热回收型水源热泵在大科学装置项目中的应用
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本项目可回收的热源为供工艺冷却水的冷水机组冷凝热 和低温制冷系统供回水温度为32 °C/40 °C的冷却水，两种 系统均为全年运行，因此可釆用冷凝热回收型或单供热型水 源热泵。
冷凝热回收型水源热泵以供冷为主，按回收热量的不同 可分为部分热回收型和全热回收型“；热泵机组可同时供冷 供热，系统的能效比按供冷量与热回收量之和进行计算，其 能效比较高、节能效益好；由于机组主要功能为供冷，其制 冷循环系统和控制系统均以满足供冷需求为原则，热回收侧 的回收温度和回收热量随供冷工况的变化而变化，难以直接 满足供热负荷变化的需求，因而大多须采用蓄热方式，适用 于对舒适性要求不高空调场所或供应生活热水。
根据工艺要求，1号工作井超导直线加速器隧道全年温 度为25~ （30土2） °C,相对湿度为30%〜70%,为降低 隧道内的辐射物质活度浓度和防止辐射对室内外环境的影 响，须釆用全新风直流送风的空调方式。由于隧道断面较 小，风管难以布置，因此只能采用始端送风、末端排风。为 保证整个隧道的温湿度，送风端参数定为温度23 °C、相对 湿度60%,排风端参数为温度30 °C、相对湿度65%o在夏 季及需要除湿的过渡季节，室外新风"1经过空调箱降温除 湿达到露点L后需再加热到送风点/V10因此，在夏季及需 要除湿的过渡季节，供冷量随室外气温变化而变化，但其再 热量是稳定的，为230 kWo冬季低温低湿的室外新风“2需
单供热型水源热泵则只供热，无供冷功能。机组按供热 工况设计制造，控制系统亦以满足供热需求为原则，当热源 的温度范围和流量稳定时，机组可根据供热需求进行节能、 稳定运行，并可随供热负荷变化而变化，适用于对供热要求 稳定的场所。
根据以上分析可知，本项目1号井空调供冷量随室外气 温变化而变化，但再热量需求比较稳定，再热热水温度亦要 求稳定，适合采用单供热型水源热泵。
根据热泵机组供冷供热的功能不同，热回收型水源热泵 可分为季节供冷供热型、冷凝热回收型和单供热型等3种类 型。季节供冷供热型的热源为低温热源，夏季利用低温热源 代替冷却塔进行供冷，冬季则从低温热源中吸热转换为高温 热水，典型方式为污水源热泵。冷凝热回收型以冷水机组制 冷时的冷凝热为热源，经过换热器获得热水供空调或生活热 水。单供热型以冷却系统散热、生活污水等低温或高温废热 水位热源，仅制取热水供空调或生活热水。3种类型各有优 缺点，适用不同的场合。在选择热泵机组类型时需要考虑热 源的温度范围、可回收热量以及热需求侧运行需求，并根据 以上因素确定机组容量和运行控制策略。
绿色建筑075
2019年第4期
® 色综述 Green Technologies Summary
加热到点。2,再加湿到送风点Ni，设计日的加热量为1380 kW,加热量随室外气温变化而变化。直线加速器隧道全年 24 h运行，为了将室外新风。隧道全新风送风焙湿图见图lo
低温制冷系统与直线加速器同步运行，运行时间基本 一致，低温制冷系统的冷却塔运行时间与直线加速器空调 运行时间亦一致。因此，具备条件采用水源热泵机组回收 低温制冷系统的冷却散热量，代替锅炉供热作为直线加速 器隧道新风空调箱再热或加热热源，以节约大量的供热能 源和运行费用。
3水源热泵系统应用
3.1水源热泵形式
2项目基本情况
某大科学装置位于上海市张江科学城范围内，包括1条 能量8 GeV的超导直线加速器，3条波荡器线' 3条光学束 线，以及首批超过10个实验站。大科学装置的主体位于长 度约3.2 km的地下隧道内，分为直线加速器隧道、波荡器
隧道、光束线隧道。地上设有5个工作井基地，每个基地相 应设置1个地下工作竖井，实现元件安装、管道传输、束流 分配、束流收集和科学实验等功能，基地地上设有设备安装 大厅、低温制冷工厂、能源中心和辅助设施等建筑。
Green Technologies Summary^色综述
热回收型水源热泵在大科学装置项目中的应用
Application of Heat Recovery Water Source Heat Pump in Large-scale Scientific Device Project
姚军（上海建筑设计研究院有限公司，上海200041）
摘要：研究热回收型水源热泵的实际应用。简述某大科学装置项目低温制;令冷却系统、空调;令热源系统和空气处理系统的情况，提出回收低
温制;令冷却系统排热的水源热泵方案，比较季节供;令供热型、冷凝热回收型和单供热型这3种热泵机组蒸发器水管连接方式的优缺点，并明 确符合冷却系统工艺要求的接管方式。通过计算分析证明，选用的热回收型水源热泵系统具有较好的经济性与节能减排效果。这些可给热回
图1隧道全新风送风焙湿图
为支持超导直线加速器的正常运行，须配置1套超流氮 低温系统，制取温度为2 K (-271 °C)的超流液氮，以满 足超导设备的冷却要求。低温系统的主要设备为低温制冷机 组，机组运行时需通过冷却塔将大量的热量散发至大气中。 1号井低温制冷工厂配置有2套制冷量为4 kW @ 2 K的超 流氮低温制冷系统，冷却水流量为480 m3/h,散热量4 465 kW,夏季冷却水供回水温度为32 °C/40°Co
1号工作井基地能源中心采用电制冷冷水机组+燃气 真空热水锅炉为地下工作井、直线加速器隧道提供空调冷 热循环水，另外设置1套闭式冷却塔+电制冷冷水机组为 科学装置工艺冷却系统提供冷源。根据空调冷热负荷，配 置2台2 370 kW制冷量的离心式冷水机组，制取供回水温 度为6 °C/12 °C的空调冷水，机组为1用1备，冷水循环 系统与工艺冷却水制冷系统连通，以互为备用；配置2台 制热量为1 050 kW的真空热水锅炉，制取供回水温度为 50 °C /60 °C的空调热水。
收型水源热泵在类似项目的应用提供参考。
关犍词：热回收水源热泵；冷却水；低温制冷；经济性分析
中图分类号：TU201.5
文献标识码：A
文章编号：1674-814X（2019）04-075-04
1研究背景
热回收型水源热泵以水作为冷热源侧传热介质，利用 废热或建筑内部热源等低品位热源制备高温的热水为空调供 热，具有经济高效、节能、环境效益显著等特点，因而作为 一种空调热回收技术得到广泛应用。
冷凝热回收型水源热泵以供冷为主，按回收热量的不同 可分为部分热回收型和全热回收型“；热泵机组可同时供冷 供热，系统的能效比按供冷量与热回收量之和进行计算，其 能效比较高、节能效益好；由于机组主要功能为供冷，其制 冷循环系统和控制系统均以满足供冷需求为原则，热回收侧 的回收温度和回收热量随供冷工况的变化而变化，难以直接 满足供热负荷变化的需求，因而大多须采用蓄热方式，适用 于对舒适性要求不高空调场所或供应生活热水。
根据工艺要求，1号工作井超导直线加速器隧道全年温 度为25~ （30土2） °C,相对湿度为30%〜70%,为降低 隧道内的辐射物质活度浓度和防止辐射对室内外环境的影 响，须釆用全新风直流送风的空调方式。由于隧道断面较 小，风管难以布置，因此只能采用始端送风、末端排风。为 保证整个隧道的温湿度，送风端参数定为温度23 °C、相对 湿度60%,排风端参数为温度30 °C、相对湿度65%o在夏 季及需要除湿的过渡季节，室外新风"1经过空调箱降温除 湿达到露点L后需再加热到送风点/V10因此，在夏季及需 要除湿的过渡季节，供冷量随室外气温变化而变化，但其再 热量是稳定的，为230 kWo冬季低温低湿的室外新风“2需
单供热型水源热泵则只供热，无供冷功能。机组按供热 工况设计制造，控制系统亦以满足供热需求为原则，当热源 的温度范围和流量稳定时，机组可根据供热需求进行节能、 稳定运行，并可随供热负荷变化而变化，适用于对供热要求 稳定的场所。
根据以上分析可知，本项目1号井空调供冷量随室外气 温变化而变化，但再热量需求比较稳定，再热热水温度亦要 求稳定，适合采用单供热型水源热泵。
根据热泵机组供冷供热的功能不同，热回收型水源热泵 可分为季节供冷供热型、冷凝热回收型和单供热型等3种类 型。季节供冷供热型的热源为低温热源，夏季利用低温热源 代替冷却塔进行供冷，冬季则从低温热源中吸热转换为高温 热水，典型方式为污水源热泵。冷凝热回收型以冷水机组制 冷时的冷凝热为热源，经过换热器获得热水供空调或生活热 水。单供热型以冷却系统散热、生活污水等低温或高温废热 水位热源，仅制取热水供空调或生活热水。3种类型各有优 缺点，适用不同的场合。在选择热泵机组类型时需要考虑热 源的温度范围、可回收热量以及热需求侧运行需求，并根据 以上因素确定机组容量和运行控制策略。
绿色建筑075
2019年第4期
® 色综述 Green Technologies Summary
加热到点。2,再加湿到送风点Ni，设计日的加热量为1380 kW,加热量随室外气温变化而变化。直线加速器隧道全年 24 h运行，为了将室外新风。隧道全新风送风焙湿图见图lo
低温制冷系统与直线加速器同步运行，运行时间基本 一致，低温制冷系统的冷却塔运行时间与直线加速器空调 运行时间亦一致。因此，具备条件采用水源热泵机组回收 低温制冷系统的冷却散热量，代替锅炉供热作为直线加速 器隧道新风空调箱再热或加热热源，以节约大量的供热能 源和运行费用。
3水源热泵系统应用
3.1水源热泵形式
2项目基本情况
某大科学装置位于上海市张江科学城范围内，包括1条 能量8 GeV的超导直线加速器，3条波荡器线' 3条光学束 线，以及首批超过10个实验站。大科学装置的主体位于长 度约3.2 km的地下隧道内，分为直线加速器隧道、波荡器
隧道、光束线隧道。地上设有5个工作井基地，每个基地相 应设置1个地下工作竖井，实现元件安装、管道传输、束流 分配、束流收集和科学实验等功能，基地地上设有设备安装 大厅、低温制冷工厂、能源中心和辅助设施等建筑。
Green Technologies Summary^色综述
热回收型水源热泵在大科学装置项目中的应用
Application of Heat Recovery Water Source Heat Pump in Large-scale Scientific Device Project
姚军（上海建筑设计研究院有限公司，上海200041）
摘要：研究热回收型水源热泵的实际应用。简述某大科学装置项目低温制;令冷却系统、空调;令热源系统和空气处理系统的情况，提出回收低
温制;令冷却系统排热的水源热泵方案，比较季节供;令供热型、冷凝热回收型和单供热型这3种热泵机组蒸发器水管连接方式的优缺点，并明 确符合冷却系统工艺要求的接管方式。通过计算分析证明，选用的热回收型水源热泵系统具有较好的经济性与节能减排效果。这些可给热回
图1隧道全新风送风焙湿图
为支持超导直线加速器的正常运行，须配置1套超流氮 低温系统，制取温度为2 K (-271 °C)的超流液氮，以满 足超导设备的冷却要求。低温系统的主要设备为低温制冷机 组，机组运行时需通过冷却塔将大量的热量散发至大气中。 1号井低温制冷工厂配置有2套制冷量为4 kW @ 2 K的超 流氮低温制冷系统，冷却水流量为480 m3/h,散热量4 465 kW,夏季冷却水供回水温度为32 °C/40°Co
1号工作井基地能源中心采用电制冷冷水机组+燃气 真空热水锅炉为地下工作井、直线加速器隧道提供空调冷 热循环水，另外设置1套闭式冷却塔+电制冷冷水机组为 科学装置工艺冷却系统提供冷源。根据空调冷热负荷，配 置2台2 370 kW制冷量的离心式冷水机组，制取供回水温 度为6 °C/12 °C的空调冷水，机组为1用1备，冷水循环 系统与工艺冷却水制冷系统连通，以互为备用；配置2台 制热量为1 050 kW的真空热水锅炉，制取供回水温度为 50 °C /60 °C的空调热水。
收型水源热泵在类似项目的应用提供参考。
关犍词：热回收水源热泵；冷却水；低温制冷；经济性分析
中图分类号：TU201.5
文献标识码：A
文章编号：1674-814X（2019）04-075-04
1研究背景
热回收型水源热泵以水作为冷热源侧传热介质，利用 废热或建筑内部热源等低品位热源制备高温的热水为空调供 热，具有经济高效、节能、环境效益显著等特点，因而作为 一种空调热回收技术得到广泛应用。