某廠房水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計

(信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計研究院科技工程股份有限公司，四川成都 610021)

1 工程概況

1．1 建筑概況

項(xiàng)目位于河北省蠡縣高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園，場地東側(cè)為內(nèi)部規(guī)劃用地，南側(cè)為公園南路，西側(cè)為永盛大街，北側(cè)為公園路。整個地塊東西方向約為4 644 m，南北方向約為460 m，呈矩形布置。本期項(xiàng)目建筑物主要包括1-1號建筑(100 MW切片廠房)，地上1層，采用門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)，層高7 m，建筑長112．5 m，寬80 m，占地面積為9 000 m2，建筑面積為9 000 m2。本工程設(shè)計時間為2010年初，2011年開工，2012年竣工并開始使用。

1．2 空調(diào)概況

冷凍站位于1層西側(cè)，內(nèi)含變電站、冷凍站、純水站、空壓站及項(xiàng)目二期預(yù)留站房，其余部分為生產(chǎn)廠房。冷凍站主要提供滿足工藝生產(chǎn)用空調(diào)冷凍水和工藝設(shè)備用冷卻水，其中空調(diào)冷凍水由水源熱泵系統(tǒng)提供，工藝?yán)鋮s水由業(yè)主原有搬遷冷水機(jī)組與新購冷水機(jī)組共同承擔(dān)。

2 水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計

2．1 系統(tǒng)冷熱負(fù)荷

根據(jù)工藝區(qū)劃及工藝設(shè)備使用情況，確定廠房夏季冷負(fù)荷1 800 kW，供回水溫度為7/12℃，冬季熱負(fù)荷1 510 kW，供回水溫度為50/45℃。

2．2 冷熱源系統(tǒng)

考慮到該廠房所處位置有較好的地下水資源，選用型號為WPS-510．3C的單螺桿水源熱泵機(jī)組2臺(1用1備)，作為空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源。該機(jī)組名義制冷量為1 944 kW，名義制熱量為1 700 kW，夏季提供7/12℃冷凍水，水源側(cè)冷卻水溫度18/29℃;冬季提供50/45℃熱水，水源側(cè)冷卻水溫度7/15℃。

系統(tǒng)采用閉式兩管制，用戶側(cè)采用囊式定壓補(bǔ)水裝置補(bǔ)水定壓，水源為軟化后的自來水。

系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 水源熱泵系統(tǒng)流程圖

由于此水源熱泵提供工藝空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源，為確保工藝生產(chǎn)可靠運(yùn)行，因此水源熱泵機(jī)組設(shè)備用機(jī)1臺，系統(tǒng)循環(huán)水泵設(shè)1臺備用，運(yùn)行機(jī)組及水泵均為隨機(jī)。由圖1可以看出，2臺水源熱泵機(jī)組并聯(lián)后，通過集管將冷凍水(熱水)送往用戶側(cè)，而用戶側(cè)的回水也通過一根主管，由系統(tǒng)循環(huán)水泵壓入熱泵機(jī)組。這種通過集管的連接方式優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)管路簡單，并且實(shí)現(xiàn)備用機(jī)組和備用水泵設(shè)置管路也較為簡單。制冷與制熱工況通過管路上的V1～V8八個閥門進(jìn)行切換。

為確保用戶側(cè)系統(tǒng)水質(zhì)，在回水側(cè)設(shè)置全濾式水處理設(shè)備1臺，補(bǔ)水水源也采用軟化水。

2．3 地下水系統(tǒng)

系統(tǒng)制冷工況時，所需冷卻水172 m3/h，蠡縣地區(qū)水井出水量在80 m3/h左右，考慮實(shí)際使用系數(shù)，暫選擇2口抽水井，每口抽水井對應(yīng)3口回灌井，圍繞整個廠區(qū)共設(shè)8口井，每口井結(jié)構(gòu)、水井泵等設(shè)置相同，均可做抽水或回灌使用。井內(nèi)設(shè)潛水泵，考慮管道熱脹冷縮性質(zhì)，在室外每口井的供回水支管上設(shè)置金屬軟連接。

由于水源側(cè)采用直接連接，地下水直接進(jìn)入熱泵機(jī)組，因此管路中設(shè)置除砂器，保證水源側(cè)水質(zhì)。

2．4 實(shí)際運(yùn)行時存在問題

該項(xiàng)目目前已經(jīng)投入使用，業(yè)主反映情況較好，但存在以下不足:1)設(shè)計時由于考慮二期廠房布置，將水井布置在1-1號建筑北區(qū)與東區(qū)綠化帶內(nèi)，呈直線型，并與原有廠區(qū)內(nèi)系統(tǒng)在一個水系，1-1號建筑水源熱泵機(jī)組運(yùn)行時，原有其他廠房則水量明顯不足。2)室外閥門井及水井蓋板高出綠化距離太少，導(dǎo)致雨季時地面雨水從蓋板流入井內(nèi)，污染井內(nèi)水質(zhì)及設(shè)備。

2．5 結(jié)論

1)水源熱泵系統(tǒng)是一種節(jié)能系統(tǒng)。2)此廠房內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計還可以優(yōu)化，如室外井呈梅花形布置，水井蓋板增加保護(hù)措施等。

［1］GB 50336-2009，地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范［S］．

［2］GB 50019-2003，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范［S］．

［3］胡麗華．熱回收水源熱泵的設(shè)計與節(jié)能分析［J］．山西建筑，2010，36(11):196-197．