北京市昌平区北七家镇某培训基地地源热泵改造工程

发布网友 发布时间：2022-04-28 22:43

我来回答

共1个回答

热心网友 时间：2022-06-24 11:28

1.工程概况

某培训基地位于北京市昌平区北七家镇，现有总建筑面积约为3.6×10⁴m²，由办公楼、礼堂、游泳馆、宿舍楼、食堂、室内网球场、车库等建筑组成。原冬季供暖及生活热水由三台1400kW的燃气锅炉提供（燃料为液化气），夏季采用3台150冷吨（2用1备）的冷水机组提供夏季制冷，夏季的空调面积为18345m²。全年的燃气费用为200多万元。为了解决价格昂贵的燃气问题，项目业主决定将原来的锅炉燃气系统改为地源热泵供热及空调系统。

本项目采用垂直埋管式的地源热泵系统来提供所有建筑的冬季供暖和夏季制冷以及全年生活热水和游泳池用水的加热，考虑到培训基地以后的扩建，热泵系统按建筑面积4×10⁴m²设计。

2.系统设备选型

项目根据培训基地实际情况，综合考虑各负荷的特点，选择意大利克莱门特BH/ES-RHH3903型螺杆式地源热泵机组2台（其中1台为全热回收机组），BE/SRHH4004型螺杆式地源热泵机组1台。系统总制热量为3701kW，总制冷量为3197kW，其中BH/ES-RHH3903型热泵机组为高温热泵机组，主要考虑目前基地末端有部分暖气片系统，同时提供生活热水及游泳池加热。BE/SRHH4004型热泵机组为风机盘管系统提供冬季供暖。

表6-7　地源热泵系统主要设备明细表

3.机房系统全年运行方案

冬季：3台热泵机组以制热工况运行，可以满足培训基地冬季供热总负荷的需求。其中生活热水的加热由全热回收机组来提供，该机组制生活热水的同时也为建筑提供采暖，在生活热水和供暖同时运行的情况下，生活热水优先制取。

夏季：3台热泵机组以制冷工况运行，提供建筑制冷，可以满足培训基地建筑制冷总负荷需求。其中，全热回收机组在供冷的同时，通过吸收空调系统中的废热来制取生活热水。

春、秋过渡季节：该季节建筑不需要供暖和制冷，但需要加热生活热水和游泳池，由1台全热回收机组配以蓄水罐来提供生活热水。同时由于该机组为全热回收机组，具有双冷凝器，也可用来对游泳池进行加热。

4.室外换热孔设计

为确切了解换热孔区域的地质情况，2005年5月华清集团在培训基地操场内钻凿了换热勘探试验孔，对项目区内进行了地质勘查，并进行了土壤的热物性测试，并根据测井资料以及区域地质、水文条件情况，进行室外换热孔的设计。本项目钻凿室外换热孔348个，孔径均为150mm，单孔深度150m，每个孔下入4根Φ32换热管（双U管），孔间距为5m，管与管的间距为40mm，采用管卡固定，管卡间距为5m，采用正方形布置，所有换热孔布设于足球场下面，总占地面积约为8000m²。

换热孔之间的水平联结管采用直埋的方式，埋设深度为地面以下1.6m。管材为HDPE管，主管管径为Φ110。换热主管采用同程铺设的方式。每一组为15个孔左右。最终所有换热孔内的换热管都汇合成D315的主管（HDPE管），然后再经DN300（无缝钢管）室外主管与机房相连。

5.系统运行情况

1）运行效果

培训基地地源热泵设备改造工程于2005年11月15日正式投入运行，效果良好。2005年～2007年冬季各房间室内温度可达到20℃～24℃（末端为风机盘管），生活热水水温达48℃左右，空调系统供水达48℃。运行费用较以前采用液化气锅炉供暖大为降低。

夏季于2006年5月31日开始制冷，至9月10日结束，总计制冷103天。系统运行效果非常好。末端各房间室内温度为24℃～26℃；采用热回收可以得到免费生活热水，温度可达50℃左右，完全可以满足泳池加热及生活热水需求。

2）能源消耗

（1）2005～2006冬季供暖：

第一个供暖季运行电量统计有效时间为2005年11月10日至2006年3月16日（125天），只有东区7000m²正常供暖，其余房间为装修阶段，为低温供暖，本供暖季总计用电量为871940度（含生活热水）。

（2）2006夏季制冷：

第一个制冷季运行电量统计有效时间为2006年3月16日至2006年9月10日（125天），2006年5月31日至7月25日单独供应东区，制冷面积大约7000m²。7月25日后东、西两区并网同时使用，制冷面积约为3.6×10⁴m²，本制冷季总计用电量为575544度（含生活热水）。

（3）2006～2007冬季供暖：

第二个供暖季运行电量统计有效时间为2006年11月15日至2007年3月31日（135天）。本供暖季总计用电量为1510000度（含生活热水）。本季供暖面积约为3.6×10⁴m²。

（4）2007制冷季：

第二个制冷季运行电量统计有效时间为2007年5月1日至9月25日（147天），较上个制冷季多22天，由于基地的官兵与上个制冷季比较增加很多（具体数据不详），所以末端负荷和生活热水也相对地增加。本制冷季总计用电量为735190度（含生活热水）。

6.运行费用

2005～2006年供暖季

根据供电局的收费情况，地源热泵系统从11月10日至12月17日电费总和约26万元，其中，12月1日之前该部分费用还包括车库的用电量和凉水井泵的电量，大约该费用为1万元，地源热泵系统约为25万元。自12月18日后有实际电量统计，冬季全系统运行费用见表6-8：

表6-8　2005～2006年供暖季运行成本统计表

费用计算参考：运行费用计算有效时间为2005年11月10日至2006年3月16日（125天），电费按实际发生的0.61元/度，面积按实际的3.6×10⁴m²计算，费用中包含生活热水费用。

经测算，生活热水费用约为2000元/天，则采暖季单位面积生活热水运行费用：2000×125÷36000=7.0元/m²

因此，采暖季单位建筑面积系统采暖直接运行费用：24-7.0=17.0元/m²

2006～2007年供暖季

运行电费：1510000×0.61÷36000=25.59元/m²，全部为正常供暖，供暖时间135天，比国家规定的标准供暖时间多出15天。

扣除生活热水运行成本后，采暖季单位建筑面积系统采暖直接运行费用：

25.59-7.0=18.59元/m²

2006年制冷季

2006年5月31日至7月25日单独供应东区，制冷面积大约7000m²。7月25日后东、西两区并网同时使用，制冷面积约为3.6×10⁴m²。

电量统计、系统运行费用：

夏季运行总计用电量及费用：575544度×0.61元/度＝351081.84元

生活热水用电量：日耗电量估算492度（循环泵、补水泵用电）×103天＝50676度×0.61元/度＝30912.36元

制冷费用：351081.84元-30912.36元＝320168.64元

制冷季单位建筑面积系统制冷直接运行费用：

320168.64元/36000m²=8.89元/m²

费用计算参考：运行费用计算有效时间为2006年3月16日至2006年9月10日（125天），电费按实际发生的0.61元/度，面积按实际的3.6万m²计算，费用中包含生活热水费用。

经测算，生活热水夏季费用约为300.12元/天，则制冷季单位面积生活热水运行费用：300×103÷36000=0.858元/m²

2007年制冷季

第二个制冷季运行电量统计有效时间为2007年5月1日至9月25日（147天），较上个制冷季多22天，由于基地的官兵与上个制冷季比较增加很多（具体数据不详），所以末端负荷和生活热水也相对地增加。本制冷季总计用电量为735190度（含生活热水）。

夏季运行总计用电量及费用：735190度×0.61元/度＝448465.9元

生活热水用电量：日耗电量估算492度（循环泵、补水泵用电）×125×0.61元/度＝37515元

制冷费用：448465.9元-37515元＝410950.9元

制冷季单位建筑面积系统制冷直接运行费用：

410950.9元/36000m²=11.42元/m²