248湖南省审计厅水源热泵中央空调工程

湖南省审计厅水源热泵中央空调工程

华银建筑设计有限公司李叙华

摘要：以介绍了湖南省审计厅深井水水源热泵中央空调系统的设计特点和能耗分析，提出了针对井水水源热泵中央空调系统如何充分利用和调节井水量的一些方法。

关键词：深井水水源热泵中央空调系统

1.工程概况

本工程为湖南省审计厅办公和宿舍大院，由1栋办公大楼和4栋11层小高层宿舍组成，总建筑面积73512m2 ,其中办公楼25275m2 ,宿舍50000 m2 、300户，其他公共建筑面积1237m2。

2.系统方式及技术经济指标

3.深井水水源热泵机房系统

本工程设计有中央空调机房，机房位于办公楼地下室。针对审计厅项目的具体情况，选用了符合建设方要求利用深井水的一机多用的水源热泵主机方案，水源热泵主机选用水/水螺杆热泵机组和水/水活塞热泵机组，利用井水制冷、制热、供空调用冷冻水、温水和供卫生热水。其中夏季水源热泵制冷运行时，采用一台水/水活塞热泵机组卫生热水工况运行，全热回收提供卫生热水，不占用井水量。该水源热泵主机配置方案既根据本工程日逐时冷负荷的变化及机组对井水流量的要求和井水供应状况等情况考虑了多台机组大小搭配，以便可以进行充分的台数调节，因而节能和节约井水量；又综合了水源热泵主机要满足一机多用供冷冻水、温水和卫生热水的使用要求，部分机组可根据不同情况时的使用要求转换其使用功能，以确保系统的可靠性。

4.工艺要求和设计参数

本工程为民用建筑舒适性中央空调系统，无特殊的工艺要求。

设计参数如下：

1)室外设计参数

冬季空调：-3℃，夏季空调：35.8℃，夏季空调室外计算湿球：27.7℃，冬季空调室外计算相对湿度：81%

2)室内设计参数

冬季为：18~22℃，夏季为：24~28℃。

5)设计负荷，装机容量及机型配量

5.设计特点

本工程根据具备地下深井水的地质，设计了深井水源热泵中央空调系统，并在设计中根据深井水取水量和井水温等工程具体情况采取了多项特点设计，具体设计特点如下：

1)大温差深井水水源热泵系统

本设计考虑深井水夏季温度较低（25℃），冬季温度较高（24℃），为尽大限度地利用深井水温差，减少深井水循环量，同时也为了避免采用多级温差方案带来的系统和自控的复杂性，故采用了一级式大温差水源热泵方案，选用了最高温差可达16℃的四管径的水源螺杆热泵机组和活塞热泵机组，夏季井水供回水温度为：25/38℃，温差13℃，冬季井水供回水温度为24/8℃，温差16℃。

2)全热回收卫生热水制备

为减少夏季制冷所需井水量，结合小区建筑物特点（宿舍建筑面积占总

建筑面积比较大，约70%，户数300户），夏季采用 1台水源活塞热泵机组卫生热水工况运行，全热回收制备卫生热水。该机组运行工况为：冷冻水：7/12℃，冷却水（即卫生热水）：43/50℃。

同时根据根据卫生热水的使用特点，为避免用户集中使用时对负荷要求较大导致主机装机容量过大和用户少量使用时频每繁开启主机，以及避免管道内经常停留低温水的现象，本设计采用了闭式卫生热水循环供应系统，在机房内设置了一个储水量为20t的可承压的卫生热水储水罐。

3)蓄水式深井水量调节系统

根据负荷供应原则及对本工程空调日逐时冷负荷的分析计算，本工程中央空调系统计算所需井水量3480t/天，峰值冷负荷2881KW，所需小时最大井水量240t/h.深井取水小时供水量160t/小时，该水量可满足最大制冷量1930KW所需小时井水量的要求,全天高出1930KW 的冷负荷为 6830KW/天，理论计算折合所需要井水量570t/天，该部分负荷无法通过直接利用深井取水的小时供水量来满足水源热泵制冷量高出1930KW所需的小时井水量要求。因此,采用设置室外储水池作调节水池，移峰填谷调节全天用水量，以满足水源热泵所需的大于160t/h的小时井水量的要求.同时，也可作为部分负荷时避免深井水泵频繁启动的调节水池。考虑到实际运行情况，调节水池容量设计为800t。

6.自动控制系统设计

1)配置了主机中央控制器。

为尽可能及时准确地根据负荷变化合理地自动调节水源热泵机组的运

行台数，以尽可能地减少部分负荷时井水量的无谓损失和满足部分负荷时对机组运行中节能的要求，本设计配置了主机中央控制器，该中央控制器应能基本保证及时准确地根据负荷变化合理地自动调节水源热泵主机的运行台数，该机房能量收集系统应能准确地提取所需的技术参数以供今后的运行调节作指导。

2)实现了机房智能化控制。

为确保本机房能正常有效地安全运行，对机房内所有运行设备、调节、切换阀门及深井水泵、调节水池内井水泵均要求在机房控制室内进行监控。

7.能耗分析

1)中央空调系统夏季制冷能效比：3.30

2)中央空调系统冬季制热能效比：3.41

3)全热回收制冷、制热能效比：7.71

4)业主统计月平均空调电费约20万元/月，年空调电费约160万元/年。

5)统计每平方总建筑面积中央空调费用按天、月、年分列如下：

0.09元/平米.天 2.61元/平米.月 20.93元/平米.年

6)统计每平方空调建筑面积中央空调费用按天、月、年分列如下：

0.14元/平米.天 4.18元/平米.月 33.5元/平米.年

8.工程总结

本工程自2004年12月正式投入使用，至今已运行3年，系统工作相对稳定，基本上达到了设计要求。本工程是长沙市应用最早的大型深井水水源热泵中央空调系统，通过对该工程的了解和总结，可为将来的深井水水源热泵中央空调系统设计提供借鉴。

9.致谢

在本工程设计过程中，得到了袁建新、尹建新、戴小珍等专家们的指导和帮助，在此深表谢意。