水源热泵深井水循环系统的分析与研究

水源热泵深井水循环系统的分析与研究

管道与通风空调安装技术

水源热泵深井水循环系统的分析与研究

倪　真,贾学斌

(北京中铁建设有限公司,北京100040)

摘　要:文章以中美节约能源和保护环境合作示范项目———水源热泵深井水循环系统作为研究对象,分析深井水温度和回灌水量对水源热泵机组换热能力的影响,讨论水源热泵系统两种

回灌技术。

关键词:深井水循环系统;水源热泵;COP值;真空回灌;压力回灌

中图分类号:TU832.13:TU833.3　　　文献标识码:A　　　文章编号:1002-3607(2003)05-0016-03

0　诸论

随着我国经济持续稳定的发展,空调成为住宅建筑必不可少的组成部分。根据我国可持续发展战略,保护环境和节约能源日益重要。探讨适合我国高密度住宅建筑的新型空调方式,成为当前空调发展的热点。2000年作为中美节约能源和保护环境合作示范项目,水源热泵系统在北京嘉和丽园工程进行试验和应用。

井水通过板式换热器与水源热泵环路进行热交换。夏季出水温度为14℃,换热后水温升至22℃再进行回灌。冬季出水按14℃设计换热后水温降至8℃再进行回灌。若冬季出水温度低于14℃,则投入备用锅炉加热至14℃,再进行换热。深井水抽取回灌温差:夏季8℃,冬季6℃,每口井均设一台深井泵,可抽取,可回灌。根据用户端用热情况变频运行,以节约电能及减少深井水抽取量,延长深井使用寿命。

(4)各个水源热泵机组相互并联,组成封闭的双管回路系统。水环路以循环泵为动力24h运行。系统定压方式均采用变频泵补水定压。

(5)本系统采用低温型的地热水源热泵机组。水环路温度为:夏季18～32℃,冬季12～6℃,水系统采用双管异程系统,并以16层为界竖向分为高、低区。高、低区水流量均为327m3/h。

(6)住宅视面积的大小和建筑平面,设1～2台热泵机组,落地或吊顶安装。

1　项目概述

项目占地14175m2,总建筑面积87948m2,为三座塔式建筑,地上最高32层,地下3层。建筑首层以上采用水源热泵系统,地下室采用热风暖气系统。冷负荷64W/m2,热负荷51.8W/m2,空调面积约为70000m2。其基本情况如下:

(1)公寓住宅采用户式水源热泵机组,全空气系统,无组织进新风。

(2)外部冷热源采用深井抽取回灌技术。在建筑物周围共打有4口深约为170m的深井,井与井之间距离约为120m。每口井出水量约200t/h,井管管径为<500mm。4口深井可开采水层累计深度约为35～40m,地下水位埋深约24m。根据该处的水文地质资料,井水出水温度恒定在12℃～14℃之间。

(3)4口井作为空调系统的冷源和热源,其中2口抽取,2口回灌以保证建筑物周围的地下水系统的均衡。为保证回灌效果,采用加压回灌方式。深

2　深井水循环系统介绍与分析

2.1　工作原理及工艺流程

本工程是利用深井水作为能量来源,抽取地下的深井水通过换热器进行热量交换,热交换后的深井水回灌地下,这套系统称为深井水循环系统,这个过程称为一次水热交换。二次水通过热交换器吸收深井水的能量,然后将能量释放给末端装置热泵机组,这个过程称为二次水热交换。最后热泵机组将