控制的风机盘管。低温热泵供暖的系统示意图如图1所示。
图1 低温热泵供暖系统示意图
2 系统运行分析
2.1 技术参数
自2002年11月7日至2003年3月24日(3月16,17日没有供暖),共136天,全天每隔2小时观测并记录系统运行数据。跟踪记录系统运行状态参数一方面为了深入研究系统冬季采暖的运行效果,另一方面为最佳利用地热提供科学依据,为地热供暖的利用和设计提供可靠的参考数据。主要记录参数有生产井和回灌井的温度和流量、供水温度、回水温度、室内温度、室外温度。流量是用流量指示积算仪配以涡轮流量计来测量;供回水温度及抽水井与回灌井水温度来自水源热泵数字仪表显示,精度达0.1℃;室内外温度的记录采用温度计,精确为±1℃,其中室内温度是选一间客房为测试对象而记录的数据。
根据现场实测数据,整理后得到在整个供暖期室内外温度变化曲线、生产井和回灌井的温度变化曲线,分别如图2、图3所示。
从图2 可以看出,在冬季采暖期,室外温度不断变化,其日平均温度变化范围为-8.25~7.67℃,而室内温度基本稳定在22.3℃左右,因此,室内温度能够满足供暖要求。
图2 室内外温度变化曲线
从图3可以看出,抽水井的温度在采暖期基本保持稳定,但随着地热尾水回灌量的持续增加呈下降趋势。抽水井温度的变化可分为三个阶段,即采暖初期至采暖期开始后的第60天,抽水井温度基本稳定在17.5℃左右;随着回灌量的增加,在采暖期开始后的第60天和第72天,抽水井温度发生两次明显的变化后,降至12.81℃;此后,随着采暖期的继续,抽水井温度变化不大,并略呈上升趋势。这是因为,随着供暖日期的增多,累计回灌量增加,抽水井的温度有所降低;而更主要的原因是室外温度的变化对抽水井的温度影响很大,1月份(即供暖的第60~70天)是冬季气温最低的时候,而抽水井的水温也降到了最低点,仅为12.81℃,随着室外温度的回升,抽水井温度也逐渐升高,在采暖期结束时,抽水井温度回升到13.3℃。
图3 生产井和回灌井的温度变化曲线
2.2 经济性分析
初投资:地下水井32万;热泵+风机盘管+管道138万。由于该系统是冬季供暖,夏季制冷,所以初投资的50%计入空调系统。
运行费用包括能耗(电费和水费)、人工费、维修费、折旧费。由于该系统是带有回灌井,免收水费,所以能耗主要费用是电费(表1)。
表1 热泵的运行费用
燃油,燃气锅炉的效率按90%计算,若分别使用燃油、燃气锅炉和热泵供暖,天津市地矿珠宝公司一个供暖期的运行费用(不含设备折旧和维修费用)列于表2。
表2 不同燃料供暖的运行费用比较
3 效益分析
由表1,表2可以看出,利用热泵直接供暖的运行费用较低,这是因为热泵是通过消耗高品位的电能,把热量从低温热源转移的高温环境中,即热泵消耗少量的高品位电能,将产生大量的低品位热能(本文中热泵的cop=4.5),其能量转化效率很高。而燃油、燃气锅炉供暖时,其消耗的是一次燃料,燃烧效率和锅炉效率都不可能是100%,热损较大。所以从能量转化的角度来看,热泵是一种高效的设备。
但是从目前热泵、燃油炉、燃气炉的固定投资来看,热泵的初投资较大。从表1也可看出热泵在一个供暖期的运行费用为9.5万元,而为设备预留的维修费用和设备的折旧费用为9.35万元,其所占的比例很大。从而造成热泵供暖的成本较高。但是由于热泵供暖的运行费用低,几个供暖期下来所节省的运行费用也可以折抵热泵在初投资上多投入的费用。另外热泵机组还可以在夏季用于制冷,投资一套装置可以冬夏两用,这在投资上也有一定的优势。
从环保效益来看利用水源热泵供暖,即不影响大气环境,也不消耗和污染水资源,地热供暖和制冷装置无压力、无燃烧、无爆炸的危险,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,取消了锅炉房、储煤场、堆灰场、消烟防尘设施等,且不用远距离输送热量。可以大大改善了工人的工作环境和工作强度。
天津地矿珠宝公司供暖总面积为6105m2。每年供暖期实际消耗热负荷为2325 GJ,相当于标煤113.55 t。因此,每年减少二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳和煤尘等污染物的排放量分别为4769.4kg、1430.82kg、122.41m3和1112.86kg。同时,每年节约废气废物治理费及其它费用为47725.80元。其环境效益很显著。
当然热泵消耗的主要是电能,而电能的获得需要耗费一次能源(我国目前主要是耗煤),因此在电能的生产过程中也存在污染问题,但是从工程本身来说,其没有消耗一次能源,没有给环境造成直接污染,其环境效益还是很显著的。
4 结论
(1)利用热泵供暖的运行费用较低,但由于其初投资高,所以其成本还是比较高,
(2)虽然目前利用热泵直接供暖的成本比较高,但是节约了一次能源和环保的费用,取得了明显的环境效益,且可以一机两用,冬天供暖,夏季制冷。所以从环保的角度来看热泵供暖还是很经济的。尤其在环境要求较高的大、中城市,热泵供暖有一定的优势。
总之,在环境问题日益突出的今天,高效清洁地使用能源已成为一个备受关注的课题。利用热泵供暖应用了环保、安全、绿色、节能采暖新理念,开创了一条新的环保采暖方式。随着环境问题的日益严重和人们环保意识的增强,热泵供暖必将得到广泛的推广和应用。
参考文献
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[2]李新国,赵军.低温地热运用热泵供热的技术经济分析.太阳能学报,2000,16(1):447~450
[3]朱家玲,苗常海等.地热水源热泵技术应用市场前景.太阳能学报,2002,23(6):447~450
[4]郭志军,王敏.水源热泵系统的概论分析.低温与特气,2001,19(5):8~9
❾ 水源热泵中央空调的系统应用方案
一、利用地下水的地源热泵系统项目
1、北京蜂鸟社区 住宅区建筑面积80000平方米
2、北京民岳家园 住宅区建筑面积92000平方米
3、北京鹰翔宾馆 宾馆、办公楼、家属楼建筑面积25000平方米
二、利用地表水的地源热泵系统项目
1、利用海水项目
大连星海假日酒店 四星级产权式私人酒店建筑面积40000平方米
2、利用江水项目
浙江建德月亮湾大酒店 四星级高档酒店建筑面积40000平方米
三、利用地表水与地下水联合的地源热泵系统项目
北京居庸关古客栈 五星级标准修建建筑面积20000平方米
四、利用地下坑道水的地源热泵系统项目
辽宁锦州市人防办公大楼 办公大楼建筑面积6000平方米
五、利用城市污水的地源热泵系统项目
北方寒冷地区城市污水是一种可以利用的热能资源,它的温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是很好的热泵冷热源。这种温度特性使得污水源热泵比传统空调系统运行效率要高,因此在节能和节省运行费用方面效果显著。污水源热泵系统可应用于供暖、供冷、提供卫浴热水,一机多用。
1、北京延庆县公安局和法院办公楼 建筑面积13000平方米
2、石家庄污水处理厂办公楼 建筑面积11000平方米
六、利用土壤源热泵系统项目
1、清华同方无锡科技园综合楼 建筑面积4400平方米
2、北京龙颐顺景别墅住宅区 建筑面积40000平方米