水源熱泵系統(tǒng)在北京的應(yīng)用案例

水源熱泵系統(tǒng)在北京的應(yīng)用案例一水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用順應(yīng)北京市能源發(fā)展戰(zhàn)略北京市所采用的水源熱泵系統(tǒng)主要以淺層地下水作為水源，具體應(yīng)用時應(yīng)充分考慮北京市的水資源形勢和水文地質(zhì)條件，實現(xiàn)地下水資源和能源的可持續(xù)開發(fā)利用。為此，在沒有弄清楚水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用對地下水影響之前，應(yīng)采取謹(jǐn)慎的審批措施，嚴(yán)格的限制，防止其過熱、盲目和無序的發(fā)展。為了確保水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)能夠在北京得到科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)、有序地推廣和應(yīng)用，需要建設(shè)水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)示范工程，為政府部門推廣應(yīng)用水源熱泵技術(shù)提供決策依據(jù)。目前，水資源和能源已成為制約北京市經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。面對嚴(yán)峻的水資源和能源形勢，北京市的水資源和能源利用效率仍然較低，北京市的經(jīng)濟(jì)增長和社會發(fā)展依然依賴于水資源和能源的大量消耗。資源浪費(fèi)的狀況并未從根本上得到改變。農(nóng)業(yè)用水、生活用水效率很低，浪費(fèi)嚴(yán)重，再生水回用率僅達(dá)到25%，能源利用率僅為36.5%。新能源和可再生能源的利用，是一個城市對綠色能源的重視程度和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平進(jìn)步的重要體現(xiàn)。北京市的能源資源也極為有限，能源供應(yīng)以外地調(diào)入為主。60%的電力供應(yīng)從華北電網(wǎng)調(diào)入;天然氣主要來自陜甘天然氣田和華北油田;原油全部由外地調(diào)入;原煤主要從山西調(diào)入。因此，新能源和可再生能源發(fā)展的空間很大。水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)每消耗1kW的電能可獲得4kW的能量，高效節(jié)能。本項目的實施符合能源政策的導(dǎo)向，順應(yīng)北京市能源發(fā)展戰(zhàn)略和地下水資源環(huán)境可持續(xù)開發(fā)利用的發(fā)展戰(zhàn)略，為清潔能源的推廣應(yīng)用提供了新的領(lǐng)域，起到了示范作用。二工程項目方案2.1場地的選擇門頭溝XX試驗基地位于永定河附近，占地面積18200平米，建筑面積6000平米左右。其地點(diǎn)位于北京市永定河沖洪積扇地區(qū)，地下水水質(zhì)較好。地層結(jié)構(gòu)為粗砂礫石和卵礫石，第四系地層厚度為50m左右，含水層厚度約為25m，地下水水位埋深在20m左右。2.2空調(diào)系統(tǒng)2.2.1工程概況門頭溝XX試驗基地位于門頭溝雙峪環(huán)島附近，原有辦公樓及試驗大廳建筑面積約5000m，主要包括宿舍、辦公室、試驗大廳等。冬季供熱、夏季供冷均由水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)，見圖1。根據(jù)各建筑物的功能和使用要求，空調(diào)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)見表1。2.2.2水源熱泵機(jī)組選型水源熱泵空調(diào)示范工程擬選用半封閉式單螺桿壓縮機(jī)水源熱泵機(jī)組2臺。單機(jī)機(jī)組設(shè)計工況：制冷時冷凍水溫度為7℃～12℃，供熱時熱水溫度為45℃～50℃，井水溫度為14～15℃。單機(jī)組制冷量可以滿足辦公樓的制冷需求。雙機(jī)組制熱量可以滿足辦公樓和試驗廳的制熱需求。2臺機(jī)組在使用上可實現(xiàn)互換使用。2.2.3地下水源系統(tǒng)水量估算原有辦公樓及泵房夏季取冷負(fù)荷指標(biāo)100w/m2，冬季取熱負(fù)荷指標(biāo)80w/m2，則冷負(fù)荷約為60kW，熱負(fù)荷約為48kW。新建建筑夏季取冷負(fù)荷指標(biāo)為250w/m2，冬季取熱負(fù)荷指標(biāo)100w/m2，則冷負(fù)荷約為1143kW，熱負(fù)荷約為524kW。則總冷負(fù)荷為1203kW，總熱負(fù)荷為572kw。估算得東水西調(diào)管理處需水量約為110m3/h。根據(jù)該項目地質(zhì)勘察報告的勘察結(jié)果確定該項目地下水系統(tǒng)抽灌井的數(shù)量及布設(shè)方案。2.2.4空調(diào)末端散熱(冷)系統(tǒng)對辦公樓等夏季有制冷要求、冬季有供暖要求的功能房間，末端采用風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)形式;對于試驗大廳工作間等僅冬季供暖而夏季無制冷要求的房間，末端采用散熱器形式。風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中，各房間調(diào)節(jié)靈活、獨(dú)立，房間溫度及開關(guān)可以單獨(dú)設(shè)定。但風(fēng)機(jī)盤管及送回風(fēng)方式應(yīng)與裝修配合：若為局部吊頂可采取新風(fēng)與風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)口合并側(cè)送側(cè)回方式;若為全部吊頂，新風(fēng)口可與風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)口分離，采取下送下回方式。由于本工程部分建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)為彩鋼卷紙復(fù)合板，故考慮采用落地式風(fēng)機(jī)盤管。同時，為了滿足經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的要求，在房間不使用的時候，可以關(guān)閉相應(yīng)房間的空調(diào)。對于夏季有制冷要求、冬季有供暖要求的高大檢修車間，可考慮采用吊頂式空調(diào)機(jī)組結(jié)合旋流風(fēng)口下送，以保證室內(nèi)效果及送風(fēng)均勻性。2.2.5空調(diào)水系統(tǒng)本方案水系統(tǒng)采用兩管制，盡可能采用同程式連接，局部管段為異程式連接。冷凍水和冷卻水管路上應(yīng)分別設(shè)置軟化水裝置和電子除垢儀，分別對水質(zhì)進(jìn)行處理。冷凍水系統(tǒng)采取自動定壓罐的方式定壓，定壓點(diǎn)設(shè)于冷凍水泵入口。每個示范工程室內(nèi)系統(tǒng)循環(huán)水泵采用低噪聲屏蔽循環(huán)泵。機(jī)房內(nèi)安置機(jī)組、抽水井泵和循環(huán)泵的配電、控制箱，為系統(tǒng)用電設(shè)備供電和實現(xiàn)自動控制。圖聯(lián)川2.3衫陰抽水井、辯回灌井的晃布設(shè)原則權(quán)和方案背水源傲熱泵片空調(diào)系統(tǒng)結(jié)夏季制冷此和冬季供錢暖運(yùn)行時瑞，必然會潑改變區(qū)域槐地下水流義場。根據(jù)峰現(xiàn)有的水奶文地質(zhì)勘圾察資料，汪東水西調(diào)沸管理處水份源鉆熱泵鏈空調(diào)系統(tǒng)畫運(yùn)行時地徒下水流場載的變化，神見寒圖配2盼和狀圖劇3待。從圖中騎可以看出失，地下水殃流場和等豈水位線發(fā)成生了明顯肉改變，地狠下水流場棍有如正負(fù)丘電極之間尚的電場，近等水位線碧呈花“辭錐勸”忘狀那和獵“鹽漏著斗祥”號狀。段地下響水溫度場礦會隨著地差下水流場帥的改變而云改變。確誦切地說，境隨著回灌奪水在含水未層中的緩浩慢流動，非回灌水的把溫度會逐荒步與地下祖水常溫趨五一致，也歷就是回灌芽水在地下侄含水層中籮會有一淘個柿“捕溫度影響恩半玩徑彎”擋，其大小峰受到回灌兵量、回灌證溫度與地女下常溫的仿差值大小拐、含水層畝的滲透性綱和熱傳導(dǎo)蒜率等因素這控制今。故如果不抽、灌井淺之間的距別離小跪于鑼“祖溫度影響肌半陰徑蝶”場，將發(fā)叼生定“僵熱突嘆破伸”雄現(xiàn)象，導(dǎo)毒致在夏季視制冷期，心抽水井處奮的溫度將休升醋高狹;劈而在冬季六供暖期，攤抽水井處紋的地下水我溫度降低女。最終會呈導(dǎo)致水源趙熱泵邊空調(diào)系統(tǒng)策的運(yùn)行效捷率降低。牛因此，合男理的抽、犯灌井間距轉(zhuǎn)是水源鹽熱泵露空調(diào)系統(tǒng)擺高效運(yùn)行普的重要因妥素，見男圖窩4取。周抽水留井、回灌網(wǎng)井的布設(shè)主原則是在宰充分了解淺當(dāng)?shù)厮恼傻刭|(zhì)條件探的基礎(chǔ)上除，結(jié)合以近下因素共炎同確定：輛①庸工程東的開誠采縮(摩回猜灌恩)賓水類量競;肥②扯地下水開邪采時溫度垃和回灌溫蔑度肌(間能量提取晌大憤小躬)呀，確定距晨離等參穩(wěn)數(shù)漢;袋③壯地下含水默層的滲透堪性和空隙只率，確定儲抽灌井?dāng)?shù)悶量等參規(guī)數(shù)友;郊④悠地下含水槽層厚度、穗地下靜動雞水位及地墻下水流場網(wǎng)，確定抽翠灌井?dāng)?shù)量勉及布置方屑位等參責(zé)數(shù)族;齡⑤凍應(yīng)盡量避疾免對地下創(chuàng)水的自然禾狀態(tài)產(chǎn)生逃影響，不游能產(chǎn)生相惡關(guān)的環(huán)境駝地質(zhì)問題冬。云紗三青抽地下水環(huán)伴境監(jiān)測體潛系魄筋估3.1變貝觀測井的傅設(shè)計密根據(jù)投場地的水湊文地質(zhì)條姜件對觀測遞井進(jìn)行設(shè)姐計。如果作場地的含添水層單一主，監(jiān)測井償?shù)倪^濾器露位置應(yīng)位惱于含水層撕內(nèi)。如果征水源腹熱泵宗空調(diào)系統(tǒng)時的抽灌井框貫穿多個享地下水含嘉水層，各板監(jiān)測孔的栗過濾器位挺置應(yīng)位于刺不同的含仁水層層位晃和相對隔愿水的黏土燙層層位。怕各觀測孔間自場地內(nèi)廢部向外圍柔布置，密帳度由密到謎疏?？辈靹窬牟荚O(shè)毛是為了準(zhǔn)賓確獲取地獅下含水層行的各類水致文地質(zhì)參氏數(shù)，單井埋最大出水孝量等數(shù)據(jù)冠，故其位潛置在抽、騙回灌井之探間的連接攪直線上，違分別距抽足、回灌仰井錄5m窮涼即可。置云廊3.2肥旬監(jiān)測項目倚各觀版測孔的監(jiān)豬測項目包藍(lán)括地下水美水位、水述溫和地下桂水水質(zhì)。羅地下水水壘質(zhì)包括生寬化指標(biāo)、聞大腸桿菌偽和細(xì)菌總滑數(shù)。各項志目的測試氧要與水源餅熱泵橫空調(diào)系統(tǒng)選運(yùn)行同步劑，尤其是剝在運(yùn)行初閉期，各含繼水層水質(zhì)柔的測試時甜間間隔要鵝相對密集掉，以反映吊水源呀熱泵谷運(yùn)行過程桐中地下水媽水質(zhì)的變成化。伴隨束著水源胳熱泵主的長期運(yùn)拿行，地下鵝水測試問嘆隔可根據(jù)塌水質(zhì)的變除化情況逐渣漸加大?；ɡ纤呐枋〗Y(jié)束語該已往襪的地下水找水源咬熱泵嫂系統(tǒng)的設(shè)喂計都是綢暖通