浅谈重庆市某水源热泵项目的实施情况
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【摘要】本文重点对重庆市某水源热泵项目的实施情况进行了分析。首先，简单介绍了水源热泵项目的工程概况；其次，着重分析水源热泵项目的技术方案和夏季能效测试情况；最后，分析探讨水源热泵项目夏季能效测试结果。
【关键词】水源热泵项目；技术方案；夏季能效测试
一、工程概况
本建设项目地处重庆市南岸区茶园新区K标准新区，紧邻渝黔高速公路。项目属于会所、度假类休闲产品建筑。该项目用地面积约10262.7平方米，总建筑面积为27961.8平方米。水源热泵空调示范面积为10000平方米左右。该项目距石榴湖约300米，石榴湖水域面积S=13780平方米，水深H=7米，库容V=5.5万立方米。
二、项目实施主要内容
本项目主要利用地表水水水体（石榴湖）作为示范区域空调系统的低位冷热源，对体育设施房A集中空调系统采用湖水源水源热泵系统；夏季供冷利用湖水作为空调系统的冷却水；冬季供热利用湖水作为空调系统的低位热源。
三、技术方案
（1）室内设计参数
表1 室内设计参数
（2）空调系统设计
初步估算夏季空调负荷为1934kw，冬季采暖负荷810 kw。
空调水系统分区设计，即一层、二层各分一个区域，采用平衡阀调节流量。
末端客房空调采用风机盘管＋新风系统，公共区采用全空气系统，设新风混合箱，调节阀调节。
制冷机房采用PLC智能控制系统，冷冻水泵、潜水泵采用变频控制。
（3）机组选型
水-水式热回收水源热泵机组选用2台型号为WCFXHP36G，单台制冷量1160kw，制热量为1096kw，余热回收141.5kw。
该项目湖水洪水期时含沙量和含泥量、漂浮物均超过了水源热泵机组的使用要求，结合业主前期已有设备，故在系统中配有旋流除沙器和浮动床式过滤器、板式换热器。
（4）取水设计
湖水设计进出机组水温夏季为28.5℃和33.5℃；冬季为10.5℃和6.5℃。水源热泵系统循环冷却水按5℃温差选取需水量为330m3/h，其最大设计取水流量为400m3/h，一方面为保证系统的运行可靠性，实现小温差（4℃）换热减轻湖体的散热负担，同时400m3/h的水流量也为满足本身的景观用水需要，即经泵抽取的湖水经机组换热使用后再作喷泉及其他设施使用。
石榴湖为人工湖，湖深7米，湖面平缓，适宜设置取水构筑物，采用集水井与取水泵房合建的取水方式。取水头采用箱式取水头部，设计取水能力为1000m3/h。取水管DN500，置于湖面以下5米处，设置DN300的湖水源水回水管道，湖水冷却回水被送至溪流释放热量。
湖水补充水源由距该建筑物约500米处的废弃煤窑渗出的地下水进行补充，经观测枯水季节冬天1月～3月水量Q=583 m3/d～Q=1336 m3/d,水温恒定在18℃～20℃。
（5）湖水源水水处理工艺
湖水经取水头部初滤后经输水管道进入集水池，经取水泵进入机房旋流除砂器、浮床式过滤器进行除砂和全程水处理器除藻处理。当处于非雨季及洪峰期时，水体水质情况较好时，为减少水量和电量的损耗，旋流除砂器及浮床式过滤器旁通湖水源水经旁路直接进入系统换热。
（6）系统运行说明
该系统采用水源热泵与地源热泵相结合的方式，其使用方式如下：
设计水源热泵中间换热器循环水流量为340 m3/h，地源热泵循环水流量68 m3/h，当机组卸载或加载时，变频循环水泵根据温度变化情况自动调节水泵运行参数。
水源中间换热器与地源系统并联连接，采用平衡调节阀调节流量。
源水水泵采用变频控制，根据系统水温变化情况自动调节变频运行参数。
冷冻水系统采用分、集水器进行分区控制，分、集水器之间设有压差控制的旁通阀，压差传感器信号接入机组控制系统。
夏季制冷高峰时2台水-水式热泵机组同时使用，负荷较低时可用一台机组使用，根据设定温度冷冻变频水泵与机组逐级调节以达到最佳工况。冷冻水温度7/12℃，制冷时提供10%余热回收供生活热水。水温不能满足要求时，燃气锅炉机组自行启动，生活热水温度为55/50℃。
在过渡季节时空调系统可停止使用，室内采用新风补给的方式进行空气调节，生活热水全部由燃气锅炉供给。
冬季采暖由一台水-水式水源热泵机组提供采暖热水，热水温度45/40℃，水温不能满足要求时燃气锅炉自行启动。
四、项目夏季能效测试情况
2010年8月28日至29日项目建设方组织有关能效测试机构对该项目进行夏季能效测试，以28日14：30至16：30期间热泵系统测试数据为分析对象，重点分析室内外气象数据、热泵机组能效比和系统能效比，详见以下分析内容。
（1）室外温湿度的测试及分析
采用温湿度自动记录仪记录室外的温湿度，在室外放置1个温湿度记录仪，每隔600秒记录一组数据，室外温度：最高40.6℃，最低28.5℃，平均33.9℃；室外湿度：最高64%，最低27%，平均：42%，符合夏季典型工况。
（2）室内温湿度的测试及分析
采用温湿度自动记录仪记录室内温湿度，选择大厅作为测试点，每600秒记录一组数据，共布置2个温湿度记录仪，室内温度：最高27℃，最低24.7℃，平均25.8℃；室外湿度：最高69%，最低59%，平均：63%，室内温湿度波动较小。
（3）水源热泵系统测试数据及分析
项目系统测试数据如表2所示，由表可知，该系统运行较稳定，机组和系统的能效比总体较高。其中，机组稳定运行2小时,冷冻水进出水温差大约为4.5℃，基本达到5度设计温差要求；冷冻水流量较稳定，平均为183m³/h；制冷量平均约为957KW。机组和水泵输入功率稳定，热泵机组输入总功率约为193.5KW，能效比平均为4.95，系统综合能效比平均为4.12。
表2热泵系统测试数据
五.小结
1、由于水源热泵系统选用高效低阻的取水-水处理设备，设备阻力仅为1m，从而使得取水泵能耗较低。
2、本次水源热泵系统能效测试时间较短，测试仪器、仪表精度不高，不能充分说明系统存在优点和缺点，下一步将继续进行长期性能测试，积累更多运行数据，以便开展更深入的分析。
主要参考文献
可再生能源建筑应用示范工程测评导则
《住宅采暖、空调方式的探索》李先瑞、郎四维（1999）
《地表水水源热泵综合节能技术的应用》白雪莲、张南桥 （2009）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
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