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1、某生態(tài)住宅小區(qū)水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析-暖通論文某生態(tài)住宅小區(qū)水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析-暖通論文某生態(tài)住宅小區(qū)水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析-暖通論文 0 引言 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是一種可以利用地球表面淺層水源（如地下水、河流和湖泊），和人工再生水源（工業(yè)廢水、中水、地?zé)嵛菜龋┑募瓤晒嵊挚芍评涞母咝Ч?jié)能空調(diào)系統(tǒng)。水源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位熱能的轉(zhuǎn)移。將水體和地層蓄能作為冬、夏季的供暖熱源和空調(diào)冷源，即在冬季，把水體或地層中的熱量“取”出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量“
2、取”出來，釋放到水體和地層中去。水源熱泵系統(tǒng)60年代開始在美國(guó)提出之后，經(jīng)過30年不斷改進(jìn)和發(fā)展，技術(shù)日趨成熟，其產(chǎn)品已逐漸商品化，迄今已經(jīng)在北美建筑中應(yīng)用了40多年。進(jìn)入70年代后，這項(xiàng)技術(shù)在日本的推廣應(yīng)用很快。 東芝、三菱電機(jī)、PMAC公司均有水源熱泵產(chǎn)品出售，東京、名古屋、橫濱等城市在70年代初就有很多采用閉式環(huán)路水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的工程實(shí)例。自80年代以來，我國(guó)采用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的建筑也逐年增多。目前，在深圳、上海、北京以及一些中小城市均有工程實(shí)例，例如，北京天安大廈、上海錦江第四號(hào)樓、西安建國(guó)飯店、青島華僑飯店。深圳同貿(mào)大廈、惠州大酒店、泉
3、州大酒店等均采用了閉式環(huán)路水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。但大多數(shù)水源熱泵系統(tǒng)以地下水作為冷熱源，據(jù)報(bào)道，目前我國(guó)青島建起了以海水為冷熱源的水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，湖南湘潭市政府新大樓里的水源熱泵中央空調(diào)利用市中心區(qū)人工湖地表湖水為冷熱源的水源熱泵系統(tǒng)。水源熱泵因具有“綠色、環(huán)保、節(jié)能”的優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)的推廣應(yīng)用前景十分廣闊?！ ? 崇明生態(tài)住宅小區(qū)概況 崇明島是一座具有獨(dú)特文化的生態(tài)之島，擁有“水清、土潔、氣凈”優(yōu)越的生態(tài)環(huán)境，是上海地區(qū)唯一的一個(gè)國(guó)家級(jí)生態(tài)示范區(qū)。上海為了探索“健康、舒適、生態(tài)、節(jié)能”的住宅小區(qū)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)“節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、治污”的目標(biāo)，選擇崇
4、明作為建設(shè)“人與自然和諧發(fā)展”的資源節(jié)約型住宅的示范地。崇明某生態(tài)住宅小區(qū)總規(guī)劃建筑面積93490㎡，其中，住宅建筑48230㎡，原住宅建筑面積10000㎡，住宅戶數(shù)473戶，住宅人數(shù)1514人?！ ? 空調(diào)系統(tǒng)冷熱源方案和可行性分析 2.1空調(diào)系統(tǒng)冷熱源方案 本工程水源熱泵系統(tǒng)原理圖如圖1所示。冬季，工質(zhì)通過板式換熱器從河水中吸收熱量，通過熱泵系統(tǒng)的冷凝器加熱空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)水，向用戶供暖。夏季工質(zhì)通過板式換熱器向河水中排出熱量，通過熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器吸收空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)水的熱量，向用戶供冷。由于冬季江水溫度較低，為了提高換熱效果，直接利用江水和板式換
5、熱器進(jìn)行換熱。為了得到更低的蒸發(fā)器溫度，工質(zhì)采用乙二醇溶液（加防凍劑等添加劑）?！ ?.2水源熱泵方案可行性分析 首先，崇明某生態(tài)住宅小區(qū)緊靠長(zhǎng)江（距江堤約1000米），江堤附近的河面開闊，根據(jù)最低和最高水位的實(shí)際情況，引水管的取水口的安設(shè)位置對(duì)航道不會(huì)造成影響，因此，水源熱泵具備利用長(zhǎng)江水資源的條件。另外，小區(qū)附近有一條通向長(zhǎng)江的排水明渠，可直接利用該明渠向長(zhǎng)江排水，只需安設(shè)一根引水管，因此敷設(shè)取水管道的初投資可以相應(yīng)減少。其次，根據(jù)上海市的氣象、水文條件，夏季長(zhǎng)江水最高月（8月）平均溫度一般為27.6～28.0℃，以換熱器5℃溫差考慮，則熱泵機(jī)組
6、夏季的進(jìn)水平均溫度不高于33℃，如果夏季熱泵的冷卻水側(cè)進(jìn)出口溫差為5℃，則熱泵機(jī)組出水溫度不高于38℃，根據(jù)熱泵機(jī)組的技術(shù)要求，這時(shí)的冷卻水供回水溫差是能夠保證夏季熱泵機(jī)組制冷正常運(yùn)行。在冬季，崇明長(zhǎng)江水最低月（2月）平均溫度一般為5.6～6.7℃左右，以換熱器2℃溫差考慮，則熱泵機(jī)組冬季的進(jìn)水溫度不高于3.6℃，以冬季熱泵的冷凍水側(cè)進(jìn)出口溫差為5℃考慮，則熱泵機(jī)組出水溫度不到–1.4℃，則須在循環(huán)水中添加防凍液。考慮到長(zhǎng)江水易泥沙、水藻等雜質(zhì)含量高，水表面直接與空氣接觸，水體含氧量較高，腐蝕性強(qiáng)，如果將地表水直接供應(yīng)到每臺(tái)熱泵機(jī)組進(jìn)行換熱，容易導(dǎo)致熱
7、泵機(jī)組壽命的降低，換熱器結(jié)垢而性能下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致管路阻塞，因此不宜將地表水直接供應(yīng)到每臺(tái)熱泵機(jī)組換熱。因此本工程將長(zhǎng)江水和冷凝器或蒸發(fā)器的循環(huán)水之間是用熱交換器分開，熱交換器采取小溫差換熱的方式運(yùn)行，這樣就可以用廉價(jià)的換熱器保護(hù)昂貴的水源熱泵機(jī)組。綜上所述，根據(jù)崇明向陽住宅小區(qū)所處的地理位置，可利用長(zhǎng)江水資源的優(yōu)越條件，選用大型水源熱泵機(jī)組作為住宅小區(qū)內(nèi)住宅空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源，以長(zhǎng)江水作為水源熱泵機(jī)組的冷熱源技術(shù)上是可行的?！ ? 水源熱泵系統(tǒng)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 根據(jù)住宅和商業(yè)的負(fù)荷情況及小區(qū)的建設(shè)特點(diǎn)，冬、夏季均由水源熱泵機(jī)組來承擔(dān)空調(diào)負(fù)荷，夏季
8、為末端提供7／12℃的冷凍水，冬季為末端提供50／40℃的熱水。系統(tǒng)方案經(jīng)濟(jì)分析計(jì)算初投資和運(yùn)
