熱泵技術是一門新興的制熱技術，具有節(jié)能、高效、安全、免維護等優(yōu)點。在當今提倡節(jié)能社會的大環(huán)境里，具有很好的發(fā)展前景和廣闊的市場需求。目前國內(nèi)人士多在觀望和認知過程，實際應用并無太多經(jīng)驗。我作為節(jié)能技術的支持者，有幸率先的設汁、投資、建設了一項開前全國最大的熱泵供熱系統(tǒng)，實際應用效果良好?，F(xiàn)將設計技術方案介紹給大家借鑒參考。 1.工程概況 學員公寓大樓，建筑面積88000m ，地下層，首層架卒，地上24層，總造價l 8億，入住學員7 200人，l 800套房間。該建筑要求設熱水供應。原設計為油鍋爐，設于首層架空層內(nèi)，上住7 000余學員，既不安全又小經(jīng)濟。如此龐大的熱水需求，采用什么樣的供熱方式最妥當呢？油鍋爐、太陽能、電加熱等等一一權衡過，最終選擇熱泵供熱。 2.選擇熱泵的原因 最終選擇熱泵供熱的原因主要有以下幾點：一次性投資與太陽能相當，而較油鍋爐低40％：運行成本較傳統(tǒng)加熱方式低50％以上；安全環(huán)保，占地面積少，便于安裝、控制和維護。 3.熱泵主機系統(tǒng)設計 根據(jù)熱水水力計算原則，結合實際熱水需求情況，人均日配熱水量按60L計，系統(tǒng)日供熱水總量420m；采用20臺18 kW模塊式機組，總功率360kW；依據(jù)建筑布局分4組機群，每組5臺設十天面東南西北4個方忙；設40個11m 不銹鋼成品水箱，相應分4組。每組10個水箱設于對應機組的4個方位。由于l臺機組帶兩組水箱，為節(jié)約經(jīng)費并防止機組單臺故障時無備用機組供熱，將所有水箱均設連通管連通，以實現(xiàn)20臺機組既互為備用的問題，又節(jié)約資金。機組設計方案見圖1。 4.水路管網(wǎng)設計平 該建筑面積大，套數(shù)多，管網(wǎng)復雜，管網(wǎng)總長達l萬多米，分冷水、熱水、回水多管合成熱水供應管網(wǎng)。冷水供應由高區(qū)變頻泵將水供至天面水箱，水箱設有液位控制計和浮球閥控制進水起停；熱水由熱泵機組加熱后通過各分立管上行下給供至各用水點；熱水管材采用耐90℃高溫、耐壓20KG專用熱水管。由于樓商層多，為防止底層水壓過大，中途于15層設定比式減壓閥減壓1次（合理減壓應為16層及8層兩次減壓，但考慮到回水問題，僅設1次減壓，否則回水管道泵揚程太大，不利長期經(jīng)濟運行）：回水管分4組與機組匹配，每根回水管均在14層設管道循環(huán)泵將回水打至天面水箱，用以解決用戶末端開啟時立即出熱水問題（若無回水系統(tǒng)，熱水管道在剛開啟時由于長時間無熱水循環(huán)，殘留在熱水管道內(nèi)的熱水將會逐漸變冷，故有冷水流出．管道殘留冷水放空后才會有熱水流出，熱水管道越長放空時間越長，若放空時間太長會引起用戶不滿，該樓層多樓高管長，故必須設回水管）。 5.自動控制 該熱水系統(tǒng)為定時供水，設于晚5：30～l0：30供應熱水，因此該系統(tǒng)設有3種主要自控部件，即定時供熱；定時起動回水泵：定時檢測水溫。為實現(xiàn)上述功能，在天面熱水主管設有電磁閥，定時器及信號繼電器，用于定時自動起動電磁閥供應熱水，同時將信號送給回水管道泵起動管道泵循環(huán)回水，天面水箱設有溫控探頭，當溫度降至設定值時自動起動機組加熱（一般設定值低于標準值3°）。 6.電路設計 該項目是目前全國最大熱泵熱水工程，機組臺數(shù)多、功率大，共計360kW。為不與其他供電設備相互影響，采用專柜專線供電，設四路ZR——VV（3x95+Ix50）mm2絕緣電纜引至各天面機組配電箱。配電箱內(nèi)設塑殼空氣開關及隔離開關，以便于檢修分斷。 7.水箱主機結構處理 天面承受40個11m3水箱，總荷載增加440t，天面常規(guī)上設計荷載為150 kg/m2，如若不進行結構上的專門處理，則水箱荷載遠遠超過設計荷載，將會導致結構安全問題，為此利用承重柱鋼筋引上搗砼制粱，將水箱置于搗制的粱上，安全問題解決。 8.問題與探討 該項目投入使用后效果良好，如此龐大的熱泵供熱工程，首戰(zhàn)告捷，但也存在著遺憾之處，主要有如下兩個問題。 8．1冷熱水同源問題 調(diào)節(jié)冷熱水出水比例的最好方法，是冷水及熱水同源同壓，使用中調(diào)節(jié)水溫時不會忽冷忽熱，很容易調(diào)出理想的水溫。但該項目由于原設計為油鍋爐供熱，冷水為下行上給式變頻供水；熱水改為熱泵供熱后為上行下給式供水，因而冷熱水在同源同壓方面欠缺，不同程度地影響了使用效果。 8．2回水問題 該項目回水采用的方式為匯總管同水，實際使用中回水效果不是很理想，主要原因有兩個方面： 一是管路太多太長，一根主管回水速度慢，遠離回水主管的熱水立管同流不徹底；二是室內(nèi)水平分支管管內(nèi)存水無法回流，開啟時必將有少量冷水，放完后才出熱水。最好的方式是分組回水，即3～4根立管為1組做1趟回水，效果要好得多，且比每根立管設l根同水管要經(jīng)濟實惠。 9.總結 該熱泵系統(tǒng)運行半年來，性能穩(wěn)定，效果良好，并較以前鍋爐供熱節(jié)約了大量運行成本，實為一項值得推廣的節(jié)能技術