水源热泵应用技术

水源热泵在赤峰市**综合办公楼空调工程中的应用大家好！今天由我代表**九公司赤峰项目部，给大家简单介绍一下水源热泵在赤峰市**综合办公楼中的应用我将从以下六方面来着重介绍工程概况水源热泵技术国内外的发展情况水源热泵空调系统的工作原理本工程水源热泵空调系统介绍水源热泵空调系统的施工及调试水源热泵的运行情况及经济分析

一、工程概况赤峰市**大楼全貌赤峰市**机关综合办公楼位于内蒙古自治区赤峰市**大街北侧，总建筑面积为82,150.81㎡，地上建筑面积为69,587.57㎡，地下建筑面积为5,433.24㎡。整个建筑为框架剪力墙结构，共分A、B、C、D四座，主楼A座地下一层，地上十一层，局部十二层。本工程是赤峰市委、市政府、市人大和市政协四大班子集中办公地。由**建筑设计院设计，北京**九公司总承包施工。整个大楼采用中央空调系统进行供暖和制冷。虽然当地的煤炭矿产资源非常丰富，但经过多方面的对比分析，最终选用以节能为主要特征的低耗能新型空调技术——水源热泵空调系统。

二、水源热泵技术

在国内外的发展情况

水源热泵系统（WLHPS：WaterLoopsourceHeatPumpSystem）国外又习惯称作闭式环路水源热泵系统。60年代开始在美国推出之后，经过40年不断改进和发展，技术日渐成熟，进入70年代后，这项技术在日本及西欧等国家得到了广泛应用。东京、名古屋、横滨等城市在70年代初就有很多采用闭式环路水源热泵空调系统的工程实例，例如，东京镰仓河岸大厦、平和东京大厦、名古屋大厦、新日建大厦等。

自80年代以来，我国采用水源热泵空调系统的建筑也逐年增多。目前，在深圳，上海，北京均有工程实例，例如，北京天安大厦、上海锦江第四号楼、深圳同贸大厦等均采用了闭式环路水源热泵空调系统。特别是2008年奥运会将在北京举行，水源热泵式中央空调已成为2008年北京奥运会指定选用的空调型式。水源热泵在我国的推广应用前景极其广阔。

三、水源热泵空调系统

工作原理

1、水源热泵概念简述水源热泵空调系统是一种可以利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊），和人工再生水源（工业废水、中水、地热尾水等）的既可供热又可制冷的高效、环保、节能空调系统。水源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位热能的转移。水源热泵技术的工作原理就是：将水体和地层蓄能作为冬、夏季的供暖热源和空调冷源，在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。

2、水源热泵空调系统主要组成部分

水源热泵系统的组成是由末端（室内空气处理末端等）系统，水源中央空调主机（又称为水源热泵）系统和水源水系统三部分组成。其中水源热泵空调机组部分是整个水源热泵空调系统的核心部分，机组通过消耗少量的电能，夏季产出冷冻水送进空调房间给房间供冷;冬季产出热水送进供暖房间给房间供暖

本工程采取的是深井回灌式水源热泵空调系统，水源系统主要指取水井、回灌井以及从水井到水源热泵机组之间的辅助设备和管线；大楼的空调末端热交换设备部分,为整个水源热泵空调系统实现空调供暖的终端设备，水源热泵机组制得的冷水和热水最终通过该部分实现给整个大楼制冷或供暖。

水源热泵冬季的工作流程如下图：3、水源热泵空调系统的运行原理

“Ⅰ”表示：水源热泵空调机组。其中的“Ⅴ”表示水源热泵机组中的冷凝器部件，“Ⅵ”表示水源热泵机组中的蒸发器部件。“Ⅱ”表示：水井（取水井和回灌井）。“Ⅲ”表示：水—水换热器。“Ⅳ”表示：整个大楼“①②③④⑤⑥⑦⑧”均表示两通阀。

夏季运行原理①、②、⑦、⑧阀关闭，③、④、⑤、⑥阀开启。如下图。左边水井潜水泵开启，经换热器Ⅲ后，温度升高，然后经右边水井回灌至地下。从水源热泵机组的冷凝器Ⅴ出来的高温水（28℃左右）经由阀门④，再经换热器Ⅲ与井水换热，得到较低温度的水源（18℃左右）再经过阀门③进入水源热泵机组的冷凝器。完成冷却放热循环。蒸发器Ⅵ制得的冷水（7℃左右的冷冻水）经阀门⑤进入大楼室内的末端设备（换热设备）给室内供冷，从末端设备出来的较高温度（12℃左右）的热水再经阀门⑥回到蒸发器，完成蒸发供冷循环。冬季运行原理③、④、⑤、⑥阀关闭，①、②、⑦、⑧阀开启。如右图。右边水井潜水泵开启，经换热器Ⅲ后，温度降低（6℃左右），然后经左边水井回灌至地下。从水源热泵机组的蒸发器Ⅵ出来的低温水（7℃左右）经由阀门⑦，再经换热器Ⅲ与井水换热，得到较高温度的水源（14℃左右）再经过阀门⑧进入水源热泵机组的蒸发器。完成蒸发吸热循环。冷凝器Ⅴ制得的热水（45-50℃左右）经阀门②进入大楼室内的末端设备（换热设备）给室内供暖，从末端设备出来的较低温度（40℃左右）的水再经阀门①回到冷凝器，完成冷凝放热循环。

四、本工程

水源热泵空调系统介绍

1、水源系统

本工程采用的深井回灌式水源热泵空调系统，为了满足所需水量和地下水回灌需要，为了保证井位布置合理，井距控制在20m以上，已达到制冷（或采暖）期间不产生地下水井间干扰，为了防止回灌井的堵塞，确保水源系统长期稳定供水，抽水井和回灌井要相互切换使用，因而要求各个井的井深和井身结构相近。结合赤峰地区场地环境和水文地质条件，在办公楼周围共打水井16口，其中抽水井(有回灌井的功能)12口，回灌井4口，井深70m，裸径800mm，单井出水量大于150m3/h，出水温度大于8度，井壁管采用高压氧蒸汽铸铁管。抽水井滤料采用θ2-4mm英砂。回灌井滤料采用θ4-6mm英砂。

2、水源热泵系统

本工程夏季空调冷负荷为7000KW，冬季空调热负荷为6800KW，选用山东贝莱特空调有限公司生产的水源热泵GSHP1200制冷量1200KW/台机组共六台，其机组的供热水温度为50℃/40℃，夏季供冷水温度7℃/12℃。⑴水源吸热泵空温调机组序和机房功的主要顶部件水源热泵培空调机组搅和其它电粉制冷式空箱调机组的肥制冷、制万热基本原馋理相同。申其主要部浇件为：半封闭螺唉杆式压缩砖机：GS育HP12烤00串；壳管式屠蒸发器固：镇GZ系串列恨；壳管式游冷凝器仅：庸LQ系芝列煌；膨胀阀：墓240R坊A系列宇；高低压阿压力控生器夫DNS杜-D3予06X挨M机房主阔要部件机组系统踪蝶集水器θ肌800桐L=2高500m香m机组系浴统分水钥器θ8拿00嗽L=杜250窑0mm循环水泵专Q=估250~貌467m宗3/h族H=3棒5~25晃m电脱子水处理啦仪轧DN40烤0软水器搏4T⑵、本冰工程水体源热泵瞎机组的客特点冬季运衰行GS躁HP机痛组所能碍提供的泄热水最佩高温可敞以达到毯70℃南，循环你水供、揉回水温恋差为1着0℃，蓝提供“静大温差研，小流福量”，班降底运悼行费用谨。⑶、空调资系统工作束流程工作流校程：冬季瘦供暖井东供水（磁8~1晴5℃）碑进入机清房经过遮除沙器耳除沙后拍流进电欢子水处鹿理仪，军进入分冻水器，燥通过水桐泵送入蜜机组，浆通过机哈组处理轻后，热替水（4永0-5闸0℃）休进入集晓水器通盯过循环蚕水泵送板到分水因器后，峡分为四安个系统哨：A座盖1空调串系统、敬A座2币空调系素统、B武座空调酸系统、脑C（D询）座空恩调系统射对整个我大楼进厅行供暖烘。末端或空调系什统回水湾（约4工0℃）枝进入集状水器后驴通过分恰水器送恳入机组腾处理。洽如此循榜环对大拍楼进行姨供暖。局末端空油调系统棕通过补唐水泵进西行补水晓定压，壤补水管察通过软贷化处理播后通过也定压水翁箱由补犁水泵送骗入系统公。（4）滴、机组枯工作循血环原理①从压君缩机开芝始，制拆冷工质胆（如氟久里昂衰R22膝）在馒压缩机爷中经过门压缩后台，变为哥高温高挡压的气冒体②经过冷议凝器冷却以后，变成恐低温（温蹄度40阁-50℃颤）高压的毁液体③低温高节压的液态羽氟里昂经扬过膨胀阀冒，通过节捞流作用，业从膨胀阀蔬出来的氟调立昂压力粘和温度进旱一步降低④再流述经蒸发低器，氟盈立昂蒸舍发吸热罢变为气胆体，再煮回到压放缩机完成一炼个制冷庄压缩循闯环。3、末择端系统大楼A缘瑞座一层注及B座卸三层审精批大厅北采用全苹空气空辱调系统撞，选用锁组合式叛空调机泊组，新效鲜空气极在机组烂内进行养热交换称后，通拴过风管烤送风至召可调节洞的方型斑散流器鸟；房间虹内的污盖浊空气堂，通过骄回风管抓带过滤袜网回风输口进行荣集中回质风排放倍到室外测。办公错层采用陡新风加赶风机盘蹦管系统扛，各房留间风机衔盘管暗除装于吊念顶内，莫通过方嫂形散流酿器及条主形回风庸口完成练室内空蹦气循环艘。新风傅系统每趋天早1屯0：0愤0-1目1：3惯0；下疑午3：梁30-求5：0奖0向室皮内补充蜡新鲜空帅气，在果冬季运吗行过程惠中同时礼向室内虎补充1雕5%的醉热量。五、水价源热泵端空调系晋统的施温工及调免试1、水源换系统施工本工程采堪用的深井惧回灌式水犬源热泵空峰调系统，未在大楼的墙东北和西监北侧共设四置16口于深井。其四中抽水井苹(有回灌品井的功能舰)12口墨，回灌井灭4口，井材深70m名，裸径8牢00mm维。每口抽水乡丰井内设置螺一台多级飘潜水泵，即其扬程为弄60米。在水井位喷置确定后是，采用三叔台螺旋钻株机同时施辰工。在钻总到50米败深时发现办地下水，蚀为了保证项井深要大悲于变温带送深度及水婶源系统长弦期稳定供袜水，继续船钻到70聚米深处停榴止钻机，史向井内放伍置作为井拆壁。在井含壁放置完识成后，开拐始用清水姐洗井，然融后填置滤练料。抽水疯井滤料采洲用θ2-规4mm岛英砂。回打灌井滤料项采用θ4按-6mm众英砂。水处理系统水源井施乎工完毕经洋专家验收器后，将潜烂水泵放置鄙井中并开额始室外管离线的施工厕，管线采离用无补偿邮直埋方式茫敷设，大屑于DN2嚼00的管爱线采用螺常旋钢管,钉小于DN堤200的茧采用无缝撞钢管，结津合水源水轿系统的特昏点，在施邻工中，井处供井回直扭埋管段采听用钢管外努刷铁红防份锈漆两道译防绣和沥进青漆两道谷防腐直埋院，在安装要前管底用扔灰土夯实练,管道周宴围采用中讲砂夯实，阶能够更好批的保温和厕防止管道称热胀冷缩赌。室外水怕源管均采彻用50m梁m厚的岩效棉管壳保坦温,外穿包沥青玻案璃丝布。徒以确保水方源水供回项水的温度骑。（下图主为政府大闯楼水井剖匙面图）2、水摄源热泵介机组安是装施工本工程衫空调机跨房设在加主楼地陵下室，颂面积为留487闯.87香平方米嚷。现场再技术人惑员根据舟实测数解据，分董部位绘舌制出机朋房大样辆图及各匠设备配粘管详图哲，由土奇建专业愚配合进餐行机房剩地面及跌基础的昼施工。村在土建周施工完呢毕后，毫采用吊祖车将机厅组从设捕备吊装朱孔依次咬的调运宁到位。伸在机组峰就位后阀，施工畏人员开谈始组装除水箱、哑除砂器度、分集箱水器、弯各种水谜泵等设吊备。水源热泵为了节约阵空调机房薪内的空间复，便于物能业公司的泄管理，水光源热泵机挖组的控制茫柜和电脑配操作台设灶置在配电规室内，机气房内敷设宗热镀锌桥禽架和防火臭金属软管复将电缆引缺至配电室棚。在机房明内全部的强设备和管伞道安装完购毕后，进会行设备保军养（补充犬空调机组供的制冷剂论量，水泵阀添加润滑益油、水箱垂清洗等工葛作），最束后进行设爷备单机试妇运转，做园好供水前糠的准备工插作。3、空调细末端施工本工程的铸空调末端绣系统采用避风机盘管及加新风系蹦统，每个豪办公室根料据面积不排同使用1铁-4台风喊机盘管，龄同时每层栏设置2台祥新风机组曲、2台排崇风机进行榆空气交换自。系统干朋管采用顿无缝钢约管分别疏从空调戚机房通扛过管沟渡和管道谜竖井引聋至各层构，再在洪公共走妹道中形疾成环路杜。干管脸与风机征盘管采免用镀锌扮钢管连胀接，风偶机盘管妙设置在挥房间的母吊顶内歼，采用白铝箔金吓属软管刘与散流辟器连接台，回风盲口与散测流器的浩间距为访2.5帖米,以以保证房害间内的始空气完鄙全流通卫。新风系统清采用玻纤献风管将新吉鲜空气送妄至房间内砖，在由回母风口将污厘浊空气从如回风管送阵至排风机辟排到室外非。在冬季秧新风系统稍通过新风模机组内的另热交换向在室内补充价15%的偶热量。4、水源叨热泵系统商的调试、云试运行本工程改200勒4年1存0月2骡5日基铲本安装任完成，惯11月安9日开姑始进行剥系统调叮试。调试前先轧检查室外炭水源情况挡，检查潜磨水井出水仓水质是否誓清亮无杂荒质；潜水夹泵工作是汽否正常；茅供回水管说道冲洗是柴否干净；厅以及机房窄内各系统助管道、设重备运转是笔否正常，溜在上述问蠢题检查完姓毕后开始苏机组的调库试。调试时机卡组先预热览8小时，驻然后先启半动两台机盯组；三台腰循环水泵仔；两台中催间循环泵暗。在压缩机裙启动运行仁后应检查先低压表数烘值是否在纽奉0.4-抚0.5M已pa，如梨压力太低任，应根据创堵塞即产代生节流，堪节流即产蒸生温差的拐原理,检是查液体过秃滤器是否居堵塞，电刻磁阀是否下打开，热什力膨胀阀邻是否损坏贩，故障排讨除后，将崇机组调到谋电脑自动索控制开始魄向系统供孤水正常运割转。在机组旷正常运右转时，射将机组洞的供、君回水温幻玉度设置勇到设计唉要求的应温度，恢因末端邀系统初颤次供热市水，系颠统热损斧失较大误，回水蓄温度无身法达到副设定值黑，电脑窗自动开租启第三越台机组聚和第四冶台机组杠，直至造供回水舟温度满裙足设定对值为止御。水源热泵诵系统冬季孙运行房间前测温记录浩表测温房间测温时间温度记录测温人（签字）备注A座21911月9日22℃A座32111月9日21℃A座61811月9日22℃B座31111月9日22℃C座52711月9日20℃C座61211月9日21℃D座11311月9日22℃本工程母经过4皱8小时混的连续蚁调试，渗满足设学计要求脆，大楼殊于20扩04年镇11月允11日座正常供辣暖。顺兆利通过授建设、槐监理单盗位和设添计单位抢的验收劣。六、水源泛热泵的运利行情况亿及经济分命析本工程空翁调系统自猎2004气年11月纷29日试督运行供暖介以来，效熊果良好，玻水源水系旷统及机房置系统运行慢稳定，空包调主机每艇天有3-尸5台24沟小时开启翠，供暖热需水供回水该温度为5乡丰2-42气℃，水源巩水供回水目温度为1压5-10友℃，室内导温度为2捎0-23答℃。达到驰了工程的旬需要效果贿。在系统旬正常运行芬了一个月括后，空调凳主机每天嘱工作3-成4台满足番了使用要它求。高效、节睁能是水源放热泵中央振空调的显独著特点，泳本工程对津水源热泵等空调与传糠统空调方台式的初投燃资及运行幸费用指标堵作一比较分。水源热积泵空调忍与传统猾空调方舅式

初装投资费兼用比较顺表1234地源热泵冷水机组与燃气锅炉配套冷水机组与城市热网配套直燃式溴化锂冷热水机组冷热水机组（元/kW冷量）600～800560～700560～700950～1300燃气锅炉（元/kW热量）400～520热网（元/m2采暖面积）100冷却塔（元/kW冷量）无40～60地下钻孔及埋管（元/kW）800～1400无机房水泵、管道、控制等基本相同(20～40元/m2)建筑物空调末端基本相同（100～160元/m2）初投资概算比较(冷指标100W/m2)初投资（元/m2空调面积）340280330280水源热泵蜡空调与传羞统空调方哈式

运行再费用比较柜表运行费用比较(热指标100W/m2)季节夏季冬季夏季冬季夏季冬季冬、夏两季能源形式电电天然气电供热网天然气轻柴油单位kW.hkW.hm3kW.hm2.季m3升价格（元）0.50.52.00.519.52.03.0热值1000W1000W35600kW1000W

35600kW43000kW效率4.83.53.80.883.8

0.880.85燃料耗量/m2.h0.0210.0290.02630.01150.0263

0.01150.01/m2.季13.2328.0216.5711.2716.57

18.5216.1燃料费用（元/m2.季）6.6148.2922.548.2919.537.0448.3机房运行费用（元/m2.季）4.5元/m2.两季冷却塔运行费用无2元/m2.季全年运行费合计（元/m2）25.137.3334.2943.5454.8费用比例11.491.371.732.18说明冬、夏竟季运行狼天数分渴别按1鸟40天考和90