水源熱泵技術在沈陽千緣金谷項目上的應用

【摘 要】本文介紹千緣金谷的項目的水源熱泵設計方案，闡述水源熱泵在節能綠色建筑的意義，說明水源熱泵系統在沈陽地區發展前景

【關鍵詞】水源熱泵；節能；環保；自動控制

我國冬冷夏熱地區的建筑制冷與采暖已成為目前新的技術熱點，而城市內的環保、節能型建筑及設備的應用更得到用戶及政府各部門的提倡和鼓勵，沈陽地區供暖多使用燃煤鍋爐，近幾年，為改善大氣質量沈陽市內不許再建燃煤鍋爐房，并推崇綠色建筑，因此熱泵技術在本地區得到了廣泛的應用。

水源熱泵工作原理是根據熱力學第二定律，熱可以自發的由高溫物體傳向低溫物體，而由低溫物體傳向高溫物體則必須做功。熱泵系統實現了把能量由低溫物體向高溫物體的傳遞，它是以花費一部分電能為代價，從自然環境中獲取能量，并連同所消耗的電能一起向用戶供熱，熱泵的供熱量大于所消耗的電能，是綜合利用能源的一種很有價值的措施。熱泵機組是由壓縮機蒸發器，冷凝器，膨脹閥等主要部件組成。水源熱泵的性能特點是利用地下水作為空調機組的冷熱源。

工程概況：千緣金谷項目總建筑面積260000m2，地上辦公建筑45棟.最高建筑地上11層，園區地下一層，建筑最高48m，機房設于地下室內。各建筑均為風機盤管空調系統，本建筑基于綠色、環保、節能為主要設計理念，采用水源熱泵為冷熱源。

沈陽室外的氣象參數：冬季采暖室外計算溫度-16.9℃；冬季通風計算溫度-11℃；冬季室外最多風向平均風速3.6m/s.冬季室外平均風速2.6m/s；夏季空調干球溫度：31.4℃；空調濕球溫度：25.4℃；通風溫度：27℃。

本園區內建筑設計均為高檔獨棟辦公建筑，數量多，所以冷熱負荷需求變化很大，水溫要求總求冬季需熱水45～50℃，夏天園區需冷水7～12℃。根據地質勘查地下70～110米有豐富地下水資源且水溫冬夏均衡定于12℃，滿足水源熱泵技術的前提條件，由于園區占地面積大。為節省外管網室外連接水井的水管道、減少能量消耗，機房設于園區大地下室的中心部位，并設機房兩處，1#機房面積500m2，2#機房450 m2 ，夏天需冷水園區需7～12℃。冬季需熱水50～55℃。經計算本園區機房夏天需提供冷量28770KW，需提供熱量25101KW.

本設計根據負荷條件設置熱泵機房兩處分別為1#機房及2#機房。

由于冬季要求水溫達55℃，離心熱泵機組供熱水溫40～45℃時效率最高，而螺桿機組水溫在45～50℃效率最高，相比兩種機組提供55℃水溫時，螺桿機組的可行性優于離心機組，所以本項目選用螺桿熱泵機組，其中1#熱泵機房設水源熱泵機組WPS-450.2A型9臺（ 單臺參數：夏天提供7～12℃，制冷量1739.41KW，蒸發器水流量80.3L/s，水溫7～12℃，壓降91.3KPa，冷凝器42.5L/ s，水溫12℃～23℃，壓降24.7KPa，電功率217.3KW；冬天提供50～45℃，制熱量1706.4KW，蒸發器水流量64.2L/s，水溫12～7℃，壓降57.8KPa，冷凝器81.6L/ s，水溫50℃～45℃，壓降66.5KPa， 電功率364.1KW）1#機房夏天總制冷量15654.6KW，冬天總制冷量15354KW，設變頻循環水泵350/400A-200/4四臺（三用一備，單臺流量1030m3/h，壓力440KPa，電功率200KW），1#機房內設置兩臺板式換熱器BR2.0（單臺換熱面積1000 m2，k=4500W/m2），與水源熱泵機組并聯，夏過渡季節可不使用水源熱泵機組，只依靠地下水提供12～15℃水經板換換熱提供14～17℃水經循環泵供給園區建筑供冷，降低供冷成本，滿足夏過渡季節的冷負荷需求。2#熱泵機房設水源熱泵機組WPS-450.2A型8臺（單臺參數：夏天提供7～12℃，制冷量1739.4KW，蒸發器水流量80.3L/s，水溫7～12℃，壓降91.3Kpa，冷凝器42.5L/ s，水溫12℃～23℃，壓降24.7KPa，電功率217.3KW；冬天夏天提供50～45℃，制熱量1706.4KW，蒸發器水流量64.2L/s，水溫12～7℃，壓降57.8Kpa，冷凝器81.6L/ s，水溫50℃～45℃，壓降66.5KPa， 電功率364.1KW），2#機房夏天總制冷量13915.2 KW，冬天總制冷量13647.6 KW。2#機房內設置兩臺板式換熱器BR2.0（單臺換熱面積900 m2，k=4500W/ m2），滿足夏過渡季節的冷負荷需求。