地源热泵+冰蓄冷复合式冷热源系统设计、研究与测算

《地源热泵+冰蓄冷复合式冷热源系统设计、研究与测算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、地源热泵+冰蓄冷复合式冷热源系统设计、研究与测算　　【摘要】随着常规能源的紧缺、环境污染的日益严重，作为建筑行业耗能大户的空调系统，节能减耗势在必行。地源热泵作为可再生能源，虽然初投资比常规空调略高，但其运行费低，运行稳定、节能环保无污染。冰蓄冷系统在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用制冷机制冷，利用“谷值”优惠电费，减少大量电费的支出，冰蓄冷的大温差，低温送风的特点，节省很多初投资的费用，将地源热泵和冰蓄冷系统结合起来，夜间可以利用热泵机组制冰，可以省去冰蓄冷装置中的制冷机；冬季热泵工作，夏季热泵和冰蓄冷空调同时运行，还可以降低地热换热器的

2、初投资，实现地源热泵机组的间歇运行，有利于土壤温度场的恢复。本文以位于北京市海淀区用友软件园项目的复合式冷热源系统为例，阐述了地源热泵+冰蓄冷系统的特点和优势，对冷热源系统进行了详细的设计，给出了热泵/冷水机组、蓄冰设备和室外土壤换热器的选择和配置，着重介绍了冰蓄冷系统的运行策略和运行模式，并对复合式冷热源系统的运行费用进行合理测算。结论表明地源热泵+冰蓄冷的复合式冷热源系统不仅环保节能，而且运行成本大大降低，是适宜推广的高效节能的冷热源系统。13【关键词】地源热泵；冰蓄冷；运行策略；运行费用0.引言随着经济的快速发展、环保要求的提高，能源紧

3、缺日益严重，建筑物的供暖空调是否节能、环保已经成为衡量一个系统是否最佳的重要依据。如果一味的追求节能，势必会带来系统的投资较大、运行费用较高，所以设计一个既节能，又使系统的初投资和运行能耗和费用最为合理的空调系统是一个设计人员的最重要的任务，用友软件园将高效节能的地源热泵系统和冰蓄冷空调系统联合起来，通过合理的配置，取长补短，使两项技术的优越性得到充分发挥，得到了较好的节能环保效果。1.工程概况用友软件园位于海淀区永丰产业基地西南端，东临永丰路，南面是永丰南环路，西靠西滨河路，北与北清路接壤。整个软件园占地面积45.52公顷，总建筑面积40万

4、平方米，分两期建设：一期总建筑面积18.4万平方米；夏季空调冷负荷15784kw、空调热负荷11139kw、采暖负荷2252kw、生活热水加热负荷1722kw。2.地源热泵和冰蓄冷技术简介2.1地源热泵技术简介13近年来由于环保和节能要求的提高，对建筑的供冷和供热方式提出了新的要求，利用燃煤、燃气锅炉的传统供热方式由于污染环境和高能耗等问题已经逐渐被新型环保节能的供热方式所取代。作为独立的公共建筑物，既需要冬季供热又需要夏季供冷，甚至需要提供全年生活热水，能够同时满足这些需求的冷热源系统应该首推地源热泵系统。图1地源热泵系统夏季工作原理示意图

5、图2地源热泵系统冬季工作原理示意图地源热泵系统[1]是一种利用浅层地热资源，既可供热又可供冷的高效节能空调系统，通过给机组输入少量的高品位能源（如电能），实现热能从低品位到高品位的转移。地源热泵系统的土壤换热器（双U形的PE管）埋于地下，通过水在其封闭环路中循环流动，从而实现与土壤进行冷热交换的目的。夏季通过热泵/冷水机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温；冬季通过热泵/冷水机组将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供热。这样就实现了夏季供冷和冬季供热。热泵/冷水机组的能量流动是利用其所消耗的能量（如电能）将吸取的全部热能（即电能+吸收的

6、热能）一起排输至高温热源。请参见（图3）。图3热泵/冷水机组的能量流动图13地源热泵系统是一种先进的高效节能、无任何污染的供热和供冷方式，在建筑用能领域，是作为环保和节能首推的新技术应用项目，在2003年建设部就已经把地源热泵技术列为建筑节能的新技术成果而大力推广。与传统的锅炉供热系统相比，以1个单位的一次能源为基数，一次能源的发电效率按照38%考虑，地源热泵制热效率按照4.0考虑，那么锅炉供热只能将一次能源的80～90%转化为热量，而地源热泵系统却可以得到1×0.38×4=1.5倍的一次能源的热量，因此地源热泵系统要比传统的锅炉供热系统节省

7、二分之一左右的能量。由于地源热泵的冷热源是浅层土壤，全年温度在7～15℃之间，因此，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的70%左右。利用地源热泵技术，在冬季供热与夏季供冷的过程中，由于采用了大量的土壤中的免费能源，使得运行成本大大降低。因此，地源热泵系统具有：高效节能、运行费用低、一机多用、清洁无污染、运行安全可靠等诸多特点。2.2冰蓄冷技术简介冰蓄冷技术[2]主要为了平衡电网的昼夜峰谷差，在夜间电力低谷时段向蓄冷设备储蓄冷量，在日间电力高峰时段释放其蓄得的冷量，减少电力高峰

8、时段制冷设备的电力消耗，是电力部门“削峰填谷”的最佳途径。冰蓄冷技术比较适用于冷热负荷差较大的办公型建筑，优势适用于冷负荷高峰时段与电网高峰时段重合、而且在电网低谷