宜昌興發(fā)集團(tuán)綜合辦公樓湖水源熱泵應(yīng)用系統(tǒng)

整理/馬 菲

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1 工程概況

該工程位于湖北省宜昌市興山縣古夫鎮(zhèn)，總建筑面積17 072.07 m2，建筑為框架結(jié)構(gòu)，地下1層，地上12層。

現(xiàn)場(chǎng)具備條件：（1）“三通一平”，即通水、通電、通天然氣，場(chǎng)地平整。（2）離項(xiàng)目所在地約2 km，有“古洞口”水庫(kù)，水質(zhì)較好。

甲方通過研究討論，決定利用“古洞口”水庫(kù)的天然資源，采用水源熱泵方案，該工程于2009年10月施工，2010年7月交付使用，建成后為興山地區(qū)首個(gè)采用地表水源熱泵的項(xiàng)目，對(duì)擁有類似天然資源的項(xiàng)目系統(tǒng)應(yīng)用起到推廣和借鑒的作用。

室外氣象條件：夏季空調(diào)計(jì)算干球溫度35.8 ℃，冬季空調(diào)計(jì)算干球溫度-2 ℃，夏季空調(diào)計(jì)算濕球溫度28.1 ℃，冬季空調(diào)計(jì)算相對(duì)濕度73%，夏季通風(fēng)計(jì)算干球溫度33 ℃，冬季通風(fēng)計(jì)算干球溫度5 ℃。

室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

2 空調(diào)系統(tǒng)概述

地表水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是以地表水為冷熱源的，例如：江、河、湖、海等，該系統(tǒng)是一種以電為動(dòng)力，以地表水為冷熱源，以水為冷熱源載體的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。由雙管路水系統(tǒng)連接起建筑物中的所有末端而構(gòu)成封閉環(huán)路，通過壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的逆循環(huán)（制冷循環(huán)）和正循環(huán)（制熱循環(huán)），實(shí)現(xiàn)空調(diào)的制冷制熱。冬季通過熱泵機(jī)組將地表水的低品位熱能轉(zhuǎn)化為高品位熱能供用戶采暖，夏季利用熱泵機(jī)組將熱量轉(zhuǎn)移到地表水中去，從而達(dá)到為建筑物降溫的目的。

2.1 冷熱源設(shè)備

按照設(shè)計(jì)規(guī)范，通過逐時(shí)計(jì)算負(fù)荷，空調(diào)的總冷負(fù)荷為1 400 kW，空調(diào)總熱負(fù)荷為1 010 kW。

機(jī)房設(shè)置在地下室，選用美意水源熱泵機(jī)組，具體參數(shù)如表2所示。

表2 機(jī)組參數(shù)表

2.2 室外源水系統(tǒng)

“古洞口”水庫(kù)的主要功能就是調(diào)節(jié)水力，居民生活用水儲(chǔ)備，瀕臨水庫(kù)有甲方下屬的自來水公司的取水站，所以本項(xiàng)目的取水部分不必另設(shè)，直接采用自來水取水的2條備用管道中的其中1條，通過管道將源水送至機(jī)房，換熱之后，直接將源水排出水庫(kù)下游河流中。

由于水庫(kù)取水點(diǎn)距離機(jī)房有70 m的落差，機(jī)房位于下方，取水過程中沒有另外配置水泵，利用勢(shì)能引導(dǎo)源水通過機(jī)房換熱排入河流。

整個(gè)取水管道總長(zhǎng)度約2 km，源水水質(zhì)較好，通過旋流除砂器后，能夠達(dá)到直接進(jìn)入主機(jī)換熱器的要求，總水流量為180 m3/h，源水進(jìn)機(jī)組水溫，夏季為17 ℃左右，冬季為13 ℃左右。空調(diào)主機(jī)夏季換熱溫差為12 ℃，進(jìn)出水溫為17/29 ℃，冬季換熱溫差為5 ℃，進(jìn)出水溫為13/8 ℃。

2.3 負(fù)載側(cè)循環(huán)水泵

負(fù)載側(cè)循環(huán)水泵采用3臺(tái)流量為175 m3/h，揚(yáng)程為28 m、功率為22 kW的上海康大KDL125/160-22/2水泵。

2.4 負(fù)載側(cè)板式換熱器

考慮到過度季節(jié)有時(shí)還需要使用空調(diào)，但是空調(diào)負(fù)荷很小的情況，設(shè)置1臺(tái)板式換熱器，與主機(jī)并聯(lián)。過度季節(jié)源水直接通過板式換熱器與末端空調(diào)循環(huán)水進(jìn)行換熱，不通過主機(jī)制冷提供冷量，只需要開啟負(fù)載側(cè)水泵，充分節(jié)能。

2.5 USP穩(wěn)壓電源

由于本項(xiàng)目所在地屬于地方性“小電網(wǎng)”，不在整個(gè)華中電網(wǎng)的范圍內(nèi)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)，甚至停電的情況，因此空調(diào)機(jī)房配置了USP穩(wěn)壓電源，不但能夠起到穩(wěn)壓的作用，而且在停電之后，能夠保證3個(gè)小時(shí)不斷電，保證主要設(shè)備的安全及穩(wěn)定使用。

2.6 末端系統(tǒng)

末端系統(tǒng)根據(jù)空調(diào)使用區(qū)域的特點(diǎn)采用側(cè)送風(fēng)或下送風(fēng)形式，新風(fēng)系統(tǒng)采用全熱新風(fēng)換氣機(jī)組以節(jié)能，末端設(shè)備具體參數(shù)如表3所示。

3 系統(tǒng)流程圖

冬夏季閥門切換形式如表4所示。該項(xiàng)目的系統(tǒng)流程如圖1所示。

4 系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用

由上述分析知，由于地域及使用特點(diǎn)，無(wú)論采用何種方式，系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用都比較高，將水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行比較，如表5所示。

5 系統(tǒng)運(yùn)行效果

該項(xiàng)目2010年夏季運(yùn)行至今，歷經(jīng)了2個(gè)制冷季、2個(gè)采暖季，室內(nèi)溫度夏季為25 ℃左右，冬季為20 ℃左右，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。運(yùn)行效果良好，用戶非常滿意。

表3 末端參數(shù)表

圖1 系統(tǒng)流程圖

表4 冬夏季閥門切換表

表5 水源熱泵與常規(guī)空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用比較

6 結(jié)論

水源熱泵在全國(guó)多個(gè)地區(qū)已經(jīng)有很多成功工程案例，但由于受自身的條件限制，很多地方無(wú)法實(shí)施。通過本項(xiàng)目的水源熱泵系統(tǒng)，我們得到了啟示，要充分考慮項(xiàng)目自身具備的資源來量身打造節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)，比如本項(xiàng)目擁有水庫(kù)的天然資源，由此衍伸開來，工業(yè)區(qū)可以利用工業(yè)污水、廢水、冷卻水，自然資源豐富的地區(qū)可以利用地下水、地表水、土壤，大型住宅小區(qū)的集中處理的污水，電廠廢熱等等，都是可以利用的資源，充分利用現(xiàn)有的資源對(duì)節(jié)能系統(tǒng)的推廣具有積極的意義。

7 點(diǎn)評(píng)

美意作為以水地源熱泵技術(shù)起家的領(lǐng)先企業(yè)，近年來抓住了市場(chǎng)發(fā)展的契機(jī)，在中國(guó)市場(chǎng)擁有了無(wú)數(shù)的成功案例，2012年從產(chǎn)品、人員、渠道等各方面做出調(diào)整后，成效凸顯，2013年贏得了更多的市場(chǎng)占有率，獲得一致好評(píng)。

宜昌興發(fā)集團(tuán)作為眾多案例中的一個(gè)，利用天然的水庫(kù)資源做到了整體系統(tǒng)的節(jié)能，另外，自交付以來，運(yùn)行效果得到甲方及用戶的高度贊揚(yáng)，真正做到宜昌興山區(qū)域水地源熱泵項(xiàng)目成功“第一例”。