新型水源热泵井水系统的应用

锯　技７ｆｔ　０１）　水源热泵空调系统作为一种环保节能的新型供冷、　频水泵，一定程度上减小了第一、二种方式的弊端，但　供暖系统，越来越受到人们的极大关注，它符合我国　水泵的变频在实际使用时也会受到一定限制，例如流　所提倡的环保和可持续发展的要求。然而，水源热泵　量过低机组会产生缺水保护等。另外，以上三种设计　作为一个系统工程，针对系统实际运行，必须从提高　方案在井水进入机组或者换热器前都需要设置旋流除　水资源的利用率、系统运行的稳定性和可持续性、节　砂器除砂。　能的效果等多方面考虑。本文提出一种新型水源热泵　井水系统。　２新型水源热泵系统井水系统　２．１系统方案慨述　１传统深井回灌式水源热泵井水系统运行方式　如图１，本方案设计为：在水井和水源热泵机组之　（１）井下潜水泵采用常规的定流量水泵，在水质、　间设置一个调节蓄水池，由井下潜水泵将井水先抽到　水量均能满足机组要求的情况下，深井水直接进入热　蓄水池内，再用循环／回灌水泵（３　泵）将蓄水池内　泵机组，能量被提取后，再回灌至地下。　的井水抽至水源热泵机组，机组提取其中的热量后由自　（２）井下潜水泵采用常规的定流量水泵，深井水　动控制系统根据提取热量后的井水温度来启动或关闭电　通过水一水换热器与热泵机组的系统循环水源进行换　磁阀，使井水回蓄水池被继续利用或送至回灌水井。　热，能量被提取后，再回灌至地下。　（３）潜水泵加设变频调速器，井下　水源供水成为变流量供水形式，潜水泵　的出水直接进入热泵机组或通过水一水　换热器与热泵机组的系统循环水源进行　换热，能量被提取后，再回灌至地下。　以上三种做法的弊端是：井水源可　利用温差小，水资源浪费严重、电能耗费　高；同时不间断的抽取和回灌，使得水源　的出水和回灌的任务压力加大，缩短了　抽、回灌井的寿命。第三种方式虽采用变　图１　新型水源热泵机房外井水系统图　２００８．Ｎｏ．５・月－Ｆ＃　维普资讯 http://www.cqvip.com 节雒　２．２运行原理说明　（４）提高水井的使用寿命。由于取水和回灌均是　间歇进行，总取水量减少，总回灌量减少，所以提高了　水井的使用寿命。　（５）自动沉淀泥砂。循环水泵（图１中的３　水泵）　的抽取水口距池底的距离为５０ｃｍ，井水抽到蓄水池，　设左侧水井为取水井，右侧水井为回灌井，设井　水温度为１６℃，以制热为例说明。　左边水井１６℃水源被１　水泵抽出，经Ｆ１灌入蓄　水池（Ｆ２关闭），蓄水池中水位逐渐上升，升至“停止　蓄水位”时，水泵停止向蓄水池灌水。蓄水池中井水被　在循环过程中，泥沙由于重力作用自动沉降到池底；蓄　３　水泵抽出送入水源热泵机组蒸发器，出水管路Ｔ１监　测出水温度，当温度保持在８℃（温度可以设定，设定　水池内设置有爬梯，可以进行清污工作，省去普通水　源热泵系统中的旋流除砂器。　为７℃也可）以上时，从水源热泵机组流出的水经Ｓ２　（Ｓ１、Ｓ３关闭）流回蓄水池再次利用；当温度降到８￣Ｃ　以下时，ｓ１打开，ｓ２、ｓ３关闭，无提取热量价值的井　水经Ｓ１、Ｆ４（Ｆ３关闭）回灌至右边回水井中，完成一　次井水利用循环。　同时，蓄水池内水位逐渐下降，下降至“开始蓄　水位”时，１　潜水泵开启，同样经Ｆ１向蓄水池（Ｆ２关　闭）注入１６℃的井水，蓄水池内的水温逐渐上升，升　至１１℃时Ｓ２打开（Ｓ１、Ｓ３关闭），未被水源热泵充分　提取热量的水回蓄水池再次利用，蓄水池水位逐渐上　升，当升到“停止蓄水位”时，１　潜水泵停止抽水。　当蓄水池水位低至“低报警水位”时，水源热泵机组和　３　水泵停止工作；当蓄水池水位高至“高报警水位”　时，说明“停止蓄水位”失效，系统发出警报信号，同　时１　潜水泵停止抽水。　制冷时，情况相反。且两口水井可交替使用，提　高水资源的利用率，同时也可以延长水井的使用寿命。　２．３系统的特点　（１）节省水源。从水井中抽出的水经过充分提取　或释放热量后再回灌至地下，最大限度的节省了水源　使用量。　（２）降低系统的运行费用。从上面的运行说明可　以看出，由于水源多次循环利用，井下潜水泵的工作　时间为间歇性，总耗水量减少，潜水泵的总工作时间　也减少，系统的耗电降低，运行费用降低。　电力部门若实行峰谷电价差制度，加装峰谷电表，　利用夜间电价便宜的优势，可以在夜晚用潜水泵将蓄　水池注满，供白天使用，因蓄水池在地面以下，水中热　量损失小到可以忽略不计，这样运行费用节省更明显。　（３）缓解水井的回灌压力。蓄水池的贮能作用使　得井水回灌为间歇性（只有在水源不能再利用的时候　回灌），因此可以缓解水井承担回灌任务的工作压力。　另外，此方案对地下水供应不足，且无高品位能　源可利用的地区优势更为明显。　３工程实例　３．１工程概况　某工程混凝土框架结构，地上四层，总建筑面积　３９５０ｍ　。各层用途分别为：一层为接待大堂、报告厅　及营业餐厅；二至四层为办公用房。　３．２室内设计参数（见表１）　表１　３．３空调系统设计　３．３．１室内空调系统设计　空调系统形式：一层有厨房、餐厅及报告厅，采　用空气一水系统，其余三层为办公，均采用风机盘管　水系统。本工程采用水源热泵空调系统，冬季由机组　提供４０～４５℃热水，夏季由机组提供７～１２℃冷水送　至各层空调末端设备，由风机盘管送出冷、热风来调　节室内温度。末端水管路采用双管制系统，用平衡阀　来调节系统平衡。　３．３．２冷热源选择　考虑到办公楼内的房间、人员情况及外围护结构　为玻璃幕墙，光照较强烈，楼内办公人员及电脑较多，　冷负荷较大，单位冷负荷按１２０ｗ／ｍ　估算，总冷负荷　为４７４ｋＷ，总热负荷为２５７ｋＷ，选择ＭＳＲＢ４０的水源　热泵机组一台，机组制冷量为４　８　７　ｋ　Ｗ，制热量为　５４５ｋＷ，机组制冷／制热所需井水量５０／４５．２ｍ　／ｈ，　该型号产品完全能够满足该办公楼夏季供冷和冬季供　２００８．Ｎｏ．５・月手ｌＪ　维普资讯 http://www.cqvip.com 青董　技术　热要求。　３．３．３新型水源热泵井水系统　有效使用容积为ｌ　ＯＯｍ　，在最大负荷时能够满足水源　热泵机组至少９小时使用，基本够全天使用。　通过统计，与常规水源热泵系统相比，２００５年一　在建筑物周围打两口水井，一抽一回灌，每口水　井深约１２０ｍ，每口井中均设置一台潜水泵，可互换使　年的运行费用相应降低３０％左右。　用，单口井的出水量不小于５０ｍ　／ｈ，水温为１６￣Ｃ左右，　满足ＭＳＲＢ４０机组的使用要求。室外井水系统设计时，　按常规做法选深井水泵直接供给，深井泵功率３７ｋＷ；　采用新型井水系统，井下深井水泵功率减小为２２ｋＷ，　４总结　采用新型水源热泵井水系统，可提高井水利用率、　降低日常运行费用、缓解井水回灌压力、提高水井使　水池侧泵房设置５．５ｋＷ井水循环泵两台，一用一备。　对以上两种设计方案进行了经济分析，取水每小时可　节电１５ｋＷ，正常系统运行时，每小时节电３１．５ｋＷ，　每天按ｌ０小时计算，全天可节电３１．５×１０＝３ｌ５　ｋＷ；　用寿命，运行节能效果明显。用户若能利用现有的生　活蓄水池、消防水池等做成节能蓄水池，可大大节省　初期土建投资费用。新型水源热泵井水系统是一种值　得大力推广的节能措施。■　参考文献：　［１］傅允准．深井水源热泵系统供热特性分析．暖通空调２００６，２　［２］地源热泵工程技术指南．徐伟，等译．北京：中国建筑工业　出版社　电费按营业办公取０．８元／ｋｗｈ计，全天可节约运行　费用３ｌ５　Ｘ　０．８＝２５２元。通过比较，决定采用新型水　源热泵井水系统。　蓄水池与消防水池共用，容积为ｌＯｒｅ×５ｍ×３ｍ，　在地表以下用石头砌成，地面为草坪绿化，蓄水池的　［３］马最良．水环热泵空调系统设计．北京：化学工业出版社　气候变化与科技创新国际论坛圆满闭幕　２００８年４月２５日下午，为期两天的“气候变化与科技创新国际论坛”在北京闭幕。论坛由科学　技术部、外交部、国家发展和改革委员会、环境保护部、中国气象局、中国科学院以及联合国开发　计划署（ＵＮＤＰ）、联合国环境规划署（ＵＮＥＰ）、联合国亚太经社理事会（ＵＮＥＳＣＡＰ）、世界气象　组织（ＷＭＯ）联合主办。　全国政协副主席、科学技术部万钢部长出席会议。万钢部长在致辞中指出，科学技术是应对气　候变化的关键手段，中国政府高度重视依靠科技进步应对气候变化，制定了　中国应对气候变化科　技专项行动　；加强了节能减排和应对气候变化的科学技术研究与开发，启动了“可再生能源国际科　技合作计划”，实施了　节能减排全民科技行动方案　，他呼吁世界各国和国际社会要加强科技创新，　增强全球应对气候变化的科技能力，加强技术转让，提高发展中国家应对气候变化的能力，加强国　际科技合作，共同应对气候变化的挑战。国家发展和改革委员会解振华副主任在讲话中指出，中国　政府高度重视气候变化，本着对本国人民负责，对世界人民负责，对未来负责的态度，采取了一系　列与应对气候变化相关的政策与措施，取得了积极成果，为应对全球气候变化作出了不懈努力和积　极贡献。联合ＮＮ秘书长沙祖康、联合国气候变化框架公约秘书处执行秘书伊沃‘德博埃尔、政府　间气候变化专门委员会（ＩＰＣＣ）主席拉金德拉・帕乔里也在高层论坛上进行了演讲。　本次论坛围绕气候变化重大科学问题，减缓气候变化的战略和政策，气候变化的影响与适应，　重大技术及国际科技合作，资金与市场机制分五个分论坛进行了充分的研讨。论坛还进行了“碳平　衡与绿色奥运”主题论坛，介绍２００８北京为举办奥运会在绿色奥运、科技奥运方面所采取的措施　和取得的成效，并探讨北京奥运实现碳平衡的有关措施和机制。　（本刊讯）　２００８　Ｎｏ　５・月手ｌｊ　。