热源塔热泵在浙江区域的应用

王银

摘要：热源塔热泵系统有其应用的气候条件，适用于冬季潮湿阴冷，夏季高温湿热的地区。根据目前热源塔热泵系统应用效果，冬季供热是决定系统设计和运行成败的关键因素，本文结合浙江区域现有项目实际运行工况，论证热源塔热泵系统在当地实际使用的节能空间。

关键词：热源塔热泵; 节能改造

引言

热源塔热泵是以室外空气为冷热源，由热源塔热交换系统、热源塔热泵机组、建筑物内系统组成的可为建筑物提供供冷、供热和加热生活热水的系统。近年来在夏热冬冷的长江流域及以南地区得到了日益广泛的应用，并被列入《既有建筑节能改造技术推广目录》。本文选取浙江杭州某项目为蓝本评估热源塔方案优劣，并测算其节能空间。

一.项目概述

本项目为综合性写字楼，于2002年投用，主体建筑为地下2层，地上22层，地上总建筑面积约27500㎡。项目中央空调采用水系统，冷热源站设置于地下机房，采用空调设备由人工运维管理。目前该项目冷热源站冷水机组、水泵等，从2002年投用，使用时间已长达18年，且未设置配套水处理设备，设备效率衰减严重，设备运行能耗高，亟需节能改造。

项目中央空调系统主要耗能设备台账如下：

三、改造方案

基于本項目空调系统现状以及供冷供暖需求特点分析，本项目节能改造重点方向为针对夏季制冷螺杆式冷水机组和冬季制热燃油锅炉以及配套旧水泵的更换，拟采取的节能改造技术为热源塔热泵技术，从而降低夏季制冷、冬季供热的能源费用，并提高夏季制冷、冬季供热的质量。

项目节能改造的具体方案为：

1）替换掉机房1台旧螺杆式冷水机组，新增1台热源塔热泵机组，同时配置溶液再生装置、热源塔、溶液泵等配套设备。采用新的热源塔热泵机组进行夏季制冷、冬季制热，原1台螺杆式冷水机组、2台燃油锅炉作为备用。

2）热源塔安装位置放置在屋顶旧冷却塔旁;溶液再生装置、溶液泵、热源塔热泵机组安装在机房螺杆式冷水机组旁;热源塔热泵机组的供冷管道与原螺杆式冷水机组的相对应的管道对接;热源塔热泵机组的供热管道与板式换热器相对应的管道对接;热源塔热泵机组加装配套阀门。

3）替换掉机房1台空调冷却泵、1台空调冷媒泵，新增1台高效空调冷却泵、1台高效空调冷媒泵，水泵进出口与对应的管道对接。

原机组与热源塔热泵机组主要参数对比

四、系统节能评估

1、改造前系统用能评估

1）主机能耗统计

夏季冷源螺杆式冷水主机：螺杆式冷水主机2台，正常开启1台，高峰开启2台（1台满负荷、1台30%负荷）

冬季热源燃油锅炉：柴油锅炉2台，额定制热量896Kw，正常开启1台，高峰开启2台（1台满负荷、1台30%负荷），按消耗柴油1吨/10小时/台，柴油价格约7000元/吨，冬季供暖按119天，9小时/天计算;则冬季供暖消耗柴油费用约为69.05万元。综上，本项目夏季制冷和冬季制热年总能源费用为91.72万元。

2）辅机（水泵+冷却塔）能耗统计

依据空调系统运行策略，估算辅机年用电量及运行费用如下：

根据上述测算，本项目改造前系统年总运行费用约为105.01万元。

2、改造后系统用能评估

1）主机能耗统计

空调机房现有旧螺杆式冷水机组，取保守取效率衰减25%。依据空调系统运行策略，估算改造前空调系统的冷热负荷，并在保证冷热负荷的前提下，测算改造后主机的运行能耗如下：

由上计算可知，改造后空调系统主机年用电量约48.92万kwh，年运行费用约为31.80万元。

2）辅机（水泵+热源塔）能耗统计

通过增设空调系统各关键点数据的采集，在保持系统安全稳定的前提下，水泵采用变流量控制，对水泵用电量及运行费用计算如下：

综上可知，改造后空调系统年总运行费用约为40.53万元。

五、结论

通过上述方案评估，通过采取高效节能的热源塔热泵机组，年运行节能可达64.48万元，项目经济效益显著，项目投资静态回收期约4.7年，充分说明了在浙江等冬季潮湿阴冷，夏季高温湿热的地区，热源塔热泵技术具有良好的经济效益，可作为建筑节能改造技术重点推广。

参考文献：

[1] 李念平， 张鼎， 成剑林， 贺志明， 陈琦. 热源塔热泵空调系统经济性分析[J]. 深圳大学学报（ 理工版），2015，（04）：404–410.

[2] 徐政宇. 夏热冬冷地区开式热源塔热泵技术的供暖性能研究[D]. 重庆大学，2014

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