地源热泵系统实例分析

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1、地源热泵系统实例分析2009年2月北京市地矿总公司工程概况内容介绍实际运行情况现行运行数据与改造前对比分析本系统与其它热泵系统对比分析本系统与其它空调系统对比分析开头语一、引言建设工程项目成功与否的标志在于项目的目标能否实现。而在项目实施的过程中，影响项目目标实现的因素众多，其中包括组织因素、人的因素以及使用的方法与工具等。开头语地源热泵系统是将低品位热量转换成高品位热量进行供热、制冷的新型能源利用方式之一。与使用燃煤、燃气、燃油等常规能源方式相比，其能量利用率为3.5以上(燃煤为0.65～0.85；燃油炉为0.7～0.9；燃气炉为0.8～0

2、.85；电锅炉电热膜的理想值也只能接近于1；空气源热泵系统可做到2.5，但在恶劣天气下效率低，甚至无法启动)。地源热泵系统以其环保、节能、一机多用、维护量小、系统运行稳定、能源重复利用等优点而得以推广。据美国环保署估计，一套设计安装良好的地源热泵系统平均可以节约(30～40)%的运行费用，可减少污染物排放高达70%以上。开头语然而在实际工程应用中，很多地源热泵项目因设计、施工及运行管理等问题，远远没有发挥其应有的优势。下面通过对我单位实施的某地下水源热泵系统改造前后的运行数据进行对比，以及与其它地源热泵项目、与其他空调形式进行对比，说明了地源

3、热泵系统在运行中的经济性及影响其经济性的相关因素。二、工程概况该项目位于海淀区，原地源热泵系统由北京某地源热泵施工单位承建，总建筑面积4.2万平方米，其中主楼2.8万平方米，裙楼1.4万平方米。共设LWP1800.2型水源热泵机组7台，单台标称功率123kW；凿井7眼，深井泵7台，单台标称功率37kW；抽取的地下水除沙后分别经7台板式换热器与机组进行热交换，作为机组的冷热源；井水侧二次水循环泵7台，单台标称功率15kW；末端循环泵7台，单台标称功率18.5kW。系统于2004年6月建成并部分投入使用，运行效果较差，不能满足正常的使用要求。二、

4、工程概况2006年初由建研院空调所进行热泵系统改造设计、北京市地质矿产勘查开发总公司进行了系统改造施工、调试，并承担了空调系统的日常运行维护管理工作。改造后主楼利用原有水源热泵机组5台，钻凿抽水井3眼、回灌井3眼、水量调节池1眼，新安装深井泵3台，标称功率55kW并配ABB变频器3台，井水经除沙器及电子水处理仪处理后直接进入机组，无井水侧二次循环泵；使用原末端循环泵5台；末端设备采用新风机组加风机盘管进行冬季供暖及夏季供冷。其中新风机组17台，合计71.1kW；风机盘管542台，合计20.3kW。裙楼利用原有水源热泵机组2台；井水部分与主楼共

5、用，使用原末端循环泵2台。二、工程概况本文以主楼地源热泵系统07年冬季及08年夏季运行数据进行分析，在下文中将改造后的主楼地源热泵空调系统简称为本系统。本系统运行以来，井水出水温度最高16.3℃，最低15.3℃；利用温差大多在3.5～7℃之间；单井出水量大于180m3/h；静水位30.15m、动水位约30.5m；抽水降深为0.35m±8%；水量调节池静水位为12.13m、动水位15.3m，差为3.17m；井水含沙量小于二十万分之一。依此数据判定地下水系统运行较为稳定。三、本系统运行情况热泵机组开启3台的时间占总运行时间7%以下、开启2台时间占

6、74.5%、开启1台时间占18.5%；深井泵及变频器从06年10月运行以来最多开启1台，夏季平均运行频率为74%、冬季平均运行频率为77.2%；末端循环泵最多开启2台。末端供回水温差大多在2.5～4.8℃之间，系统运行效率较高。三、本系统运行情况三、本系统运行情况表1：07年供暖季及08年制冷季统计数据运　行　工　况相　关　参　数供暖季制冷季备　注主楼建筑面积（m2）2800028000用电量冷暖机房（kW·h）600255204233.4末　　端（kW·h）128596.944155.4小　　计（kW·h）728851.9248388.8含

7、过渡季通风电耗实际运行天数189122单位用电量（kW·h/m2·d）0.1380.073含末端（kW·h/m2·d）0.1130.06不含末端折算标煤（Kg/m2·a）9.213.15含末端（Kg/m2·a）7.592.58不含末端备注：为方便对比分析，在本文中对同一系统进行对比时，折合电耗单位为千瓦·时/每平方米·每天（kW·h/m2·d）；对不同系统进行对比时，折合为标煤千克/每平方米·每年（Kg/m2·a），在将电耗折合成标煤数据参考2004年全国平均火力发电煤耗，即1kWh电力折合为354g标准煤。表1分别统计了机房与末端的电耗数据

8、。由于原系统运行能耗数据无从考究，在与原系统进行对比过程中，根据原运行人员口述系统设备投入运行的情况做简要对比。四、本系统与改造前系统对比原系统于2004年6月建成