水源热泵及辅助热源

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水源热泵方案

水源热泵方案

一、项目概况北京某办公楼位于城南,该办公楼为改造项目,地上五层,地下一层,总建筑面积约8000平米。

需解决夏季空调制冷,冬季供暖问题,全年保持室温在18℃-25℃。

二、制冷供暖解决方案1、风冷热泵加辅助电加热方案利用风冷热泵实现夏季制冷,冬季供暖考虑到风冷热泵机组在室外温度-8℃时启动困难,需增加辅助电加热。

2、水源热泵方案该方案要求在建筑物附近打三口井,井深80-100米,一口抽水,出水量为100M3/h,两口井回灌,保持地下水资源稳定,利用井水作为冷热源,水源热泵机组夏季制冷,冬季供暖满足办公楼要求。

三、负荷计算及机组1. 设计依据、范围及原则本方案包含某办公楼的空调制冷供暖系统,包括冷热源、设备选型及末端系统方案。

能够独立实现夏季制冷,冬季供暖。

保证大楼的正常使用。

2. 空调冷热负荷计算考虑到该建筑主要为办公室,根据国家标准单位建筑面积制冷负荷选取100W/M2, 建筑总冷负荷约为800KW。

单位建筑面积供暖热负荷选取60W/M2, 建筑总热负荷约为480KW。

3. 机组设备选型及技术参数选择方案时应该考虑节省投资和保障该建筑正常制冷供暖要求。

风冷热泵机组设计装机容量为835.2KW,配置风冷热泵机组MTD-80SH叁台。

水源热泵机组设计装机容量为930KW,配置水源热泵机组MSRB80壹台。

表一机组选型项目风冷热泵水源热泵设备名称风冷冷(热)水机组水源热泵机组设备型号MTD-80SH MSRB80数量3台1台单台制冷量278.4KW 930KW单台制热量304KW 1116KW总制冷量835.2KW 930KW总制热量912KW 1116KW总耗电量262.2KW 178.8KW单台外形尺寸长4320mm 3640mm宽2110mm 1300mm高2130mm 2200mm表中机组的设计装机容量基本满足大楼的需求。

4.风冷热泵机组由于存在在室外温度-8℃时启动困难,需增加功率为480KW的辅助电加热设备,解决在严寒情况下供暖问题。

水源热泵工作原理

水源热泵工作原理

水源热泵工作原理
水源热泵(Water Source Heat Pump)是一种利用水作为热源
或冷源的热泵系统。

它运用了热泵的基本工作原理,通过循环流体介质来提取、传递和释放热能,以达到供暖、供冷或制热水的目的。

水源热泵的工作原理可分为以下几个步骤:
1. 水循环供热:当需要供热时,水源热泵通过水循环系统将地下水或其他水源抽取上来。

这些水源通常具有较为稳定的温度,可以作为热源供给。

抽取的水进入热泵室外机。

2. 热交换:在室外机内,水与热泵回路中的循环制冷剂进行热交换。

循环制冷剂的特性使其在低温下从液态转变为气态,吸收热量。

这使得水的温度上升,并将热能传递到水中。

3. 循环制冷剂冷却:经过热交换后,循环制冷剂气态化为低温高压气体。

该气体被压缩机压缩成高温高压气体。

4. 室内传热:高温高压气体通过室内机中的热交换器,与需要供热的空气进行热交换。

热交换器将热能传递给室内空气。

5. 制冷循环:当需要制冷时,水源热泵两个室内机互为功能与室外机的功能交换。

通过以上的工作原理,水源热泵可以在冬季提供供暖,通过将热能从水中提取到室内空气;而在夏季则可以提供空调效果,
通过将热能从室内空气释放到水中。

该系统具有高效、环保、节能的特点,能够为用户提供舒适的室内环境。

水源热泵供暖方案

水源热泵供暖方案

水源热泵供暖方案概述水源热泵是一种环保、高效的供暖方式。

它利用水体中的热能来产生热量,通过热泵系统将低温热能转化为高温热能,提供舒适的室内供暖。

本文将介绍水源热泵供暖的原理、优势和适用场景,并提供一种基于水源热泵的供暖方案。

原理水源热泵供暖系统主要由水源热泵机组、地源热沟和室内热交换器组成。

其工作原理如下:1.水源热泵机组通过冷水管从水源中吸收低温热量,经过压缩机提升温度,并将高温热量释放到热水管。

2.高温热水通过地源热沟流向室内,经过热交换器与室内空气进行热交换,将热量释放到室内供暖。

3.冷却后的水再次流回水源中,循环往复。

由于水体的热容量较大,水源热泵供暖系统能够稳定提供连续的高效供暖。

优势与传统的供暖方式相比,水源热泵供暖具有以下优势:1.环保节能:水源热泵利用水体中的热能来产生热量,不需燃烧化石燃料,减少了对环境的污染,同时也大大降低了暖气系统的能耗。

2.稳定供暖:水源热泵供暖系统能够稳定提供连续的高效供暖,不受气温变化的影响。

3.节省空间:与传统的暖气片相比,水源热泵供暖系统不需要大量的散热器,节省了室内空间。

4.多功能:水源热泵供暖系统可以通过换向阀实现冷暖两用,既能供暖也能制冷,提高了系统的使用灵活性。

适用场景水源热泵供暖系统适用于各种建筑场景,特别适合以下情况:1.新建楼宇:在新建楼宇中,可以提前规划水源热泵供暖系统,减少后期改造成本。

2.低温区域:水源热泵供暖系统适用于低温区域,无论在寒冷的冬季还是湿冷的春秋季节都能提供舒适的供暖。

3.高耗能建筑:高耗能建筑对供暖负荷的要求较高,水源热泵供暖系统可以满足其高效供暖的需求。

4.环保要求高的场所:对于追求环保的建筑场所,水源热泵供暖系统是一种高效、低碳的供暖选择。

水源热泵供暖方案在水源热泵供暖方案中,可采用以下具体措施来实现供暖:1.安装水源热泵机组:选择合适容量的水源热泵机组,机组包括压缩机、蒸发器、冷凝器和控制系统等。

2.建设地源热沟:开挖地下热沟,将地沟与水源热泵机组相连,用于水的循环流动。

水源热泵工作原理

水源热泵工作原理

水源热泵工作原理水源热泵是一种利用水体作为热源或冷源的热泵系统,通过循环工作流体来实现空调和供暖的目的。

其工作原理基于热力学原理和换热原理,下面将详细介绍水源热泵的工作原理。

1. 热泵循环系统水源热泵循环系统由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等主要组件组成。

工作过程中,制冷剂在不同的组件中流动,完成热量的转移。

2. 蒸发器蒸发器是水源热泵的热源侧,通过水体与制冷剂之间的热交换来提供热量。

当水源热泵处于供暖模式时,水体中的热量被吸收到制冷剂中,使得水体的温度下降。

3. 压缩机压缩机是水源热泵的核心部件,其作用是将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的制冷剂。

压缩机的工作需要消耗一定的电能,但通过压缩提高制冷剂的温度和压力,以便后续的热交换过程。

4. 冷凝器冷凝器是水源热泵的热源侧,通过制冷剂与室内空气或供暖系统之间的热交换来释放热量。

当水源热泵处于供暖模式时,制冷剂中的热量被释放到室内空气或供暖系统中,使得室内空气温度升高。

5. 膨胀阀膨胀阀是水源热泵的节流装置,其作用是调节制冷剂的流量和压力。

通过膨胀阀的作用,制冷剂的压力和温度得到降低,为下一轮的蒸发器提供条件。

6. 工作模式水源热泵可以根据需要切换工作模式,包括供暖模式和制冷模式。

在供暖模式下,水源热泵从水体中吸收热量,释放到室内空气或供暖系统中;在制冷模式下,水源热泵从室内空气或供暖系统中吸收热量,释放到水体中。

7. 系统优势水源热泵具有多种优势,包括高效节能、环保无污染、稳定可靠等。

其高效节能的原因在于利用了水体的稳定温度,减少了能量损失。

同时,水源热泵的运行不会产生废气和噪音,对环境友好。

总结:水源热泵利用水体作为热源或冷源,通过循环工作流体来实现空调和供暖的目的。

其工作原理基于热力学原理和换热原理,通过蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等组件的协作,实现热量的转移和调节。

水源热泵具有高效节能、环保无污染、稳定可靠等优势,是一种理想的空调和供暖系统。

热泵分类及特点

热泵分类及特点

热泵分类及特点热泵是一种能够将低温热源中的热量转移到高温处的装置,它利用热力学原理,通过压缩、膨胀工质的循环运动,实现低温热源的升温。

热泵广泛应用于供暖、制冷、热水和工业生产等领域,具有高效节能、环保安全等优点。

根据热源的不同,热泵可以分为空气源热泵、水源热泵和地源热泵三种类型。

1. 空气源热泵空气源热泵是利用空气中的热能作为热源的一种热泵系统。

它通过空气-制冷剂-工质之间的热交换,将低温的空气中的热量转移到室内,提供供暖、制冷和热水等功能。

空气源热泵具有安装方便、运行稳定、成本低等特点。

然而,由于空气源热泵的热源是空气,受气温变化的影响较大,其制热效果在极寒地区会受到一定限制。

2. 水源热泵水源热泵是利用水体作为热源的热泵系统。

它通过水-制冷剂-工质之间的热交换,将水体中的热量转移到室内,实现供暖、制冷和热水等功能。

水源热泵具有热效率高、稳定性好、节能环保等特点。

然而,水源热泵需要有充足的水源供应,对水质和水温的要求较高,安装和运行成本相对较高。

3. 地源热泵地源热泵是利用地下土壤或地下水作为热源的热泵系统。

它通过地源-制冷剂-工质之间的热交换,将地下的热量转移到室内,实现供暖、制冷和热水等功能。

地源热泵具有稳定可靠、热效率高、节能环保等特点。

由于地下温度相对稳定,地源热泵的制热效果不受气温变化的影响,适用于各种气候条件下的供暖需求。

然而,地源热泵的安装和地下管道的布置较为复杂,需要占用一定的土地面积。

总结起来,空气源热泵适用于气候温和地区,安装和运行成本相对较低;水源热泵适用于有充足水源供应的地区,热效率高但成本较高;地源热泵适用于各种气候条件下,稳定可靠但安装成本较高。

根据实际情况,选择合适的热泵类型可以最大程度地发挥其优点,实现节能环保的供暖、制冷和热水需求。

水源热泵工作原理及特点

水源热泵工作原理及特点

水源热泵工作原理及特点水源热泵是一种采用地热能源进行采暖和制冷的热泵系统。

其工作原理是利用地下水或地下循环水来作为热源或冷源,运用热泵技术进行加热和制冷。

因此,其是一种高效、节能、环保的暖通空调系统。

水源热泵的特点:1. 独立控制:水源热泵的控制系统可以独立工作,无需依赖外部环境和系统。

这种方式使得水源热泵的控制逻辑更加灵活,可以依据季节、夜间或平峰时段等特殊情况提高或降低运行效率。

2. 全天候稳定的工作:与空气源热泵相比,水源热泵的热交换器不会受到环境温度的干扰,在冬季和夏季都可以保持稳定的工作状态。

这意味着水源热泵的效率更高,且能在全年的各种环境条件下提供稳定的空调服务。

3. 减少能量消耗:水源热泵的主要优势是可以在节省能源方面取得巨大的成果。

水源热泵系统可以减少能量消耗,从而降低使用成本,同时也有助于减少环境污染。

4. 长寿命:水源热泵的室内和室外两个部分相对独立,不会在同一位置发生机械磨损和损坏。

这样可以延长水源热泵的使用寿命,相比其他加热方式更加经济实惠。

水源热泵的工作原理:水源热泵使用地下水或地下循环水来作为热源或冷源。

在夏季,它会将系统内的冷媒制冷,并将冷媒通过水源热泵向外排放。

而在冬季,它将水源热泵内的冷媒加热,并通过室内吹风机送到室内供暖。

水源热泵主要由蒸发器、压缩器、冷凝器和节流阀等四部分组成。

当系统处于制热状态时,制热器中的制热介质会吸收外部热源的热量,然后通过蒸汽的运动来加热制冷介质。

加热后,制冷介质会在冷凝器中放出热量,从而实现加热的作用。

当系统处于制冷状态时,冷凝器中的对象会吸收内部的热量,然后通过制冷剂的运动来冷却内部的热量。

此时,蒸发器中的冷凝介质会通过节流阀扩散,从而使得室内温度下降。

总之,水源热泵是一种独立控制、全天候稳定、减少能量消耗、长寿命的空调系统。

它也是一种高效、节能、环保的供暖方式,是未来发展的趋势。

水源热泵的工作原理

水源热泵的工作原理

水源热泵的工作原理水源热泵是一种利用地下水或湖泊水作为热源的热泵系统。

它利用水源中的热能来进行供暖和制冷,是一种高效节能的取暖方式。

水源热泵的工作原理是利用水源中的热能和热泵循环系统来实现热能的转换和利用。

首先,水源热泵利用水源中的热能。

地下水或湖泊水中蕴含着丰富的热能,地下水温度一般稳定在10-20摄氏度之间,湖泊水温度也相对稳定。

通过水泵将地下水或湖泊水抽到水源热泵系统中,利用水源中的热能来进行供暖和制冷。

其次,水源热泵利用热泵循环系统来实现热能的转换和利用。

热泵循环系统包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等部件。

首先,地下水或湖泊水通过蒸发器中的换热器,将水源中的热能传递给循环介质,使循环介质蒸发成为低温低压的蒸汽。

然后,蒸汽被压缩机压缩成高温高压的蒸汽,释放出的热量被传递给供暖系统。

接着,高温高压的蒸汽通过冷凝器中的换热器,将热量释放到室外环境中,冷凝成为高压液体。

最后,高压液体通过膨胀阀减压,变成低温低压的液体,重新进入蒸发器循环。

水源热泵的工作原理可以用一个简单的循环过程来描述,地下水或湖泊水通过蒸发器中的换热器吸收热能,使循环介质蒸发成为低温低压的蒸汽;蒸汽被压缩机压缩成高温高压的蒸汽,释放出的热量被传递给供暖系统;高温高压的蒸汽通过冷凝器中的换热器,将热量释放到室外环境中,冷凝成为高压液体;高压液体通过膨胀阀减压,变成低温低压的液体,重新进入蒸发器循环。

水源热泵的工作原理实际上是利用热力学的基本原理,通过热能的传递和转换来实现供暖和制冷。

它利用水源中的热能作为热源,通过热泵循环系统将热能转移到供暖系统中,实现了能源的高效利用。

与传统的取暖方式相比,水源热泵具有能源利用率高、环保节能、运行稳定等优点,是一种理想的取暖方式。

总的来说,水源热泵的工作原理是利用水源中的热能和热泵循环系统来实现热能的转换和利用。

它通过热能的传递和转换来实现供暖和制冷,是一种高效节能的取暖方式。

水源热泵的工作原理体现了热力学的基本原理,实现了能源的高效利用,具有重要的实用价值和发展前景。

水源热泵工作原理

水源热泵工作原理

水源热泵工作原理水源热泵是一种利用水源作为热源或冷源,通过热泵循环系统实现供暖、制冷和热水供应的节能环保设备。

它的工作原理可以分为四个主要步骤:蒸发、压缩、冷凝和膨胀。

1. 蒸发:水源热泵通过水源(如湖泊、河流、地下水等)中的低温热量进行蒸发过程。

在蒸发器中,低温低压的制冷剂(如R410A)吸收水源中的热量,从而使制冷剂从液态转化为气态。

2. 压缩:气态的制冷剂进入压缩机,通过压缩机的作用,制冷剂的温度和压力都会升高。

压缩机将制冷剂压缩到较高的温度和压力,使其具备足够的能量来进一步传递热量。

3. 冷凝:高温高压的制冷剂进入冷凝器,在冷凝器中与供暖系统或热水系统中的冷却介质(如水或空气)进行热交换。

通过热交换,制冷剂释放热量,从而使得制冷剂从气态转化为液态。

4. 膨胀:液态的制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器,由于膨胀阀的作用,制冷剂的温度和压力都会降低。

在蒸发器中,制冷剂吸收室内空气或供暖系统中的热量,从而使制冷剂再次从液态转化为气态,完成一个完整的循环。

水源热泵的工作原理实际上是利用了制冷剂在不同温度和压力下的相变特性,通过循环系统的运作,实现了热量的转移和利用。

它可以通过逆转循环的方式,在冬季提供供暖,将低温热源中的热量转移到室内;在夏季提供制冷,将室内的热量转移到低温热源中;同时还可以通过热水循环系统提供热水供应。

水源热泵的工作原理具有以下几个优点:1. 高效节能:水源热泵利用了水源中的低温热量,与传统的燃气锅炉或电加热相比,能够显著降低能耗,节约能源。

2. 环保节地:水源热泵不需要燃烧燃料,减少了对环境的污染,同时也不需要燃气管道和燃气储存空间,节省了室内空间。

3. 安全可靠:水源热泵没有明火和燃气泄漏的风险,使用起来更加安全可靠。

4. 多功能:水源热泵不仅可以提供供暖和制冷,还可以通过热水循环系统提供热水供应,满足不同季节和不同需求的使用。

需要注意的是,水源热泵的效果和性能受到水源的影响较大,因此在选择和设计水源热泵系统时,需要充分考虑水源的温度、水量和水质等因素,以确保系统的正常运行和高效性能。

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水源热泵及辅助热源摘要:主要介绍关于国内外的水源热泵应用情况,并提出关于水源热泵应用差异的集中性分析,然后以沈阳市为据点,实际分析关于地表水源热泵和地下水源热泵的适应性研究,在第三部分对沈阳市东北大学游泳馆的地源热泵的能效比进行实测和实际分析,最后把国内目前存在的各种问题进行综述,并提出可能的解决的方法。

关键词沈阳市水文地质情况地下水源热泵地表水源热泵 COP(能效比)1 国内外的地源热泵的应用情况分析1.1 欧洲与美国的水源热泵发展情况美国从 80 年代初开展对地源热泵的大规模研究,其商业应用从 1985 年开始每年以 9.7%的速度稳步增长,到 1998 年,其商业建筑中地源热泵系统己占空调总保有量的 19%,其中新建筑中占 30%。

热泵在欧洲、日本及其他发达国家也得到了广泛的应用,并形成了欧洲以发展大型热泵机组或热泵站为重点,美日则以中小型热泵领先的格局。

同时,中、北欧海水源热泵的研究和应用也比较多。

俄罗斯根据自身的具体情况,有两项新技术值得介绍,一是利用天然气输送途中的减压发电驱动热泵供冷和从城市污水、河水和电厂冷却水中回收废热用于供热;二是利用水电站下游河水作为低温热源进行热泵供热。

从下图可以看出2005到2014年这十年间,欧洲累计安装740万台机组,欧洲擅长使用大型机组。

1.2 国内的水源热泵的发展情况2009年我国地源热泵工程应用面积1.007亿m2,至2014年已达约3.6亿m2,近5年内平均年累进增长为27%,国产品用了83%,另有17%用了进口品牌。

中国的27%仍然是一个相当于一倍半的世界增速。

2005 年,中国建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了《地源热泵系统工程技术规范》,为国内地源热泵系统的设计施工提供了科学的标准依据和强制性的法律规范。

对于水源热泵技术的研究,国内目前集中在机组热力学分析,系统控制策略,经济性分析,地下换热的数值模拟,适用范围等方面。

与国外相比,我国在水源热泵机组的优化设计和工程应用方面还有很大差距。

在已经建成的水源热泵系统中,很多都存在着回灌不足甚至不设回灌井,对地下水造成污染等情况。

1.3 国内的水源热泵技术与国外的区别(1)欧洲与美国对地源热泵制定了严格的标准,中国目前没有一家权威管理机构(2)地源热泵不仅仅是暖通空调技术,而是与地质水文与暖通空调的综合应用。

(3)由于我国未对地下换热技术的深入研究,对地下热能采用非技术的开发,致使节能效果未达到设计效果,甚至很多项目的节能效果不如传统空调。

(4)国内关于施工设备、钻孔技术,包括设计手段已及后期监测系统与国外相差甚大。

(5)中国厂家更加强调热泵主机在地源热泵中的作用,而忽落地下换热系统。

所以,虽然中国地源热泵发展迅速,但是只能应用于公共事业单位,而缺少市场活力。

“环保不节能”已及初投资较高使中国地源热泵推广阻力较大。

2 沈阳市地表水源热泵与地下水源热泵的适宜性研究2.1 水源热泵的简介地下水源热泵空调系统,也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统,利用地下浅层地热资源(地下水),通过输入少量的高品位能源(电能),实现低位热能向高位能的转移。

地下水一般取自于地层的恒温带,水温恒定,比当地年平均气温约高出 1~4℃左右。

一个典型的地下水源热泵系统如图 2-1 所示:图 2.1 地下水源热泵系统流程图地下水从抽水井中抽出进入板式换热器,采取小温差换热的方式,与冷却循环水系统的水换热,再通过回灌井排到地下。

冷却循环水系统经水源热泵产生热水(冬季)或冷水(夏季)送入末端装置,满足供热或供热的要求。

2.2 沈阳市地质情况地下水源热泵系统所用水源多位于地壳常温带含水层,水温范围一般在10~22℃之间且常年稳定。

地下水在循环运动中不断与空气、土壤和岩石等环境介质接触、互相作用,使其具有复杂的水质。

地下水水质直接影响地下水源热泵系统的使用寿命和制冷(热)效率,水质太差会造成管路、设备结垢、腐蚀,流动阻力增大甚至产生堵塞,如果添加水处理设备又会大大增加初投资和运行费用,使系统经济性和节能性下降。

因此,在应用地下水源热泵时,除应关心水源水量外,还应关注地下水的温度、化学成分、浊度、硬度、矿化度和腐蚀性等因素。

水源热泵系统对地下水水质的基本要求是:澄清、水质稳定、不腐蚀、不滋生微生物或生物、不结垢等。

地下水中对水源热泵机组的有害成分有:溶解氧、氢离子、碳氧化物、氢的硫化物、氨、氯离子、硫酸根离子等。

2.3地下水源热泵的要求目前对于地下水源热泵所用水源的水质还没有制定相关规范,根据冷却循环水的水质标准和某些地区地下水回灌水质的有关规定,结合地下水水化学特点,得到水源热泵用地下水水质参考标准如下:2.4 地表水源热泵的要求水量得足,若低温热源很低,能量采集必须要考虑结冰防冻问题,同时由于地表水温度过低,热泵系统的能效比(COP值)降低并同时影响其额定热输出功率。

一般地表水温度在5度以上地区可以考虑实施。

2.5 沈阳市气候及地下水条件概述沈阳市的极端最低温度低于5度的月份有九个月,而且水资源贫乏,通过计算可得全年降水量为689.8mm,低于全国主要城市平均降水量,部分河流成为污水沟,才能、常年水流量维持不变。

水质污染较严重,所以地表水泵实施较不合理。

沈阳市有很好的水文地质条件,有较大河流26 条。

降水和地表水补给条件优越,地下水资源比较丰富,单井出水量大约3000m3/d。

水的比热较大,导热率低,水温的升降变化比较缓慢,温度相对稳定。

沈阳市地下水综合补给量23.68 亿m3,可开采量19.34 亿m3,排除地表水重复利用量,水资源总量为32.27 亿m3。

地下水环境污染较轻,从监测结果来看,除硝酸盐超过Ⅳ类水质外,其余指标均在Ⅱ一Ⅲ类水质之间,超标段多分布于市区及县镇。

地下水微量组分污染物为COD、氰酸、六价铬、铝、锌等,具备地下水源热泵系统使用条件。

3、利用实例对地源热泵进行能效分析3.1 能效分析的重要性高效节能是地下水源热泵系统的主要优点之一,也是其能否得到推广应用的关键因素。

前面几章从理论上对地下水源热泵的节能性作了简单分析,但是一个系统的节能与否会受到很多因素的影响,不同地区和环境的系统的节能性是不一样的,只有对系统在实际运行中的能耗情况进行研究分析,才能准确判断其节能性。

本课题通过对沈阳市几个典型地下水源热泵系统的冬季运行情况进行24 小时连续监测,获取了大量实时数据,下面选取其中一处具有代表性的系统进行能耗分析,以评估系统在实际使用中的节能性。

3.2工程实例该工程为东北大学游泳馆供热、制冷,泳池加热以及卫生热水工程。

占地积4015.45 ㎡,建筑面积6774.86 ㎡,游泳区面积2936 ㎡,主体高度22 米,于2005 年10 月建成并投入使用。

该游泳馆夏季供冷、冬季供暖以及生活热水和泳池水加热都由地下水源热泵提供。

热源系统采用7 台HE450 热泵机组(额定制热量455kw、功率100kw;额定制冷量380kw、功率80kw),其中 3 (1#、2#、3#)用于游泳馆池水和淋浴热水加热,4 台(4#、5#、6#、7#)用于游泳馆供暖制冷,我们取其中的一台全天运行的热泵机组进行测量和计算。

温度的记录与分析该机组负责游泳馆空调及采暖,从9:00 开始测试。

热水出回水和地下水出回水温度都比较稳定。

地下水出水温度稳定在15.2℃,空调侧热负荷有微小波动,到早上7:00 左右,热水回水温度达到全天最低点。

电耗的记录与分析从早上9:00 开始测试,全天连续运行时间24 小时。

机组随空调负荷的变化变工况运行。

3.3 制冷工况及供热工况的能效性计算:热泵机组将热量QL 从低温热源取出,同时整个循环要消耗能量Wnet;性能系数表示为制冷量Ql与输入循环功Wnet的比值,也可用制冷系数ε表示COP=ε=Ql/Wnet热泵机组将热量QH 传递给高温热源,性能系数表示为制热量QH 与输入循环功Wnet 的比值,也用供热系数ε′表示。

理想状况下,热泵制热量QH 等于从低温热源吸收的热量(也可视为制冷机的制冷量QL)与输入循环功Wnet 之和,所以供热系数可表示为:COP=ε′=QH/Wnet=(Ql+Wnet)/Wnet=1+ε其中QH = L C p (Tout −Tin )其中,L——水流量,kg/s(根据实测水源侧为32.3m3/h,空调侧为57.9m3/h)Cp——水的定压比热容,通常取4.19kj/(kg·℃)根据公式计算得到热泵机组一天的供热量已及一天的COP因此,此热泵机组的日平均能效比为3.35。

4.1 地下水源热泵存在的问题(1)地下水源热泵系统对于地下水环境的影响:虽然地下水回灌率理论上可以达到100%,在设计精确施工合理的情况下不会对地下水资源造成破坏,但是目前的研究仅限于短期内对地下水质的抽样分析,而长期的抽水换热对于整个地下生态环境的影响并没有得到很好的重视,这真正关系到地下水源热泵技术的应用前景,是今后研究的重点;(2)地下水井群分布优化的研究:这里面包括对于地下水-热迁移的研究,回灌井温度场的数值模拟,井群流场及其热贯通影响的分析等等,这些对于地下水源热泵系统的建井以及地下水温度场、流场、换热特性的研究具有很好的指导意义。

(3)水源热泵系统的优化控制:本文只对系统进行了数学建模和仿真,得出了系统的响应曲线,没有研究系统的优化控制方法,对大滞后非线性系统的控制一般需要采用模糊控制的方法,针对水源热泵系统设计合适的模糊控制器也是今后研究的重要方面。

4.2 应对措施(1)完善相应的标准和发律法规(2)建立统一的管理体系即有效的激励体制(3)运行商一定要对地下情况充分了解分析运行可行性(4)在设计阶段不仅仅局限于性能试验与数值模拟,实地测量更可靠(5)在设计阶段相关人员就应安装地下监测装备查阅资料参考文献[1]龙惟定.试论我国暖通空调业的可持续发展.暖通空调,1999, 29(3): 25-30[2]江亿,清华大学DeST开发组.建筑节能技术与实践丛书.北京:中国建筑工业出版社,2006[3]李吟天.改善我国大气环境加快开发利用天然气资源.中国能源,1997(7): 35-40[4]倪龙,封家平.地下水源热泵的研究现状与进展.建筑热能通风空调,2004,23(2):26-31[5] 李新国.水源热泵应用低温地热的节能效果分析.天津大学学报,1997, 30(3):364-369[6] 路成宽.沈阳市水环境分析.东北水利水电,2003, 21(8): 46-54[7] 李力.建筑能耗计算法的分析比较.重庆建筑大学学报,1999, 21(5): 122-124- 11 -。

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