摘要：地?zé)峋疅嵩丛诠┡�利用過程中，由于水位的下降，導(dǎo)致熱源不足，在此闡述了系統(tǒng)改造時，在熱源配置，設(shè)備配置以及系統(tǒng)組成中的相應(yīng)方案，最終實(shí)現(xiàn)了90℃地?zé)崴�達(dá)到4℃排放的節(jié)能要求。 

　　關(guān)鍵詞：地?zé)崴?水源熱泵 熱源 

　　一、工程概況 

　　西安市豐盛園小區(qū)有地?zé)峋�一口，�?jīng)抽水實(shí)驗(yàn)測定，出水量為100t/h（原出水量為110t/h），出水溫度為90℃（原出水溫度為89℃）。目前供暖面積為24.7萬㎡，系統(tǒng)末端為散熱器片，地?zé)崴�結(jié)合三臺熱泵和一臺六噸調(diào)峰燃油鍋爐對整個系統(tǒng)進(jìn)行供暖。需新增供暖面積3.135萬㎡，末端為地板輻射采暖，尚未建成。 

　　二、現(xiàn)狀分析 

　　現(xiàn)有供熱系統(tǒng)地?zé)崴�的�?shí)際排放溫度為18℃，供熱循環(huán)系統(tǒng)的供暖參數(shù)在最冷天氣時為：供水溫度62℃，回水溫度52℃。 

　　1、實(shí)際運(yùn)行圖 

　　2、存在的問題 

　　1）、供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)條件發(fā)生變化，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 

　　A.地?zé)峋�原設(shè)計(jì)出水量為110t/h，設(shè)計(jì)溫度為89℃，成井時該地?zé)峋疄樽杂繝顟B(tài)；而現(xiàn)在水源條件發(fā)生了重大的變化，2006供暖季地?zé)峋畬?shí)際動水位達(dá)到128米，靜水位為81米；2007年抽水實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明出水量為100t/h，出水溫度為90℃，動水位為120米，降深為40米。 

　　B.供暖面積增加3.135萬平米，需要重新計(jì)算熱負(fù)荷及相應(yīng)的供暖系統(tǒng)。 

　　C.目前供暖系統(tǒng)的實(shí)際供回水溫度與原設(shè)計(jì)發(fā)生變化，為62/52℃。 

　　2）、原系統(tǒng)存在部分不合理問題，例如當(dāng)燃油鍋爐啟動時，3#熱泵機(jī)組無法運(yùn)行。 

　　3）、現(xiàn)有供熱系統(tǒng)存在水平失調(diào)問題，需要結(jié)合平衡閥技術(shù)進(jìn)行改造，從而改善系統(tǒng)，降低能耗。 

　　4）、機(jī)房部分設(shè)備、管道存在老化現(xiàn)象。 

　　5）、機(jī)房控制手段落后（基本無自動控制和監(jiān)測，許多運(yùn)行數(shù)據(jù)嚴(yán)重缺失），需采用監(jiān)控技術(shù)以提高系統(tǒng)的安全性和調(diào)節(jié)性，進(jìn)一步節(jié)約能耗。 

　　三、改造原則和要點(diǎn) 

　　1、系統(tǒng)改造必須在本年度供暖之前完成；保證本年度采暖季的穩(wěn)定供熱、安全第一。 

　　2、盡可能多的直接利用地?zé)崴�的熱量，不足部分采用熱泵技術(shù)，減少燃油鍋爐調(diào)峰量，提高供熱系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。 

　　3、預(yù)留新建3.135萬平米地板輻射采暖建筑接口條件（這部分建筑預(yù)計(jì)2009年投運(yùn)），新建建筑投入供熱之前，現(xiàn)有建筑須盡可能多直接利用地?zé)崴疅崃俊?nbsp;

　　4、對現(xiàn)有供熱系統(tǒng)水力失調(diào)問題進(jìn)行改造。 

　　5、針對機(jī)房部分設(shè)備、管線老化的現(xiàn)狀，進(jìn)行更新改造。 

　　6、深井泵選用大揚(yáng)程泵，變頻運(yùn)行，以適應(yīng)不同降深的需求。 

　　7、改造和完善控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測的改造目標(biāo)。 

　　四、系統(tǒng)熱負(fù)荷估算 

　　1、設(shè)計(jì)參數(shù) 

　　五、熱源改造方案 

　　1、系統(tǒng)參數(shù) 

　　1）、根據(jù)目前運(yùn)行情況，為保障供暖效果，散熱器系統(tǒng)末端供/回水溫度取為62/52℃； 

　　2）、新增地板輻射采暖供/回水溫度取為45/35℃； 

　　3）、根據(jù)抽水試驗(yàn)報告，地?zé)崴�出水量�?00t/h，出水溫度為90℃，動水位120米，降深40米。 

　　2、方案概述 

　　豐盛園小區(qū)地?zé)釤岜霉┡�系統(tǒng)中存在多個熱源，當(dāng)多個熱源同時供暖時，會出現(xiàn)熱源之間流量不匹配的問題，為解決該問題，采用變頻二次循環(huán)泵結(jié)合耦合罐和一次泵的方案。 

　　1）、方案介紹 

　　A. 現(xiàn)有24.7萬平米散熱器末端建筑設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為11316kW，供/回水溫度為62/52℃，系統(tǒng)供回水溫差為10℃；新增31350平米地板輻射采暖建筑設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為1254kW，供/回水溫度為45/35℃，系統(tǒng)供回水溫差為10℃；以地?zé)崴�、熱泵作為系統(tǒng)基礎(chǔ)熱源，嚴(yán)寒期引入燃油鍋爐調(diào)峰；地?zé)崴�設(shè)計(jì)抽水量為100t/h，出水溫度為90℃，地?zé)崴��?jīng)梯級利用后水溫降為6.3℃回灌； 

　　B. 板換1和板換2利用原有板換（需要調(diào)整重組）作為現(xiàn)有散熱器片末端建筑基礎(chǔ)熱源，最大供熱量為：4303kW；經(jīng)板換1、2，地?zé)崴疁囟冉档蜑?3℃。 

　　C. 板換3和板換4（新增兩幅框架，板片利用現(xiàn)有板片調(diào)整組裝）作為新增3萬平米地板輻射采暖熱源，最大供熱量為：1254kW，可以滿足最大熱負(fù)荷需求。地?zé)崴疁囟冉档蜑?2℃�？紤]到末端供暖面積有可能增加，為保證系統(tǒng)的安全可靠，板換3和板換4各留有20%的設(shè)計(jì)余量。為降低新建建筑能耗，板換3、4一次側(cè)安裝手動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)進(jìn)入板換的地?zé)崴�量，二次�?cè)循環(huán)泵采用變頻措施。 

　　D. 利用現(xiàn)有二級板換（熱泵前板換）板換5（需要調(diào)整重組）作為中高溫?zé)岜们岸税鍝Q，設(shè)計(jì)工況下熱泵制熱量分別為1470kW、1235kW，輸入功率分別為370kW、312kW。新增板換6（可利用現(xiàn)有框架，新增加板片）作為常溫?zé)岜们岸税鍝Q，設(shè)計(jì)工況下熱泵制熱量為1891kW，輸入功率為472kW；三臺熱泵機(jī)組冷凝器側(cè)依然串聯(lián)運(yùn)行，設(shè)計(jì)工況下總制熱量為：4596kW。板換6一次側(cè)安裝電動三通調(diào)節(jié)閥，精確控制進(jìn)入板換的地?zé)崴�量，保證藍(lán)德熱泵機(jī)組蒸發(fā)器進(jìn)水溫度不超過25℃。 

　　E. 現(xiàn)有三臺熱泵結(jié)合板換1、2總供熱量為8899kW，現(xiàn)有24.7萬平米散熱器末端建筑設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為11316kW，不足熱負(fù)荷2417kW，為了盡量減少運(yùn)行費(fèi)用較高的燃油鍋爐的投入量，充分提取地?zé)崴疅崃浚�新增一臺藍(lán)德高溫?zé)岜肎SHP-C1128G，設(shè)計(jì)工況制熱量1063kW，輸入功率354kW。地?zé)嵛菜疁囟冉禐?.3℃排放。 

　　F. 利用原有燃油鍋爐在最寒冷時段進(jìn)行調(diào)峰，最大調(diào)峰量1354kW。增設(shè)兩臺水泵（1用1備），將燃油鍋爐串聯(lián)接入系統(tǒng)，根據(jù)需要的供水溫度控制燃油鍋爐的投入量（調(diào)峰質(zhì)調(diào)節(jié)）。燃油鍋爐串聯(lián)接入系統(tǒng)，從根本上解決了燃油鍋爐啟動時，3#熱泵機(jī)組無法啟動的問題。 　　G.為了解決多熱源二次側(cè)流量分配不均勻問題，采用變頻二次循環(huán)泵結(jié)合耦合罐和一次泵的方式。在板換支路、現(xiàn)有熱泵支路、新增熱泵支路分別裝一次循環(huán)泵，通過耦合罐與系統(tǒng)供水管變頻二次循環(huán)泵連接，連接方式如方案簡圖所示。板換、現(xiàn)有熱泵、新增熱泵每投入一組設(shè)備，開啟對應(yīng)的一次泵，同時調(diào)整二次泵開啟臺數(shù)及變頻。 

　　H.熱源投入遵循：板換、現(xiàn)有熱泵、新增高溫?zé)岜谩⑷加湾仩t逐漸開機(jī)，逐漸關(guān)機(jī)的順序。燃油鍋爐啟動時，熱泵機(jī)組必須處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，不能卸載。藍(lán)德熱泵機(jī)組蒸發(fā)器側(cè)板換支路上的裝設(shè)電動調(diào)節(jié)閥，精確控制蒸發(fā)器側(cè)的進(jìn)水溫度不超過21℃，確保熱泵機(jī)組能夠安全開啟。 

　　I.現(xiàn)有及新增共計(jì)27.835萬平米建筑設(shè)計(jì)供熱負(fù)荷共為12570kW，地?zé)峥偣�熱量�?557kW；四臺熱泵的總供熱量為5659kW；地?zé)岷蜔岜玫目偣�熱量�?1216kW，占全部負(fù)荷的89%，燃油調(diào)峰量占11%。 

　　2）、方案簡圖 

　　3）、調(diào)節(jié)策略 

　　在供暖過程中，為降低供水溫度以提高地?zé)崴�供熱量并提高機(jī)組COP，可以通過調(diào)節(jié)熱媒的溫度來調(diào)節(jié)供熱量，下圖為純粹的質(zhì)調(diào)節(jié)曲線。 

　　實(shí)際上在氣溫較高時，純粹的質(zhì)調(diào)節(jié)帶來的節(jié)能效益不大，可根據(jù)氣溫情況適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)水量進(jìn)行質(zhì)量并調(diào)的方式以節(jié)約循環(huán)水泵運(yùn)行電耗，采用回水溫度控制及室外溫度主動預(yù)設(shè)相調(diào)節(jié)的方案，即根據(jù)氣象參數(shù)決定水泵開啟臺數(shù)和頻數(shù)及系統(tǒng)供水溫度，然后根據(jù)回水溫度依順序開啟或關(guān)閉板換、機(jī)組和調(diào)峰鍋爐。 

　　4）、各熱源投入外溫確定 

　　下表給出了方案二中隨著室外溫度的變化，地?zé)�、熱泵和調(diào)峰鍋爐分別的投入時間和供熱量。 

　　從上表可以看出，新增建筑整個供暖季通過板換換熱直接供暖就可滿足�，F(xiàn)有24.7萬平米建筑，一開始供暖，就需要開啟現(xiàn)有熱泵，熱泵逐步投入，當(dāng)室外溫度低于-1℃時，現(xiàn)有熱泵達(dá)到滿載運(yùn)行，逐步投入新增熱泵，熱泵和板換直接換熱，一起滿足現(xiàn)有24.7萬平米供暖面積的熱負(fù)荷需求； 

　　當(dāng)室外溫度低于-3℃時，所有熱泵達(dá)到滿載運(yùn)行，逐步投入調(diào)峰燃油鍋爐；至室外溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度-5℃時，負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷為止。 

　　5）、熱負(fù)荷時間延續(xù)圖 

　　六、結(jié)語 

　　該工程自2007年7月開始設(shè)計(jì)，經(jīng)過多次方案調(diào)整，于2008年1月初完成全部施工圖，2008年7月全部竣工，并通過調(diào)試，從相應(yīng)儀表值，可以分析出，該設(shè)計(jì)在此次改造工程滿足使用要求，也有一些值得總結(jié)的地方。 

　　參考文獻(xiàn)： 

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