浅谈地源热泵在工业厂房中的应用

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1、浅谈地源热泵在工业厂房中的应用TheapplicationofgeothermalheatpumpsystemtoindustrialbuildingAbstract：Fromthedesignofgeothermalheatpumpsystemtoindustrialbuilding，analyzingtheapplicationofgeothermalheatpumpsystemtoindustrialbuilding。Keywords：geothermalheatpumpsystemindus

2、trialbuilding1引言地源热泵是利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊）和土壤源中吸收的太阳能和地热能，并采用热泵原理，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。即输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“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，释放到地下去。它不向外界排放任何废水、废气，能有效保护环境，是一种高效、节能的可再生能源空调系统形式。2工程概况本工程位于浙江杭州某工

3、业园区内，总建筑面积约9000m2，共三层，其中一层为冲压车间，二层为模具车间，三层为成品仓库，一层、二层采用舒适性空调，三层采用调温型除湿。建设地属于夏热冬冷地区，夏季有制冷要求，冬季有制热要求，满足地源热泵的先决条件。3空调负荷本工程地源热泵空调主要用于车间一层和二层。本工程负荷特点：⑴、车间内具有设备散热(且比较稳定)，占总冷负荷的绝大部分；⑵、本车间围护结构的负荷只占很小一部分，可视为比较恒定的；⑶、夏季冷负荷高，冬季热负荷小；⑷、车间只对温度要求，无湿度要求。空调面积约6000m2，按杭州

4、气候参数，夏季条年使用120d，冬季使用90d，每天按10个小时计算。根据负荷计算软件算得本车间夏季最大冷负荷为1170kW，冬季最大热负荷为610kW。根据全年动态负荷计算结果，夏季总冷负荷累计约为1160000kWh，冬季总热负荷累计约为450000kWh。由于夏季的总冷负荷和冬季的总热负荷相差悬殊，本项目以冬季的热量来选择供热方式，而夏季其余部分采用冷却塔解决。4地质勘探及换热参数测试本工程前期地质勘探及换热参数测试由浙江某地质勘探院完成，通过现场勘探及实际换热试验，提供了本次设计最关键的设计

5、参数。4.1地质勘探根据钻探结果，可将底层分为7个工程地质层，10个亚层，详见下简表：简述1素填土主要由砂质粉土组成，厚度1米，底层深度为1米2-1砂质粉土主要由云母碎片组成，厚度12.5米，底层深度为13.5米2-2粉砂含石英、云母碎片，厚度2米，底层深度为15.5米2-3层状土主要由层状粉土和粘性粉土组成，厚度12.5米，底层深度为28米3粉质粘土局部流塑，厚度为7米，底层深度为30米4粉质粘土局部流塑及软可塑，厚度为28米，底层深度为58米5硕砂含原硕，厚度为3米，底层深度为61米6粉质粘土硬

6、塑，局部硬可塑，厚度为14米，底层深度为75米7泥质粉砂岩全强风化，含少量矿物，层状构造，本次勘探未揭穿该层4.2换热参数测试结论（1）地埋管深度为75米，φ32单U管（PE聚乙烯管）平均单孔放热功率为3.72kW，平均单孔取热功率为3.17kW。(2)通过双桥静力触探试验，地埋管孔在桩基础50cm以外施工基本不影响。(3)本项目适合采用土壤源热泵技术。5冷热源选择无论从空调冷热负荷及全年动态负荷来看，该工程全年的总冷量远大于总热量，为保持土壤的热平衡，以冬季负荷为依据设计地埋管系统，即冬季热负荷全

7、部由地埋管及地源热泵机组系统承担，夏季空调冷负荷部分由地埋管承担，其余的采用冷却塔补充。方案一：一台地源热泵机组+一台水冷冷水机组，冬季采用地源热泵机组供暖，夏季采用地源热泵机组和水冷冷水机组共同供冷。方案二：两台地源热泵机组，冬季采用其中一台地源热泵机组供暖，夏季采用两台地源热泵机组供冷。因地源热泵机组没有水冷冷水机组的COP值高，因此方案一的初投资以及运行费用比方案二低。但因业主要求以及项目的特殊性，本项目不设额外备用机组，但要求所设的两台机组能在冬夏季互为备用，以保证其中一台机组检修时，空调系

8、统还能正常运行，维持生产车间的正常工作。综上所述，本工程选用两台一样的地源热泵机组作为冷热源，两台机组冬夏季都可相互备用，冬季由一台机组供热，夏季由两台机组供冷。由于本车间夏季冬季负荷相差悬殊，因此，夏季设两台冷却塔，补充夏季冷负荷。根据冬夏季负荷选择地源热泵机组，两台地源热泵机组，每台制冷量为585kW，制热量为616kW，制冷时COP为5.06，制热时COP为4.61。夏季：负荷侧进出水温度7/12℃，冷却侧32/37℃；冬季：地源侧10/5℃，负荷侧45/40℃