改進地源熱泵設備技術 節(jié)約運營成本

摘要：采用地源熱泵技術取暖制冷與燃煤、燃氣等方式相比，既環(huán)保又經(jīng)濟，因此近年來地源熱泵技術在國內(nèi)外被廣泛采用。我公司所有職場場所均采用了地源熱泵技術，但建設期間所建深水井較多，存在深水熱量不能充分利用，造成浪費的現(xiàn)象。為進一步節(jié)能降耗，降低使用維修成本，我們就煙臺北站地源熱泵設備技術改造方案進行了大膽的設想和深入的調研，從現(xiàn)有地源熱泵設備缺陷、方案選擇以及成本分析上詳細分析了地源熱泵設備改造的可行性、必要性。

關鍵詞：地源熱泵技術改進節(jié)能成本

1 設備現(xiàn)狀

煙臺北站信號樓、列檢樓、10KV配電所三處職場采用地源熱泵制冷、取暖，機組水源分別由3眼深60米、直徑1米的深水井提供，每眼深水井內(nèi)安裝1臺7.5千瓦的潛水泵進行提水。自2006年投入使用至今已五年多，通過設備的長期運行，發(fā)現(xiàn)存在以下缺點：一是深水井內(nèi)提出的地下水在熱交換后的剩余能量不能再次利用，造成能量浪費現(xiàn)象；二是深水井、潛水泵等設備數(shù)量配置較多，造成換泵、深水井維修等各項成本較高，近幾年統(tǒng)計，3眼深水井維修及換泵費用每年約為5萬元；三是三處職場地源熱泵使用的深水井一旦其中一眼井發(fā)生塌陷，其他兩眼井不能提供水源，造成地源熱泵設備無法運行，影響職場制冷、取暖現(xiàn)象；四是3個潛水泵使用電量較多，電費成本較高。據(jù)統(tǒng)計，3個潛水泵年消耗電費為12萬元。

2 數(shù)據(jù)測試

為解決上述問題，我們對設備運行狀態(tài)進行了大量的觀察、測試、分析，并在保證設備安全運行的基礎上，充分研究各種解決方案，以達到節(jié)能降耗的主要目的。為了得出準確數(shù)據(jù)，我們對3臺機組的進出水溫度在不同季節(jié)進行了多次測試，具體情況如下：

2.1 夏季：地源熱泵機組需要進水溫度為15～24℃。信號樓井水進入地源熱泵機組平均溫度為17℃，列檢樓井水進入地源熱泵機組平均溫度為17.5℃，10KV配電所井水進入地源熱泵機組平均溫度為16.8℃。

2.2 冬季：地源熱泵機組需要進水溫度為6～15℃。信號樓井水進入地源熱泵機組平均溫度為15℃，列檢樓井水進入地源熱泵機組平均溫度為14.5℃，10KV配電所井水進入地源熱泵機組平均溫度為15℃。

3 方案選擇

為從根本上解決三處職場地源熱泵設備存在的問題，本著滿足職場正常制冷、取暖需要和節(jié)能降耗的目的，對三處職場的地源熱泵機組進、出水進行串聯(lián)，即信號樓地源熱泵機組的出水做為列檢樓地源熱泵機組的進水，列檢樓地源熱泵機組的出水做為10KV配電所地源熱泵機組的進水。從測試數(shù)據(jù)分析，水溫既滿足各機組正常運行需要，又達到了節(jié)能降耗的目的，具體數(shù)據(jù)分析如下：

3.1 夏季：信號樓井水進入地源熱泵機組溫度為17℃，排水溫度為19℃；進入列檢樓地源熱泵機組溫度為19℃，排水溫度為21℃；進入10KV配電所地源熱泵機組溫度為21℃，排水溫度為23℃。以上進水溫度均滿足各地源熱泵機組進水溫度15～24℃的標準。

3.2 冬季：信號樓井水進入地源熱泵機組溫度為15℃，排水溫度為12℃；進入列檢樓地源熱泵機組溫度為12℃，排水溫度為9℃；進入10KV配電所地源熱泵機組溫度為9℃，排水溫度為6℃。以上進水溫度均滿足各地源熱泵機組冬季進水溫度6～15℃的標準。

從以上地源熱泵改造方案的進水溫度可以看出：三處職場地源熱泵的進水溫度均滿足機組正常運行需要，能夠保證三處職場3200m2的正常制冷、取暖。同時又解決了現(xiàn)有運行方式的四大缺陷：一是深水井內(nèi)提出的地下水在熱交換后的剩余能量可以得到再次利用，充分提取了水源能量；二是只使用一眼深水井、一臺潛水泵就可以滿足三處職場環(huán)境的正常制冷、取暖，降低了換泵及深水井維修成本；三是在使用的深水井系統(tǒng)發(fā)生故障后，現(xiàn)有的另外兩眼井可以提供水源，保證三處職場地源熱泵設備繼續(xù)正常運行；四是使用1臺潛水泵的電量遠遠低于3個潛水泵的使用電量，大大降低了電費成本。

4 成本分析

4.1 現(xiàn)有方式的成本：據(jù)以往數(shù)據(jù)統(tǒng)計，3眼深水井維修及換泵費用每年約為5萬元，3臺潛水泵年消耗電費為12萬元，合計消耗成本約17萬元。

4.2 改造后方式的成本：因使用一眼深水井和一臺潛水泵供三處職場的正常制冷、取暖，所以使用維修成本降低為改造前的1/3，即5.7萬元左右。

由此可見，對三處職場地源熱泵設備改造后，每年可節(jié)約使用維修成本約11.3萬元。

5 結束語

通過對煙臺北站信號樓、列檢樓、10KV配電所三處職場地源熱泵設備改造，不僅保證了夏季制冷、冬季取暖效果，而且使用設備數(shù)量少，運營成本低，同時為今后地源熱泵技術的研究提供了基礎。