高溫水源熱泵在地?zé)峁┡械膽?yīng)用

　　由北京市科委立項(xiàng)，清華大學(xué)熱能系和北京清源世紀(jì)科技有限公司共同研制開發(fā)出的QYHP系列的高溫水源熱泵機(jī)組，采用最新研制的高溫環(huán)保工質(zhì)HTR01，解決了傳統(tǒng)工質(zhì)高溫工況下工作壓力過高的技術(shù)瓶頸，保證了設(shè)備在高溫工況下運(yùn)行的安全可靠，從根本上解決了上述地?zé)峁┡械娜齻€(gè)主要問題。

　　QYHP系列高溫水源熱泵可直接把30-60℃的低溫地?zé)崴訜岬?0-90℃，適用于各種供暖方式，解決了高寒地區(qū)的地?zé)釤岜霉┡约坝酶邷厮礋岜萌〈济哄仩t仍可利用暖氣片熱水式熱力循環(huán)系統(tǒng)的采暖改造問題。被利用后的地?zé)嵛菜潘疁囟茸畹涂傻陀?0℃，符合環(huán)保的要求。制熱工況COP可達(dá)到3.5以上，也就是說，花費(fèi)一份代價(jià)，可以得到3.5倍以上的熱量。

　　用高溫水源熱泵機(jī)組對(duì)低溫地?zé)崴M(jìn)行余熱回收，可加大地?zé)峋墓┡芰?，使一口地?zé)峋鸬絻煽诘責(zé)峋淖饔?，能產(chǎn)生出良好的經(jīng)濟(jì)效益。舉北京市為例：北京城區(qū)和小湯山地區(qū)已有地?zé)岵膳こ?6處，年開采利用地?zé)崴?85.9萬立方米，采暖面積約38萬平方米，如果利用熱泵技術(shù)將40℃尾水降至10℃再排放，那么從目前每年排放的286萬立方地?zé)嵛菜锌苫厥諢崃繛?.5萬千瓦，可擴(kuò)大供暖面積90萬平方米，節(jié)能及環(huán)境效益十分明顯。

　　三、項(xiàng)目簡介

　　北京某工程項(xiàng)目：一期建設(shè)共有19000平方米的大學(xué)生公寓，約4200平方米的公建（會(huì)所），大學(xué)生公寓采用暖氣片熱水式熱力循環(huán)系統(tǒng)供暖，會(huì)所采用中央空調(diào)系統(tǒng)，冬夏兩用?，F(xiàn)有地?zé)峋豢冢壕顬?800米、日出水量為1054t/d（44t/h）、出水溫度為57℃。

　　該井所出57℃低溫地?zé)崴芍苯咏o采用中央空調(diào)系統(tǒng)的會(huì)所供暖。但該低溫地?zé)崴糜诖髮W(xué)生公寓的暖氣片熱水式循環(huán)熱力系統(tǒng)供暖，需進(jìn)一步加熱，將水溫提高到70℃以上。如采用傳統(tǒng)燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t加熱方式，供暖后的排放水溫仍將在40℃以上，無法解決資源的浪費(fèi)和環(huán)境熱污染的問題。

　　應(yīng)用QYHP系列高溫水源熱泵機(jī)組，可輸出70℃以上的二次熱水，能在末端為暖氣片的用戶進(jìn)行供暖。被利用后的地?zé)嵛菜潘疁囟茸畹涂傻陀?0℃，將低溫地?zé)崴哪芰砍浞掷?，同時(shí)熱泵機(jī)組還可免費(fèi)制取生活熱水及為會(huì)所提供夏季制冷。真正實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、高效節(jié)能。

　　四、負(fù)荷計(jì)算

　　1、空調(diào)室外計(jì)算參數(shù)（北京地區(qū)）

　　2、空調(diào)室內(nèi)計(jì)算參數(shù)

　　冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度t=18－22℃，室內(nèi)相對(duì)濕度φ≤55%

　　夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度t=22－26℃，室內(nèi)相對(duì)濕度φ≤60%

　　3、負(fù)荷計(jì)算

　　冬季供暖工況：

　　取面積熱指標(biāo)：q = 60 W/㎡.

　　供暖總建筑面積：F = 19000+4200=23200㎡

　　冬季總熱負(fù)荷：Q = q × F = 60×23200=1392kW

　　其中大學(xué)生公寓熱負(fù)荷：1140kW

　　會(huì)所熱負(fù)荷：252kW

　　夏季制冷工況：

　　取面積冷指標(biāo)：q = 110 W/㎡、

　　制冷總建筑面積：F = 4200㎡

　　則夏季總冷負(fù)荷：Q = q × F = 110×4200=462kW

　　五、工藝方案

　　冬季工況：利用57℃地?zé)崴M(jìn)行供暖，采用梯級(jí)利用的方式進(jìn)行。

　　第一級(jí)：應(yīng)用板式換熱器輸出55℃熱水為高檔公寓部分供暖，地?zé)嵛菜疁囟冉禐?2℃左右；地?zé)崴g供可提供256KW的熱量，可滿足會(huì)所冬季供暖252kW最大熱負(fù)荷的需求。

　　第二級(jí)：應(yīng)用1臺(tái)QYHP600H高溫水源熱泵機(jī)組對(duì)52℃地?zé)嵛菜M(jìn)行余熱回收，輸出75℃二次水對(duì)大學(xué)生公寓進(jìn)行供暖。

　　第三級(jí)：應(yīng)用1臺(tái)QYHP600H高溫水源熱泵機(jī)組對(duì)36℃左右的地?zé)嵛菜M(jìn)行余熱回收，輸出75℃二次水對(duì)大學(xué)生公寓進(jìn)行供暖，地?zé)嵛菜疁囟?8℃，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　兩臺(tái)QYHP600H高溫水源熱泵機(jī)組共可輸出1248KW的熱量，可滿足大學(xué)生公寓冬季供暖1140kW最大熱負(fù)荷的需求。

　　夏季工況：QYHP600H型高溫水源熱泵機(jī)組單機(jī)額定制冷功率為325KW，兩臺(tái)合計(jì)為650KW，可滿足4200㎡高檔建筑共462 KW的夏季冷負(fù)荷的需求。

　　六、經(jīng)濟(jì)性比較

　　高溫水源熱泵除具有環(huán)保的特點(diǎn)外，更具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，下面將利用各種余熱資源采用高溫水源熱泵的供暖方式同現(xiàn)行的各種供暖方式就運(yùn)行成本、一次性投資依據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作分析比較如下：

　　七、方案優(yōu)點(diǎn)

　　1、余熱利用、經(jīng)濟(jì)節(jié)能

　　采用高溫水源熱泵機(jī)組可直接回收利用低溫地?zé)崴?、地?zé)嵛菜?、含油污水及其它各種溫度在30～60℃之間的中低品位余熱資源，從根本上解決了此類余熱資源不能被熱泵機(jī)組直接回收利用的現(xiàn)狀。機(jī)組制熱工況出水溫度可根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)，最高出水溫度可達(dá)90℃，可滿足不同用戶的空調(diào)、供暖、制備生活熱水的需求，低溫地?zé)崴?高溫水源熱泵取代燃煤鍋爐進(jìn)行冬季供暖無須改造供暖末端及現(xiàn)有供暖管網(wǎng)，從而使現(xiàn)有資源得到了最合理的利用。

　　2、綠色環(huán)保、效益顯著

　　采用地?zé)崴?高溫水源熱泵取代燃煤鍋爐可取得很好的環(huán)保效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，避免了燃煤鍋爐的廢氣、廢渣對(duì)周圍環(huán)境的污染，省掉了燃煤的運(yùn)輸費(fèi)用、貯煤場(chǎng)地費(fèi)用、除塵費(fèi)用、灰渣的運(yùn)輸處理費(fèi)用等。同時(shí)解決了低溫地?zé)崴虻責(zé)嵛菜欧藕髮?duì)環(huán)境造成的熱污染的問題，經(jīng)此方案后，地?zé)崴臏囟戎挥?8℃左右遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的小于30℃的標(biāo)準(zhǔn)。

　　3、一機(jī)多用，節(jié)約資金

　　在該項(xiàng)目中，利用高溫水源熱泵提供冬季供暖的同時(shí)，還可提供夏季制冷，從而避免了中央空調(diào)系統(tǒng)的重復(fù)投資。

　　4、性能穩(wěn)定、安全可靠

　　水源熱泵運(yùn)行自動(dòng)化程度高，運(yùn)行人員少，無壓力容器存在，安全性好。地下水溫度穩(wěn)定，水源熱泵供熱為連續(xù)供熱，溫度恒定，人體的舒適感好。