地下水地源热泵夏季运行的测试与分析

1、地下水地源热泵夏季运行的 测试与分析天津大学 刘雪玲 朱家玲 雷海燕摘要 对地下水地源热泵系统夏季空调工况的可行性进行了测试和分析 , 结果表明夏季 供冷时 , 室内温度可维持在 2515 左右 。若生产井和回灌井的距离较近 ,增加 , 抽水井温度呈上升趋势 ,工况的运行费用很低 , 但初投资较大 。关键词 地源热泵 Te sti w s h a t p u m p s yst e ms i n s u m m e r By Liu Xueling , Zhu Jialing and Lei HaiyanAbstract Tests and analyses the operating con

2、dition of a ground water source heat pump system in summer. The results indicate that the temperature of the room is about 2515 . If the production well is close to the injection well , the temperature of the production well rises with the cooling time , so the distance of the two wells should be in

3、creased. Economic analysis results show that the operating cost of the heat pump system is cheap , but the initial investment is high.Keywords ground 2source heat pump , low temperature geothermal , air conditioning , economic analysis Tianjin University , Tianjin , China1 工程概况某热泵系统冬季供暖 、 夏季制冷的总面积为

4、6105m 2。 浅层地下水井采用回灌技术 , 抽水井和回灌井相距 34m , 井深均为 200m 。 利用浅层地下水作为热泵的冷热源 , 热 泵直接用于冬季供暖和夏季制冷 。 抽水井和回灌井冬夏季 互换 。 空调设备为三速开关控制的风机盘管 。 热泵系统示 意如图 1所示 。2 系统运行参数该热泵系统自 2003年 6月 4日至 9月 15日 , 共运行 100天 , 每隔 2h 观测并记录系统运行数据 。 跟踪记录系统 运行参数一方面为了深入研究热泵用于夏季空调工况的运 行效果 , 另一方面为充分利用地下水资源提供科学依据 。 主要记录参数有抽水井和回灌井的温度和流量 、 供回水温 度 、

5、 室内外温度 。 流量是用流量指示积算仪配以涡轮流量 计来测量 ; 供回水温度及抽水井与回灌井温度由水源热泵 数字仪表显示 , 精度达 ±011 ; 室内外温度的记录采用温 度计 , 精度为 ±1 。 根据现场实测数据 , 整理后得到在整个观测过程中室 图 1 热泵系统示意图11 技术交流 暖通空调 HV &AC 2006年第 36卷第 7期 刘雪玲 , 女 ,1977年 5月生 , 在读博士研究生 , 助理研究员 300072天津大学机械学院地热研究培训中心(022 27401830E 2mail :. cn收稿日期 :20050314一次

6、修回 :20050926二次修回 :20060602内外温度变化曲线 、 抽水井和回灌井的温度变化曲线及流量变化曲线 , 如图 24所示 。 从图 2可看出 , 热泵用于夏季空调工况时 , 室内温度 控制在 2515 左右 , 基本可以满足要求 。在供冷的初期 和末期室内温度的变化较剧烈 , 这主要是受天气的影响 , 热泵机组运行时间较短 , 且没有满负荷运行 , 另外 , 室内 温度取的是一天内的平均值 , 因此接近没有供冷情况下 的自然温度 。从图 3, 上升趋势 。 , 夏季热泵机组运行时是从 地下水中提取冷量供给室内 , 同时把室内的热量带走储存 在地下 , 为冬季供暖储存热量 。 随

7、着供冷期天数的增加 , 累 计回灌量持续增加 , 地下水流速在流量增加的推动下加快 , 同时由于抽水井水位降深的变化 , 热储层压力下降 , 更加快 了较高温度的回灌水向抽水井流动的速度 , 造成回灌水没有足够的时间被岩石冷却 , 因此抽水井的温度呈上升趋势 。从图 4可看出 , 在整个供冷期抽水井和回灌井的流量 基本相等 , 后 , , , 有利 热泵系统的运行总成本主要包括系统的能耗费 (如电 费 、 水费等 、 人工管理费 、 设备维修费 、 折旧费 1。运行费 用主要是电费 、 水费 、 排污费和人工管理费 , 该系统由于采 用的是一抽一灌 , 免收水费 , 所以能耗费用主要是电费 。

8、 由 于该热泵系统同时兼顾冬季供暖和夏季空调 , 所以初投资 的 50%计入供暖系统 ,50%计入空调系统 。 该热泵系统用 于夏季空调的运行成本及运行费用见表 1。表 1 热泵系统用于夏季空调的运行费用和运行成本项 目单 价数 量成本费电费 (抽水井泵、 循环泵 、 热泵机组、 风机盘管、 回灌井泵耗电 016元 /(kWh 59499kWh 3157万元 管理费 (工资 800元 /(人 月 2人 ,4个月0164万元 折旧费 初投资 ×5%3183万元 维修费 初投资 ×118%1153万元 其他生产费用 前四项之和 ×215%0124万元 运行总成本 前五

9、项之和 9181万元 单位面积运行成本前五项之和 /面积 1611元 /m 2运行费用 (不计设备折旧和维修 前两项之和 4121万元 单位面积运行费用前两项之和 /面积619元 /m 23. 2 与吸收式制冷比较 如果吸收式制冷机热源采用燃气锅炉 , 天然气的热值 为 38640kJ/m 3(9200kcal/m 3 , 燃气锅炉的效率取 019, 天然气价格以 215元 /m 3计算 , 在一个供冷季热泵与吸收 式制冷运行费用的比较见表 2。表 2 热泵与吸收式制冷运行费用的比较吸收式制冷热泵能源需求量20124m 359499kWh 能源价格215元 /m 3016元 /(kWh 能源费用 /万元 51033157人工管理费 /万元 01640164运行费用 /万元51674121单位面积运行费用 /(元 /m 2913619 由表 2可以看出 , 与吸收式制冷相比 , 热泵用于夏季空 调的运行费用较低 , 在一个供冷季热泵系统的运行费用比 吸收式制冷节省了 1146万元 。 但是由于热泵系统的初投 资较高 , 从而设备维修和折旧的费用较高 , 造成热泵用于夏 季空调工况的运行成本较高 , 但是热泵的运行费用较低 , 成 本回收较快 , 并且热泵可以兼顾冬季供暖和夏季空调 , 在投 资上也有一定的优势 。