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北方雏鹰养殖场水地源热泵应用方案
时间:2017-12-12 11:17:34 来源:地源热泵服务联盟
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  本工程为吉林省某雏鹰养殖场水源热泵工程,功能养殖繁衍小鹰为主,该工程地上二层,长44米,宽15.4米,一层面积677.6㎡,共两层,总建筑面积约1355㎡。

  该地区属北温带大陆性季风气候,特点是温差大,季节性强,雨热同季。春季干旱多风少雨,夏季炎热降雨集中,秋季冷暖适中,冬季严寒少雪。年均降水量为377.9毫米,雨量集中在7-8月份。年均蒸发量2083.3毫米,年平均日照数为3005.3小时,年均有效积温3000.5C,最高气温40.2C,最低气温-33.3C,土壤冻深180厘米,平均初霜日为9月27日,终霜日为次年5月7日,无霜期142天。

  综合考虑养殖场的地理位置情况,本方案设计采用水源热泵系统,设置一个集中冷热源机房,满足养殖场冬季采暖的需求。同时,我们将发挥在水源热泵系统设计和施工方面长期积累的经验和优势,在充分保证可靠性的前提下,使系统的性价比最高,真正达到绿色、低碳和节能目标。

  水源热泵系统原理

  浅层地能地源热泵技术,是利用输入少量的电能,带动热泵机组做功,通过水泵把地下水的恒温传输到热泵机组,热泵机组再把水中的十几度恒温热量“交换”出来并加以提升,释放到末端循环水中,使末端循环水升温达到50-65度,然后通过末端循环泵把热水送到各个室内末端设备实现采暖。夏季,把室内热量通过热泵机组做功“交换”出来,释放到地下水中,完成制冷循环。在这个过程中,热泵只是完成一个能量交换和提升的工作。

  水源热泵正在取代锅炉加中央空调冷水机等传统的供暖方式,比传统的空调节能50%,它不向外界排放任何废气、废水、废渣,使人们远离粉尘、废气和霉菌,是一种理想的绿色节能中央空调技术。

  水源热泵系统构成:水源热泵系统由能量采集系统、能量提升系统和末端能量释放系统三部分组成。

  1、能量采集系统

  能量采集系统在冬季采集地下水中的低位热能,为热泵机组持续提供热源;在夏季将地下水作为冷源,把建筑物内的热量搬运到地下,满足建筑物的冷负荷需求。

  2、能量提升系统

  由水源热泵、能量输送泵、阀组、定压装置、控制系统等组成。能量提升系统利用地源热泵,提升低位能量。地下水水通过蒸发器与水源热泵内部工质进行热交换,地源热泵由外部输入电能对能量进行提升,末端系统循环水通过冷凝器与水源热泵内部工质进行热交换。

  3、能量释放系统

  将提升的能量通过末端装置向建筑物释放,冬季供暖、夏季制冷、日常提供生活热水。能量释放系统有散热器、风机盘管、风机盘管加新风、全空气系统和地板辐射采暖系统等形式。

  水源热泵与其它能源方式比较

  1、常规的能源方式

  燃气及燃煤锅炉供热,燃气燃烧后会产生CO2等温室物质,煤燃烧后燃烧产物包括CO2、CO、NOX、SO2烟尘等有害物质,排入大气,对环境造成污染。两者都消耗传统的一次能源,受能源危机影响,当今一次能源价格不断上涨,造成后期运行成本的增加。燃气锅炉需设调压站等设备,燃煤锅炉需设煤场,两种锅炉都需设消防设施,因此机房面积较大。

  据世界能源委员会(WEC)2004年能源调查表明,石油可开采年限40年、天燃气60年、煤炭200年。

  市政热力受到管线敷设的影响,有些地区没有市政热力管线,而且供热时间受制于市政热力运营时间。

  2、可再生的能源方式

  利用太阳能可实现采暖,但太阳能的利用受天气限制,在阴雨天、雪天、雾天等其他阳光较弱的条件无法利用,会导致供暖系统无法持续运行,达不到正常采暖的需求。为了防止这类情况发生需另加辅助供暖系统,这样就造成初投资的增加。另利用太阳能需很大的空间来铺设太阳能板,中大型建筑无法满足其要求。

  风能的利用目前暂时停留在发电项目上。若要采用风能发电来驱动制冷或采暖设备,在风力发电设备投资及占地面积上需要很大的投入,以目前的项目规划来看,利用风能来实现供热及供冷是不现实的。

  潮汐能仅能用于发电。本项目不紧挨海岸,潮汐能的利用无法实现。

  生物质能对农村及郊区有农作物的地区有重要意义,但不适宜作为城市供暖能源大面积推广。

  3、水源热泵能源方式

  水源热泵系统是主要采用浅层地能,可用于建筑的供暖和制冷。浅层地能具有储量巨大、再生迅速、分布广泛、温度四季适中,并且取之不尽、用之不竭的特点,是巨大的“绿色能源宝库”;水源热泵系统具有投资及运营风险较小、可再生性强、对地下水无影响、地域局限性小等优势。浅层地能主要是通过热泵形式为用户提供冬季采暖、夏季制冷以及日常生活热水。

  冷热源机房方案

  1、水源热泵机组选型

  根据建筑冷热负荷、水源热泵及冷水机组性能参数,选用1台制热量:123kW主机一台。

  2、水源井系统

  水源井系统是水源热泵系统的重要组成部分,是水源热泵机组能否安全、稳定、可靠、经济运行的根本保证。

  水源热泵系统以地下水为介质,使地下水与周围土壤沙石进行热交换,从而利用蕴藏在地下土壤、沙石中的丰富的浅层低位能量。

  根据机组实际运行工况,现取单口井出水量10.7m?/h。

  机组需求水量为10.7m3/h,根据当地的单井出水量及机组实际运行工况,需要打1套井,即1口抽水井,2口回灌井。具体井的出水量、数量根据试验井的深度、具体出水量进行调整校核,抽回灌井比例以满足100%回灌为准。

  抽水井、回灌井宜设在建筑物附近绿化用地内,采用暗井方式,布置在最少距建筑物外墙10m处,两口井之间最小距离25m,成井后井口与普通市政井盖完全相同,以确保其设置不影响整个建筑物的总体布局,并能与周围环境和谐统一。

  水源热泵初投资在40万左右。根据养殖场特殊情况,目前设计采暖天数150天,每天12小时,机组开启情况根据实际来调节。冬季年运行费用:2.2万元;单位面积供暖费用:16.1元/平方米每个采暖季。

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