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住宅水源热泵规划设计

发表于2005-07-29    641人浏览    1人跟帖    复制链接  只看楼主

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住宅水源热泵优点突出,以沈阳规划设计为例,提出规划设计原则和建议。

一、住宅水源热泵系统优点突出
1.水源热泵高效节能,保护环境,有利可持续发展。水源热泵可采用先进、成熟的当代技术,充分经济地利用取之不尽、用之不竭的地下水能量,并且因地制宜地根据其蓄能、导能特性,实现冬/夏季供热/冷、全年供生活热水,一机多能,不需另建锅炉房和根本避免其烟尘等污染。
2.水源热泵根本消除了气源热泵系统(下称气泵)的先天弊病,即建筑物所需冷/热负荷与气泵从大气所能利用的能量相背离的根本弱点,即冬/夏季时建筑物所需热/冷负荷越大,气温却越低/高。冬季甚至低到气泵蒸发器表面凝露乃至结霜比较频繁,致使蒸发器端流动阻力和热阻提高,导致运行不稳定,乃至保护性停机,需设置电加热、旁通热气流、转换工况热气反冲等排露除霜,既增加投资,又耗费能量,影响效益。目前气泵冬季供热仅比较适用于室外空调计算温度在-10℃以上、累计除霜时间为500―1000h的城市(通常为黄河以南),不仅供热应用范围受到限制,而且国产品“功效比”(热泵系统输出功率与输入功率之比,下称COP)较低,冬/夏季仅约2.6―2.7/3.5~3.6(沈阳地区,下同)。
3.水源热泵则具有建筑物所需冷/热负荷与其从地下水所能利用的能量呈正比的根本优点,运行稳定,大幅提高其COP,如冬/夏季COP约3.5~3.6/5。0―5.2(活塞式机组)或5.8―6.0(螺杆式机组),节能效果好、经济效益佳。同时水源热泵叮夏季取冷放热、冬季取热放冷,实现了季节间能量的互补,根本消除了气泵的冬/夏季运行的冷/热污染(即夏季排热风、冬季排寒风)和效率降低,如所排气流与新风“短路”、多台住宅相邻气泵所排气流的互相干扰(尤其是互相恰好垂直上下布置时容易出现的“青蛙跳”,则往往导致纠纷甚至诉讼)。
4.气泵所获取的能量源一大气属动态换热体,需要风机,并且大气单位热容量远低于地下水,故水源热泵根本消除了气泵配套的风机与其气流噪音污染、大气腐蚀(尤其是沿海城市“盐雾”型大气和城市严重污染型大气)、“非典”传播威胁(气泵如采用全新风,则电耗儿原设计条件2~3倍,必然亏损)。
5.水源热泵还根本消除了气泵配套的室外机滴露纠纷和视觉污染,有利于建筑外表美化和市容美观。与燃煤锅炉房运行比较,水源热泵可根本消除其大量烟尘、废气、污水、噪音污染和锅炉房及其烟囱与煤、渣堆放的视觉污染,煤、渣运输污染和缓解城市交通拥堵,避免燃煤运输和堆放损失等。因此,水源热泵成为房地产增值的“卖点”,推广应用前景广阔。
二、规划设计实例
1.某节能住宅组位于近郊地下水资源丰富区,东、北分别临30m、16m宽道路,均有现状IOKV高压架空线,引进双回路电源便利。其规划用地为矩形,其四条边界长度东、南、西、北分别为:l00m、85m、l00m、85m,总占地面积8500m。其规划总建筑面积16898m2,为3栋6层楼,楼间距22.2m。其空调冬/夏季规划设计主要气象参数:室外计算干球温度、相对湿度、大气压力分别为-19/31.4℃、64/78%、1020.8/1000.7hpa;房间设计冬/夏季空调室温分别为:卧室和起居室20/26℃、厨房15/28℃、卫生间25/26℃:深井水、空调水供/回水设计温度分别为冬季:5/5℃、50/40℃,夏季:15/25℃、7/12℃。1号楼、2号楼、3号楼的楼型与户型均相同,故其空凋设计冬/夏季负荷均为261.8/234.3kw,则其空调设计总冬/夏季负荷为785.4/702.9kw,故按冬季设计负荷确定井深和升径,3口深井:设计深度、口径、日抽水量均为118m、400mm、1568m2,其中因地下水流动态差异性,实际可持续日抽水量分别为1580m3、1576m3、1588m3,可保证满足1口井抽水,2口井自流回水,顺序按冬、夏季轮换的规划设计要求。深井潜水泵采用变频泵和定时控制相结合,以需定运,节能节费。为延长设施使用寿命和减少维修量,深井潜水泵与其备用泵轮换运行(可通过时间积算器实现),并且当水环路发生故障时则热泵自动停运,尤其是深井潜水泵处于停运时则任何热泵均不能启动,实行自动连锁。3口深井直线间距分别为98m、93.6m、76.8m的三角形布局,地下水源热泵中央空调站设置于1号楼与2号楼之间,尽量使深井水管、空调供热/冷管均敷设最短,又避免水管与空调供热/冷管交叉,节能节费。根据建设单位要求设计为地下式(相应地面则宜绿化,一地多用)。该站采用电脑联网自动控制,空调供熟/冷管设计为同程式直埋敷设(参见图1)。
2.深井水工作流程(参见图2):潜水泵抽取提升l口深井水进热泵,其水含低位能经热泵提升为空调水高位能供用产后, 自流回水排入其它2口深井。应当指出:如抽提的深井水含沙量超标,宜采用体积小、效率高、可在不间断供水条件下工作的旋流式除沙器;否则会导致阀门、换热器、管件等堵塞,降低效率,甚至停运事故。
3.规划深井供/回水设计温度冬、夏季分别为15/5℃、15/25℃,温差均为10℃,尽量拉大深井:供/回水温差,可相应减少抽水量,节省打井投资和潜水泵运行耗能。但10℃深井供/回水大温差给热泵冬/夏季作为蒸发器/冷凝器的换热器设计带来困难。因此设计采用6台热泵水侧串联,
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 当前离线   发表于2005-07-29  | 只看该作者      

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