上海世博轴江水源地源热泵系统设计

上海世博轴江水源地源热泵系统设计

一、世博园区简介

世博园区规划

F 区

文化博览中心

演艺中心世博中心

世博轴

中国馆

主题馆

VIP 生活中心Shangri-La hotel

非洲馆

欧洲馆

美洲馆

澳洲馆

亚洲馆

企业馆

最佳城市试验区

二、建筑概况

000

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总平面图

剖面图

本工程设计6个特征标志性强的阳光谷，阳光谷顶端与膜结构顶篷连结，以收集雨水，透过10m平台、4.5m地面层及-1.0地下一层座落在-6.5标高底板上。

地下二层（-6.500标高）主要功能为排队等候、安检、检票、各类运营、管理及服务设施，是连接地下轨道交通及各大场馆的地下主要通道。

-6.500米地下二层平面图

地下一层（-1.000m标高）被市政道路自然分割成五个区段，

南侧二个区段在世博围栏区外，北侧区段三个区段在围栏区内。地下一层主要功能为各类服务设施，集中管理设施预留磁浮发展空间，并且留出大量空间面积供入园人流休息。

-1.000米地下一层平面图

一层地面层（4.500M标高）安检等候：南广场主要接纳东侧停车场人流，地下二层地铁分流人流，南广场为自由等待区，由此分流向10.00m安检平台，广场上设必要临时服务设施。为方便大量游客休息留出大面敞廊空间，并设廊桥，连通东西园区，使园区东西畅通联系。

4.500米地上一层平面图

二层（10.00m平台层）10m平台层功能为排队安检，与园区

高架步行系统连通，通向各场馆，10m平台以上为膜结构顶篷，为排队安检人流提供遮阳、挡雨的全天候入园条件。

10.000米地上二层平面图

二、空调冷热源系统方案

1、沿江一轴二馆空调冷热源方案 世博轴：江水源热泵+地源热泵 世博中心：江水源热泵+冰/水蓄冷+锅炉 世博演艺中心：江水源热泵+冰蓄冷+锅炉

沿江一轴二馆合用江水源取水系统

世博轴

世博中心世博演艺中心

江水水量Q (m3/h)600035002500温差温差ΔΔt (℃)555取水泵站地坪标高m

-6.000

-5.000

-5.000

最大设计取水量12000m3/h

取水工程

世博中心演艺中心

世博轴

2、世博轴—江水源和地源热泵系统

3、因地制宜地采用可再生能源系统

建筑环境因数：世博轴四周均为人员活动区，设置锅炉和冷却塔或空气源热泵，其噪声、漂水、热湿空气、烟气和景观方面对建筑有不良影响，甚至可能有军团菌的威胁。 黄浦江因数：沿江一轴二馆基地北临黄浦江，有充足的地表水可用于江水源热泵系统。

基地因数：世博轴基地面积大，且多层建筑，单位基地面积负荷不大，有可能采用地源热泵系统。

三、直接式江水源热泵系统的关键技术

1、间接式与直接式

间接式：江水通过板换与热泵机组换热

能保护机组//温度损失1-2℃效率低、冬季取热困难、板换清污困难

直接式：江水直接进入热泵机组换热

在解决了腐蚀、过滤、清污等关键技术前提下，效率高

世博江水源热泵系统全部采用了直接式系统

2、江水腐蚀

换热器有铜管/铜镍合金管/钛合金管从水质分析，采用铜镍合金管即能满足

水质参数上海杨树浦水厂区取水段

最大值最小值平均值浊度(NTU)2242684PH 值7.57.27.4氯化物(mg/L)1008089总硬度(mg/L)191145167耗氧量(mg/L)

8.9

5.7

6.9

结论：在2005年6月-7月间随机比较10组数据，安装并运行了CQM 的1#主机的传热温差稳定，而没有运行CQM 的3#主机传热温差上升的很快。

123456789101

2

3

4

5

6

7

8

91011

机组设计污垢系数上限(传热温差)1#主机1#冷凝器传热温差

1#主机1#冷凝器传热温差

3#主机1#冷凝器传热温差

3#主机1#冷凝器传热温差

3、江水污垢：

在江水源热泵机组江水侧设置海绵清洗球或管刷，定期对冷凝（蒸发）器的换热管进行清洗

（蒸发）器的换热管进行清洗。塑胶球自动清洗系统

自动清洗系统

实物试验

—2008年5-6月进行了直接式江水源热泵系统实物试验—黄浦江水污垢没有预期严重

—胶球和管刷自动清洗系统都能有效用于直接式江水源热泵系统，但管内流速（水压差）不能太低，以保持对胶球或管刷足够的推力。

设计温度：

夏季最高：夏季最高：303030℃℃，处理温度，处理温度303030--3535℃℃

冷冻水6-1212℃℃

冬季最低：冬季最低：77℃，处理温度，处理温度77-4℃供热水供热水505050--4545℃℃ 江水温度模拟：初始温度：初始温度：282828℃℃

排水口表层附加温升0.2℃的范围小于的范围小于0.02Km20.02Km20.02Km2小于小于小于113m 113m 113m））结论：黄浦江温升主要由沿江电厂造成，世博轴温排水的影响

很小。

江水表面温升℃

大潮中潮小潮电厂+世博轴温排水下的取水口 2.413 2.408 3.252其中世博轴温排水对取水口的影响

0.1120.1310.104世博轴温排水口的影响

0.517

0.646

0.808

4、江水温度