水源熱泵系統(tǒng)在北京的應用案例

水源熱泵系統(tǒng)在北京的應用案例一水源熱泵系統(tǒng)的應用順應北京市能源發(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，具體應用時應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)的應用對地下水影響之前，應采取謹慎的審批措施，嚴格的限制，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、合理、經(jīng)濟、有序地推廣和應用，需要建設水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)示范工程，為政府部門推廣應用水源熱泵技術(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)濟社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。面對嚴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，浪費嚴重，再生水回用率僅達到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)代科學技術(shù)水平進步的重要體現(xiàn)。北京市的能源資源也極為有限，能源供應以外地調(diào)入為主。60%的電力供應從華北電網(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向，順應北京市能源發(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用提供了新的領域，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，見圖1。根據(jù)各建筑物的功能和使用要求，空調(diào)室內(nèi)設計參數(shù)見表1。2.2.2水源熱泵機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水源熱泵機組2臺。單機機組設計工況：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℃。單機組制冷量可以滿足辦公樓的制冷需求。雙機組制熱量可以滿足辦公樓和試驗廳的制熱需求。2臺機組在使用上可實現(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荷指標100w/m2，冬季取熱負荷指標80w/m2，則冷負荷約為60kW，熱負荷約為48kW。新建建筑夏季取冷負荷指標為250w/m2，冬季取熱負荷指標100w/m2，則冷負荷約為1143kW，熱負荷約為524kW。則總冷負荷為1203kW，總熱負荷為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，末端采用風機盤管系統(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。風機盤管系統(tǒng)中，各房間調(diào)節(jié)靈活、獨立，房間溫度及開關可以單獨設定。但風機盤管及送回風方式應與裝修配合：若為局部吊頂可采取新風與風機盤管風口合并側(cè)送側(cè)回方式;若為全部吊頂，新風口可與風機盤管風口分離，采取下送下回方式。由于本工程部分建筑圍護結(jié)構(gòu)為彩鋼卷紙復合板，故考慮采用落地式風機盤管。同時，為了滿足經(jīng)濟、節(jié)能的要求，在房間不使用的時候，可以關閉相應房間的空調(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)機組結(jié)合旋流風口下送，以保證室內(nèi)效果及送風均勻性。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分別設置軟化水裝置和電子除垢儀，分別對水質(zhì)進行處理。冷凍水系統(tǒng)采取自動定壓罐的方式定壓，定壓點設于冷凍水泵入口。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。機房內(nèi)安置機組、抽水井泵和循環(huán)泵的配電、控制箱，為系統(tǒng)用電設備供電和實現(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。最終會呈導致水源趙熱泵邊空調(diào)系統(tǒng)策的運行效捷率降低。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)井的布設主原則是在宰充分了解淺當?shù)厮恼傻刭|(zhì)條件探的基礎上除，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，確定儲抽灌井數(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)，確定抽翠灌井數(shù)量勉及布置方屑位等參責數(shù)族;齡⑤凍應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變貝觀測井的傅設計密根據(jù)投場地的水湊文地質(zhì)條姜件對觀測遞井進行設姐計。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毛是為了準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、聞大腸桿菌偽和細菌總滑數(shù)。各項志目的測試氧要與水源餅熱泵橫空調(diào)系統(tǒng)選運行同步劑，尤其是剝在運行初閉期，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)的設喂計都是綢暖通