水源热泵运行实例分析

水源热泵运行实例分析- 暖通论文

摘要：根据河北省保定市某工程实践，阐述水源热泵系统使用灵活、可供热及最大限度地回收低位热能、节约能源等优点；并建议在有条件的地方，应大力推广该技术。

关键词：水源热泵运行管理节能

当今社会环境污染与能源危机已成为全人类必须面对并要加以解决的重大课题，在这种背景下，以环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的供暖空调系统应运而生，而水源热泵技术正是满足这些要求的比较有代表性的低耗能新型供暖空调技术。

1、热泵机组由于其具有节能、环保及冷暖联供等优点，目前在国内广泛应用。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源和地热能而形成的低温低位热能资源，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。

2、水源热泵空调系统是一种可以利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊），和人工再生水源（工业废水、中水、地热尾水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。水源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位热能的转移。将水体和地层蓄能作为冬、夏季的供暖热源和空调冷源，即在冬季，把水体或地层中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量“取”出来，释放到水体和地层中去。

对于水源热泵的节能及运行效果，本文结合一个正在运行的工程实例，用实际数字对水源热泵的节能及运行效果作进一步探讨。

3、厂区热泵系统简述

2009～2010年采暖期中，在保定市某厂区项目里利用了厂区生产用的高品质工艺水进行与热泵换热一方面降低生产用工艺水回水温度达到生产设备使用要求，另一方面提取生产设备产生的热量作为厂区的净化空调夏季用热及冬季采暖。

3.1工程相关背景及项目介绍

保定市某厂区的车间设备工艺水需求为28-38℃，可利用的热力资源较为丰富，厂区还设有对温湿度要求比较高的净化空调系统，要求四季供热。该厂区原有一座采暖生活锅炉房，有2t（蒸汽）、4t（热水）锅炉各一台，一直以燃由油燃料，燃油消耗一直保持在700～750t/a 的水平。安装热泵后表明：水源热泵技术先进，机组集成度高，安装方便；操作全自动化；经济性能良好；安全性能优越；操作简单，实用性强；对废热以及地热丰富的单位、地区而言有很强的实用性，具有广泛的推广价值。

该项目的热源是利用厂区生产设备28-38℃工艺水余热，通过高效换热装置加热系统热媒清水，换热后的热媒清水温度上升约10℃左右，然后利用约克热泵将10℃的热量提取应用于采暖。设计一次侧生产用工艺水流量为80m3/h时，热媒清水温度要求在35℃左右，压力保持在3kg以上。

3.2运行的经济性比较

热泵系统输入功率是556kW，输出功率为2224kW，总输入、输出功率的大小可自动调整。从运行情况看，在停用锅炉的情况下，运

行参数稳定，换热能力和系统出力完全符合设计要求。热媒清水进出水温度分别保持在30～40℃和20～32℃之间，主机做功时的温差在8～12℃之间，系统运行时可保证出水温度大于73℃（温度可以设置）。实际耗电情况：2009年1月份零下15℃时，每天耗电量在11000kW·h 电左右；其他时间耗电一般在7000～9000kW·h，电价按保定地区工厂用结算价0.37元/kW·h计算，最冷时“燃料”成本为4 070元，一般情况下为2 590～3 330元；如果按照工业用电价格0.5元/kW·h计算，那么每天“燃料”成本在3 500～4 500元之间，由此可以推断出水源热泵系统单位面积运行成本约为0.10～0.13元，而在水源热泵投产前使用的燃油锅炉每天的燃料成本在10 800元左右。热泵系统实现自动化，无需人工操作，这样大大节约了人员工资。热泵供暖系统与原有的燃油锅炉相比每个采暖季可以节省816 000元，与电锅炉供暖系统相比每年可以节省1 653 360元。热泵运行费用大大低于燃油锅炉的成本，因此热泵产品经济效益明显。

3.3运行的安全及环保性

使用水源热泵系统时燃油锅炉系统完全停用，大大降低了系统危险系数，使单位安全生产管理的压力大为降低；环保方面，由于新系统只消耗二次能源，使得与纯消耗一次能源的老系统相比几乎没有环境污染。无论是废水、废气、固体废弃物、噪声还是其他环境污染物的产生量均大大降低，发生污染事故的可能性基本为零。

3.4操作与运行管理方面优越性

一段时间的运行实践表明，该系统操作简单，管理相对容易。实

现了以下几方面的自动控制功能：

1）输出功率自动调节及保护功能；

2）污水压力自动调节及保护功能；

3）热媒清水温度、压力自动调节及保护功能；

4）系统进口精细过滤及自动排污功能；

5）系统变频自动补水。

该系统实现较高程度的自动化后，只需一次设置好出水温度，运行负荷的调整甚至运行全过程均无需操作人员干预。

对于管理人员而言，新系统的安全性、环保性、运行的稳定性均有较大程度的提高。工作现场环境有了较大变化。相应的管理重点也发生了较大转变，管理工作中以前的查找安全事故隐患，调整运行状态至相对较为高效低耗的平台上，杜绝环境污染事故等项工作基本上被现在的抓现场管理，提高操作人员综合技术素质的工作代替。管理难度大大降低，管理责任相对减轻，工作组跃过了较低层次阶段，直接迈上了一个新的台阶。

4、结论

1）从工作原理即可得出，水源热泵空调系统具有效率高、节能、环保的优点；同时，水源热泵空调系统技术和产业化已经成熟，在我国符合条件的地方，特别是有余热、废然可利用的地方应大力推广该技术。

2）通过对一个正在运行的工程实例的分析，表明水源热泵空调供暖系统运行费用大大低于电锅炉及燃油锅炉供暖系统的成本，因此

热泵产品经济效益明显。

3）水源热泵空调系统废水、废气、固体废弃物的排放均较少，是真正的节能环保型空调；同时，其操作及运行管理也相对简单。

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