芬尼克兹地源热泵三联供系统介绍及应用

地源热泵三联供系统介绍及应用

广州市密西雷电子有限公司――刘万才

1、概述

地源热泵三联供机组是一种利用地能（包括地下水、土壤、地表水等）作为冷（热）源，对室内空间提供采暖、空调与生活热水等多种功能的空调热水设备。地源热泵三联供通过输入少量的高品位能源（如电能），系统以水为载体，夏季制冷季时从室内吸收热量通过载体将热量释放到地下土壤中储存起来，同时载体得到冷却，从而实现对室内进行降温、除湿，该系统每消耗1KW的电能，可以得到4-5KW的冷量，同时所得生活热水为完全免费获得。冬季采暖时系统从地下土壤中吸收热量通过载体将热量释放到室内，满足室内供热与采暖的需求。地源热泵三联供所利用的是地球所储藏的太阳能资源作为冷热源，是清洁的可再生能源，取之不尽、用之不竭。热泵系统进行能量的转换利用，节能环保。

3、工程应用

3.1．工程根况: 本工程为上海某会所楼的中央空调，属于舒适性空调。空调使用面积为1200m2.层数为3层，主要区域为办公室，会议室、健身中心等；本大楼需要24小时有热水供应。

3.2．系统配置

经计算本工程总设计冷负荷为264KW，热负荷为160KW，热水用量为5T/天。空调主机选用PHNIX（芬尼克兹）型号为PWSRW250S-HGLQX地源三联供机组（地下环路式）系列4台。该机组单机制冷量为65KW；制热量为50KW；额定产热水量680L/h。

室内空调末端采用卧式暗装风机盘管，合理配置室内机机型，及均匀布置送、回风位置，保证房间气流组织，做到装潢及使用效果的完美。空调供回水系统采用异程式，管材为镀锌钢管，冷凝水管材用PVC管排至地漏，为防止冷结产生，分别采用20mm厚和8mm厚橡塑材料管材保温。空调机组在震动及运行方面具备良好的性能，且机组在冷量控制方面实行全自动控制运行。

热水供应系统，热水系统配置1个不锈钢保温水箱（有效容积为5m3）。机组进水和出水管接水箱，管材采用PPR管外包橡塑保温，水箱中热水经机组加热（水温55℃），由热水供水泵送到各用水点。

3.3、地埋管换热器设计

本工程项目采用垂直地埋管地源热泵系统。根据现场勘测，采用钻井中埋设单U 型管的垂直埋管型式，根据所选择的建筑空调供冷系统设计地源热泵系统地埋管。

a 、地埋管换热器的排热负荷计算

以夏季地源热交换器负荷作为地埋管管长计算依据，可由下述公式计算：

其中1

Q '——夏季向土壤排放的热量，kW ； 1Q ——夏季空调设计总冷负荷，264kW ；

1COP ——设计工况下水源热泵机组的制冷系数 (本项目取4.5)。

由上式计算得1

Q '=322kW 。 b 、地埋管管长计算 q

Q L 11000'⨯= 其中L ——钻井总长，m

1Q '——夏季向土壤排放的热量，kW

q ——夏季单位井深换热量，W/m ，根据类似工程和理论计算本项目取为58W/m

由上式计算得钻井长度L=5552m （即有效钻井总长度）。钻井直径110mm ，考虑由于基岩钻井费用费用高，和埋管打井区域场地面积是否足够，故设计深度定为100m ，共需设钻井56个，钻井间距为4.5m ×4.5m 。地埋管采用高密度聚乙烯管，内径为26mm ，外径为32mm ，管内设计流速为0.6m/s 。

2、系统运行模式：

a ．地源热泵三联供系统制冷+热水运行：机组把室内空气中的热量吸收，实现室内制冷的目的。同是利用机组制冷时排放的全部热量加热生活热水，产热水完全免费。

b ．地源热泵三联供系统采暖供热+热水运行：机组优先制取热水，即在把土壤中的热量吸后，机组先加热热水，在热水满足要求后再释放到室内，实现采暖的效果。

c．地源热泵三联供系统制热水运行：机组把土壤中的热量吸收后，通过换热器加热日常所用的生活热水。

d．地源热泵三联供系统制冷运行：机组把室内空气中的热量吸收后，通过机组释放到地下土壤中，实现室内制冷的效果。

e．系统运行技术指标

地源能（土壤、地下水）温度：11～30℃

制冷温度：7～12℃

制热温度：40℃～45℃（采暖）、>55℃（热水）

制冷、制热效率：>4.2

3.4．经济分析：

初投资比较：机组初投资增加打井费用比传统冷水机组有所增加；但省去冷却水塔、锅炉和锅炉房以及无入网费（天燃气、城市热力网）；无储油安全费。

运行费用比较：夏季制冷时节约费用20%以上；同时夏季具有热回收，可免费提供卫生热水；冬季制热时，运转费用相当于燃气、燃油锅炉的50%左右；全年运行费用节约40%左右。