浅议水源热泵在兖州矿区的应用.pdf

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1、煤矿现代化2010年第2期总第95期浅议水源热泵在兖州矿区的应用金广家。孔凡悦。荀春钰(兖矿集团邹城华建设计研究院，山东邹城273500)摘要本文论述了水源热泵在兖州矿区采暖改造工程中替代原有锅炉的可行性。通过热工学原理分析计算，证明室内外管道系统及末端设备不做改动，直接将原有高温散热器采暖系统中的锅炉更换为中高温水源热泵机组，水温、水量两个方面均不能满足采暖设计要求。关键词水源热泵；设计负荷；地源热泵系统中图分类号：TK52文献标志码：A文章编号：1009—0797(2010)02—0090—02L兖矿集团是以煤炭、煤化工、机械加工和煤电铝为主导产井水流量G=Q×0．86／△tz=720×0

2、．86／8=77．4m3／h业的国有特大型企业，本部拥有兖州和济宁东部两块煤田，矿式中Q一设计热负荷(kW)；区总面积435．44kin。矿区采暖一般均是由热电厂过热蒸汽汽△一蒸发器进出水温差(℃)。水换热后供应，个别地区采用热水锅炉供应95℃～70℃热水。77．4m3／h<125m3／h，可见现有抽水井可满足热泵所需水兖矿集团兴隆庄煤矿晾衣井小区远离矿本部以外，采暖面积量需要。仅9000mz，因为从矿本部输送热水(或蒸汽)价格昂贵，上小型3系统流量扬程的计算采暖锅炉地方环保部门又不允许，现使用一台400kW的电锅炉供小区采暖，由于农网线路老化导致供电不稳定，导致电锅鉴于现有水源热泵机组冷凝器

3、侧均为5℃一7℃，若保证输炉不能正常使用。晾衣井小区住户对冬季供暖问题反映非常送热量不变又不致流量增加过大，只有采用两级水源热泵串强烈。于是有关方面提出不改变现有散热器采暖系统，仅更换联来解决，每级水源热泵温差7．5℃，负荷360kW，又因为热泵电锅炉为高温水源热泵机组来解决供暖问题。本文仅根据有机组效率随蒸发温度升高而降低，所以水源热泵机组能够实关理论及规范规程对其可行性进行分析论证，以求能对工程现的供回水温度为55℃一70℃。实践给予正确的理论指导。则管网外流量为原管网流量的25／15=1．7倍，即现循环流目前市场上水源热泵产品按出水温度大体上可分为三类量为720×0．86／15=41．3

4、m／h。产品：一类为最早较为普通的水源热泵机组，进水温度10℃现管网损失为原管网损失1．672=2．8倍，即现有循环水泵一25℃，出水温度40℃～50℃，单级压缩；一类为中高温水源热扬程28×2．8=78．4m，再考虑循环系统20m的定压，系统最高泵，进水温度1O℃～25℃，出水温度6O℃～75℃，两级压缩；一压力达到98．4m，而一般铸铁散热器最高承压0．8MPa，系统如类为高温水源热泵，进水温度30cC60℃，出水温度60~C此实施后若不更换末端设备仍采用现有散热器，有可能超过一95％。水源热泵机组制热循环时，蒸发器进出水温差5℃现有散热器承压能力，造成散热器爆裂，引起安全事故。一11℃之

5、间，常规取值5℃8cc，冷凝器进出水温差5℃一7qC。4住宅室内温度的计算按照《民用建筑热工设计规范》CB50176—93之规定，兖州矿区处于热工设计分区中的寒冷地区，冬季保温属首位要求，按照传热学原理，原有95℃～70~C散热器采暖系统存在下夏季防热属次之要求。经查有关气象数据，兖州设计用室外气列热力平衡式。象参数如下：采暖室外计算温度一5．2℃，冬季空气调节室外计KF((95+70)／2—18)=K：F2(18一(一6))(1)算温度一7．4℃，冬季空气调节室外计算相对湿度57％，夏季空式中Kr-一原有散热器系统传热系数；气调节室外计算干球温度34．1℃，夏季空气调节室外计算湿Fr．一原有

6、散热器系统散热面积；球温度27．5℃，设计计算用采暖期日数106天，采暖期室外平K：一建筑围护结构传热系数；均温度一0．4℃，度日数1950~C·d，年平均温度13．6℃。充矿集F：一建筑围护结构散热面积；团兴隆庄煤矿晾衣井小区现有可用抽水井水量125m3／h，动水18一散热器系统室内温度。位井深20m，实测水温12℃。现有电锅炉房循环水泵水量改为55℃～7O℃热泵采暖系统后，仍利用现有散热器，则15m3／h，扬程28m。现有室内外热网按95℃～70℃设计。又有以下平衡式。由以上数据，可知要选择水源热泵，可行性较大的产品只KlFl((55+70)／2一tn)=K2F2(tn一(一6))(2)能

7、是中高温水源热泵。现对其进行详细分析计算。式中tn一热泵系统室内温度联立(1)(2)两式，可得tn=12．58~C。即采用热泵系统，设若1设计负荷的计算循环水泵能够满足要求，散热器承压能力足够，散热器系统中本工程设计热负荷Q=q×A=80×9000=720000W=720kW间楼层在室外采暖设计温度时室内亦只能达到12．58℃，不能式中q一采暖面积热负荷指标(W／mz)满足设计要求。A一建筑面积(