地源热泵技术在京唐港3000万吨煤炭泊位项目应用

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1、地源热泵技术在京唐港3000万吨煤炭泊位项目应用　　摘要：本文以京唐港3000万吨煤炭泊位地源热泵项目为实例，详细介绍了地源热泵技术的发展历史、工作原理、方案比选、施工工艺以及经济指标等，为沿海地区应用地源热泵技术起到了一定的示范作用。关键词：地源热泵、设计、施工工艺、应用中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：引言地源热泵是一种高效、节能、环保、可持续发展的先进技术。这项技术最早始于1912年，瑞士人Zoelly提出了“地热源热泵”的概念。1946年美国开始对地源热泵进行系统研究，在俄勒冈州建成第

2、一个地源热泵系统，运行很成功，由此掀起了地源热泵系统在美国乃至世界的商用高潮。中国具有较好的热泵科研成果和应用成果，早在20世纪50年代天津大学就开展了热泵技术的研究。20世纪80年代末以后，国内各大院校开始了研究地源热泵的热潮，随着地源热泵技术研究的不断成熟，地源热泵在我国开始进入生产应用领域。11唐山港京唐港区地处环渤海经济圈中心地带，背依京津唐金三角经济区，是河北省“一线两厢”发展战略的重点发展地区，政府大力提倡开发利用环保节能的新能源。该地区传统的空调一般冬季以燃煤锅炉或者城市热网提供冬季热源，

3、夏季以电制冷机组提供夏季冷源。由于冬季存在燃煤污染，风沙对冷却塔污染严重导致夏季空调效率低下、用电量增加造成供电紧张，供需矛盾十分突出。因此，京唐港3000万吨煤炭泊位项目空调系统的建设积极响应政府的倡导，选择了绿色节能环保的地源热泵空调系统。工程概况国投京唐港3000万吨煤炭泊位项目位于河北省唐山市海港开发区，其中地源热泵空调系统包含后方辅建区、前方辅建区、外协中心和生产管理中心等主要办公生活区域，满足4万多平米建筑的夏季制冷及冬季供暖。整个地源热泵系统工程由北京市华清地热开发有限责任公司负责设计及施

4、工。后方辅建区位于堆场北端，包括后方侯工楼、2#变电所、综合库等工程，空调建筑总面积6700m2，需要夏季制冷、冬季制热以及提供全年生活热水。空调负荷考虑10%左右的富裕量，空调冷负荷470kW，热负荷435kW；生活热水按照180个工人三班洗浴配置，机组供热量按照4小时加热完成考虑，所需加热量为128kW。11前方辅建区位于堆场南端，包括前方侯工楼、5号变电所、检验中心、采制样间等工程，空调建筑总面积6450m2，需要夏季制冷、冬季制热以及提供生活热水。空调负荷在设计时考虑了一部分预留负荷为后期建设服

5、务，夏季设计冷负荷874.5kW，冬季设计热负荷786.5kW；生活热水负荷设计思路同后方侯工楼，所需加热量也为128kW。生产管理中心位于开发区，包括综合办公楼和变电所工程，空调建筑总面积15353m2左右。空调系统需要夏季制冷和冬季制热，冷热负荷分别为1416kW和1406kW。外协中心位于防风网试验段北侧，包括3栋宿舍楼及玻璃花房等，空调建筑总面积13000m2左右，需要满足夏季制冷和冬季制热。空调系统夏季设计供回水温度为7/12℃，冬季为40/45℃，生活热水最高供水温度为48℃。冷热源方案确定

6、11地源热泵技术是一项利用浅层地温资源（包括土壤、地下水、地表水等）作为热源的一种先进技术。浅层地温能是地表浅层吸收太阳能、地热能而蕴藏的低位热能。地下30至数百米深的地壳受到太阳和地核双重影响，形成了一个13-23℃之间的相对恒温层。通常上述深度的底层受外界干扰很小，土壤温度基本不受四季变化的影响，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低。地源热泵系统利用的就是这种“冬暖夏凉”的地热资源。冬季通过热泵和埋管换热系统把大地中的热量提升后对建筑供热，同时把大地中的温度降低，蓄存冷量供夏季使用；夏季通过热

7、泵把建筑物中的热量传输给大地，对建筑物降温，同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。这样在地源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用，进一步提高了系统全年的能源利用效率，既可制冷又可供暖和提供生活热水的新型高效节能技术，属于可再生资源利用技术，是迄今为止最舒适、高效、对环境最为友好的空调系统。地源热泵系统根据利用热源形式的不同分为地埋管地源热泵系统（工程中常称地源热泵系统）、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。地表水地源热泵系统受自然（江水、河水、湖水、海水、污水等）条件的限制；地下水地源热泵系统由于要抽取地下

8、水，受技术水平限制，全部回灌不易做到，监督实施也比较困难，而且容易造成地下水污染；目前地埋管式地源热泵技术在国外被大面积推广使用，并被充分证明成熟可行，在欧美国家得到普遍应用，该项技术也比较适合我国的国情。从技术角度来看，地源热泵系统具有以下优势：1）一机多用：热泵系统仅需一套系统就可满足夏季空调和冬季供暖的需求，同时还可以提供生活热水，一套系统代替原来的锅炉+冷水机组的两套系统。整个系统紧凑，省去了锅炉房和冷却塔，节省了建筑空间，也有利于