熱源塔熱泵在浙江區(qū)域的應用

王銀

摘要：熱源塔熱泵系統(tǒng)有其應用的氣候條件，適用于冬季潮濕陰冷，夏季高溫濕熱的地區(qū)。根據(jù)目前熱源塔熱泵系統(tǒng)應用效果，冬季供熱是決定系統(tǒng)設計和運行成敗的關鍵因素，本文結(jié)合浙江區(qū)域現(xiàn)有項目實際運行工況，論證熱源塔熱泵系統(tǒng)在當?shù)貙嶋H使用的節(jié)能空間。

關鍵詞：熱源塔熱泵;?節(jié)能改造

引言

熱源塔熱泵是以室外空氣為冷熱源，由熱源塔熱交換系統(tǒng)、熱源塔熱泵機組、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的可為建筑物提供供冷、供熱和加熱生活熱水的系統(tǒng)。近年來在夏熱冬冷的長江流域及以南地區(qū)得到了日益廣泛的應用，并被列入《既有建筑節(jié)能改造技術推廣目錄》。本文選取浙江杭州某項目為藍本評估熱源塔方案優(yōu)劣，并測算其節(jié)能空間。

一.項目概述

本項目為綜合性寫字樓，于2002年投用，主體建筑為地下2層，地上22層，地上總建筑面積約27500㎡。項目中央空調(diào)采用水系統(tǒng)，冷熱源站設置于地下機房，采用空調(diào)設備由人工運維管理。目前該項目冷熱源站冷水機組、水泵等，從2002年投用，使用時間已長達18年，且未設置配套水處理設備，設備效率衰減嚴重，設備運行能耗高，亟需節(jié)能改造。

項目中央空調(diào)系統(tǒng)主要耗能設備臺賬如下：

三、改造方案

基于本項目空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)狀以及供冷供暖需求特點分析，本項目節(jié)能改造重點方向為針對夏季制冷螺桿式冷水機組和冬季制熱燃油鍋爐以及配套舊水泵的更換，擬采取的節(jié)能改造技術為熱源塔熱泵技術，從而降低夏季制冷、冬季供熱的能源費用，并提高夏季制冷、冬季供熱的質(zhì)量。

項目節(jié)能改造的具體方案為：

1）替換掉機房1臺舊螺桿式冷水機組，新增1臺熱源塔熱泵機組，同時配置溶液再生裝置、熱源塔、溶液泵等配套設備。采用新的熱源塔熱泵機組進行夏季制冷、冬季制熱，原1臺螺桿式冷水機組、2臺燃油鍋爐作為備用。

2）熱源塔安裝位置放置在屋頂舊冷卻塔旁;溶液再生裝置、溶液泵、熱源塔熱泵機組安裝在機房螺桿式冷水機組旁;熱源塔熱泵機組的供冷管道與原螺桿式冷水機組的相對應的管道對接;熱源塔熱泵機組的供熱管道與板式換熱器相對應的管道對接;熱源塔熱泵機組加裝配套閥門。

3）替換掉機房1臺空調(diào)冷卻泵、1臺空調(diào)冷媒泵，新增1臺高效空調(diào)冷卻泵、1臺高效空調(diào)冷媒泵，水泵進出口與對應的管道對接。

原機組與熱源塔熱泵機組主要參數(shù)對比

四、系統(tǒng)節(jié)能評估

1、改造前系統(tǒng)用能評估

1）主機能耗統(tǒng)計

夏季冷源螺桿式冷水主機：螺桿式冷水主機2臺，正常開啟1臺，高峰開啟2臺（1臺滿負荷、1臺30%負荷）

冬季熱源燃油鍋爐：柴油鍋爐2臺，額定制熱量896Kw，正常開啟1臺，高峰開啟2臺（1臺滿負荷、1臺30%負荷），按消耗柴油1噸/10小時/臺，柴油價格約7000元/噸，冬季供暖按119天，9小時/天計算;則冬季供暖消耗柴油費用約為69.05萬元。綜上，本項目夏季制冷和冬季制熱年總能源費用為91.72萬元。

2）輔機（水泵+冷卻塔）能耗統(tǒng)計

依據(jù)空調(diào)系統(tǒng)運行策略，估算輔機年用電量及運行費用如下：

根據(jù)上述測算，本項目改造前系統(tǒng)年總運行費用約為105.01萬元。

2、改造后系統(tǒng)用能評估

1）主機能耗統(tǒng)計

空調(diào)機房現(xiàn)有舊螺桿式冷水機組，取保守取效率衰減25%。依據(jù)空調(diào)系統(tǒng)運行策略，估算改造前空調(diào)系統(tǒng)的冷熱負荷，并在保證冷熱負荷的前提下，測算改造后主機的運行能耗如下：

由上計算可知，改造后空調(diào)系統(tǒng)主機年用電量約48.92萬kwh，年運行費用約為31.80萬元。

2）輔機（水泵+熱源塔）能耗統(tǒng)計

通過增設空調(diào)系統(tǒng)各關鍵點數(shù)據(jù)的采集，在保持系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，水泵采用變流量控制，對水泵用電量及運行費用計算如下：

綜上可知，改造后空調(diào)系統(tǒng)年總運行費用約為40.53萬元。

五、結(jié)論

通過上述方案評估，通過采取高效節(jié)能的熱源塔熱泵機組，年運行節(jié)能可達64.48萬元，項目經(jīng)濟效益顯著，項目投資靜態(tài)回收期約4.7年，充分說明了在浙江等冬季潮濕陰冷，夏季高溫濕熱的地區(qū)，熱源塔熱泵技術具有良好的經(jīng)濟效益，可作為建筑節(jié)能改造技術重點推廣。

參考文獻：

[1] 李念平， 張鼎， 成劍林， 賀志明， 陳琦. 熱源塔熱泵空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟性分析[J]. 深圳大學學報（ 理工版），2015，（04）：404–410.

[2] 徐政宇. 夏熱冬冷地區(qū)開式熱源塔熱泵技術的供暖性能研究[D]. 重慶大學，2014

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