針對(duì)溫泉溢水所具有較高余熱的特點(diǎn)，將其作為水源熱泵冬季低溫側(cè)的水源，與常規(guī)空調(diào)方案相比將減少初投資和運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)提出了洗浴中心浴池溢水溫度計(jì)算方法，并探討了直流式和混合式水源方法方案的參數(shù)和特點(diǎn)。
水源熱泵原理
熱量是從高溫傳向低溫，熱泵是把熱量從低溫傳向高溫的一種熱量提升裝置，工作時(shí)他本身消耗很少一部分電能，卻從環(huán)境介質(zhì)中提取4-7倍于熱能，提升溫度進(jìn)行利用，這也是熱泵節(jié)能的原因。熱泵主要有壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹節(jié)流閥組成，原理如圖所示
壓縮機(jī)：起著壓縮和輸送循環(huán)工作介質(zhì)從低溫、低壓處到高溫、高壓處的作用，是熱泵機(jī)組的心臟。
蒸發(fā)器：是輸出冷量的設(shè)備，它的作用是使經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā)，以吸收被冷卻的熱量，達(dá)到制冷的目的。
冷凝器：是輸出熱量的設(shè)備，從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)消耗功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走，達(dá)到制熱的目的。
膨脹節(jié)流閥：對(duì)循環(huán)工質(zhì)其節(jié)流降壓作用，并帶走進(jìn)入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量.
熱泵在制熱時(shí)，把環(huán)境介質(zhì)中儲(chǔ)存的能量在蒸發(fā)器中加以吸收，通過(guò)工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中進(jìn)行放熱，熱泵輸出的能量為壓縮機(jī)做的功和熱泵從環(huán)境中吸收的熱量，可見，采用熱泵技術(shù)可以節(jié)約大量的電能。
熱泵的種類
熱泵機(jī)組根據(jù)蒸發(fā)器、冷凝器循環(huán)工質(zhì)與傳熱介質(zhì)的不同，主要分為空氣換熱和水換熱兩種形式，熱泵若按照與環(huán)境傳熱介質(zhì)的不同，可分為水--水式、水--空氣式、空氣--空氣式、空氣-水式共四種，熱泵若按其低位冷熱源的性質(zhì)來(lái)分，熱泵系統(tǒng)可分為空氣源熱泵和地源熱泵兩大類，地源熱泵又可分為水源熱泵和地源熱泵。根據(jù)我國(guó)目前地源熱泵國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》定義，地源熱泵系統(tǒng)指以巖石體、地下水或地表水為低溫?zé)嵩?，由水源熱泵機(jī)組地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水源熱泵系統(tǒng)和地表水源熱泵系統(tǒng)。
低位熱能的品質(zhì)直接影響熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。在東北地區(qū)，由于冬季的室外空氣溫度較低，采用空氣源熱泵作為熱源是不適宜的。利用水源或土壤源作為冷熱源的熱泵，稱之為水源熱泵和地源熱泵。水源和地?zé)嵩词莾?yōu)良的熱源，其熱容量大、傳熱性和穩(wěn)定性能好，一般情況下水源和地?zé)嵩幢玫闹评錈嵝驶蚰芰Ω哂诳諝庠礋岜?，但地源熱泵的?yīng)用又常受到水資源或打孔面積的限制。
水源熱泵優(yōu)勢(shì)
水源熱泵系統(tǒng)與常規(guī)的空調(diào)及供熱系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：
1、熱源可再生性
水源熱泵技術(shù)屬于再生能源利用技術(shù)，水源熱泵是利用了地球表層淺層地?zé)豳Y源作為冷、熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖（冷）空調(diào)系統(tǒng)。它不受地域、資源等限制，量大面廣、無(wú)處不在。
2、經(jīng)濟(jì)節(jié)能性
水源熱泵屬于經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)，地埋或地表層地?zé)豳Y源的溫度一年四季先對(duì)穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%，因此要節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右，另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。
3、潔凈環(huán)保性
水源熱泵環(huán)境效益顯著，水源熱泵的污染物排放與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相比，相當(dāng)于減少40%以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上，如果結(jié)合其他節(jié)能措施節(jié)能減排會(huì)更明顯 。雖然也采用制冷劑，但比常規(guī)空調(diào)裝減少25%的充灌量；屬自含式系統(tǒng)，即該裝置能在工廠車間內(nèi)實(shí)現(xiàn)整裝密封好，因此，制冷劑泄漏機(jī)率大為減少。熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行沒有化石燃料的燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料物的場(chǎng)地，且不需要遠(yuǎn)距離輸送熱量，減少了對(duì)環(huán)境第大氣污染 。
4、可一機(jī)多用
水源熱泵一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣，水源熱泵系統(tǒng)可供暖、供冷，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換集中供熱、中央空調(diào)和熱水的三套系統(tǒng)；可是用于酒店、醫(yī)院、廠房、辦公樓、生活設(shè)施的供暖、供冷和生活熱水是的供應(yīng)。
5、運(yùn)行可靠性
機(jī)組的運(yùn)行情況穩(wěn)定，不受天氣及環(huán)境變化的影響，即使在寒冷的冬季機(jī)組也無(wú)結(jié)霜、除霜之憂；自動(dòng)化程度高，系統(tǒng)由于電腦控制，能夠更具室外氣溫和室內(nèi)氣溫自動(dòng)調(diào)節(jié)，管理方便，運(yùn)行可靠。水源熱泵系統(tǒng)的地下水井部分可以使用20年，地上部分可以保用30年以上，機(jī)組使用壽命長(zhǎng)，維修費(fèi)用低，主機(jī)運(yùn)行壽命可以達(dá)到10萬(wàn)小時(shí)。
水源熱泵應(yīng)用條件
熱泵技術(shù)是一項(xiàng)節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)，相比其他系統(tǒng)具有較高優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用是需要注意以下幾方面：
1）、有適用的低位熱源：應(yīng)用熱泵系統(tǒng)一個(gè)重要的原則是因地制宜，根據(jù)項(xiàng)目條件，采用適宜的低位熱源，如淺層地下水、淺層巖土體，海水、江河水、余熱水、污水、地?zé)崴?，并?yōu)先采用品質(zhì)較低的低位熱源。
2）、符合國(guó)家相關(guān)政策：對(duì)于淺層地下水或地?zé)崴瑸榱吮ＷC資源有序開采和避免地面沉降，國(guó)家制定政策，規(guī)范要求100%同層回灌。
3）、本工程采用水源熱泵，為了保持冷熱平衡，熱泵末端系統(tǒng)適宜采用風(fēng)機(jī)盤管或吊燈式空調(diào)箱,冬季取暖、夏季供熱，以達(dá)到【zhu】佳的效果。
溫泉酒店度假中心水源熱泵方案
項(xiàng)目背景
項(xiàng)目概述：溫泉酒店度假中心為商務(wù)度假酒店 ，占地面積92860平方米 ，總建筑面積，23436平方米，其中酒店公共區(qū)12207平方米，客房區(qū)8749平方米，海上屋763平方米 。地?zé)釡厝疁囟燃s70度，擬采用水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)為酒店夏季制冷和冬季供暖，熱源水采用地?zé)釡厝菜?，因酒店的特殊使用功能，熱水需求量大，尾水收集起?lái)座建筑物供暖的熱源，夏季制冷用冷卻塔，實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用，減少系統(tǒng)投資及后期運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，主機(jī)擬采用宏星水源熱泵機(jī)組。
1、氣象條件
大氣壓力：冬季1026.6Kpa，夏季1004.8Kpa.
室外平均風(fēng)速：冬季3.0m/s , 夏季 2.6m/s, 冬季【zhu】多風(fēng)向平均風(fēng)速6m/s
室外計(jì)算干球溫度：冬季采暖-9度，冬季通風(fēng)-4度，冬季空調(diào)-11度，夏季空調(diào)33.4度，夏季通風(fēng)29度，夏季空調(diào)平均29.2度
室外計(jì)算濕球溫度：夏季空調(diào)26.9度
室外計(jì)算相對(duì)濕度：冬季【zhu】冷月月平均53%，夏季【zhu】熱月月平均78%
2、負(fù)荷設(shè)計(jì)：
根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的本工程建筑冷、熱負(fù)荷：
冷負(fù)荷指標(biāo)110w/m2，總冷負(fù)荷2578KW；熱負(fù)荷指標(biāo)70w/m2，總熱負(fù)荷1641KW
3、機(jī)組選擇與運(yùn)行方案：
1）設(shè)備選擇：根據(jù)建筑物總的冷、熱負(fù)荷及宏星水源熱泵技術(shù)手冊(cè)，主機(jī)型號(hào)和數(shù)量如下：2臺(tái)水源熱泵機(jī)組（制冷量1330KW，功率205.5KW；制熱量1528KW/臺(tái)，功率290.2KW/臺(tái)）
冷水（系統(tǒng)水）進(jìn)/出水溫度12/7度，熱源水（地下水）進(jìn)/出水溫度18/29度；制熱運(yùn)行：熱水（系統(tǒng)水)進(jìn)、出水溫度40/45度，熱源水（地下水）進(jìn)、出水溫度15/7度。
夏季制冷時(shí)冷卻塔散熱，工況為32/37度，12/7度，在此工況下機(jī)組制冷量為1266KW，功率237.5KW;冬季供暖時(shí)尾水溫度為30度（甚至更高），一般的機(jī)組不能承受這么高的水溫，需要板式換熱器換熱，一次側(cè)水溫30/13.5度，二次側(cè)水溫12/20度，一次側(cè)流量80m3/h,經(jīng)計(jì)算二次側(cè)流量為165m3/h，水源熱泵主機(jī)在12/20度工況下，制取50度熱水時(shí)制熱量為1741KW,功率為338KW,設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為1641KW，一臺(tái)熱泵主機(jī)即可滿足酒店供暖需求。
2）、機(jī)組運(yùn)行方案
本方案選擇的熱泵主機(jī)均為滿液式高效節(jié)能水源熱泵空調(diào)機(jī)組，每臺(tái)熱泵機(jī)組均為兩個(gè)壓縮機(jī)，均為獨(dú)立回路系統(tǒng)，即每個(gè)壓縮機(jī)都有自己獨(dú)立的水系統(tǒng)、油系統(tǒng)制冷劑系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)，其中一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障不影響其他系統(tǒng)的使用，實(shí)際使用中可以根據(jù)建筑物的實(shí)際負(fù)荷更好的調(diào)節(jié)機(jī)組的使用率，進(jìn)行不同檔次的加載，從而降低運(yùn)行費(fèi)用。本機(jī)組能夠根據(jù)室外氣候和冷熱負(fù)荷的變化自動(dòng)改變機(jī)組變擋運(yùn)行的級(jí)數(shù)，以達(dá)到【zhu】經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
本機(jī)組為全智能化自動(dòng)控制，采用PLC微電腦控制系統(tǒng)，機(jī)組可設(shè)定溫度、時(shí)間，并根據(jù)設(shè)定的參數(shù)自動(dòng)加載或卸載，（12.5--100%變頻運(yùn)行）。同時(shí)，系統(tǒng)故障自動(dòng)保護(hù)，自動(dòng)報(bào)警，自動(dòng)記錄，自動(dòng)停機(jī)，能夠很好的保護(hù)機(jī)組，又方便故障排除。
空調(diào)配置方案：
1）、機(jī)房系統(tǒng)：
●機(jī)房系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)美觀實(shí)用，可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
●系統(tǒng)補(bǔ)水使用經(jīng)過(guò)全自動(dòng)軟水機(jī)軟化后軟化水軟化水，系統(tǒng)采用定壓泵+軟 化水的補(bǔ)水方式，井水先經(jīng)過(guò)旋流除砂器除砂，再經(jīng)過(guò)電子水處理器進(jìn)熱泵主機(jī)，電纜采用走電纜橋的布線方式。
● 機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)污水坑和排水泵，防止因檢修、調(diào)試等原因而出現(xiàn)存水的現(xiàn)象，影響電氣控制。
2）、配電： 機(jī)組電源為380V.50HZ三相四線制電源，用戶將動(dòng)力線引至機(jī)房配電柜或主機(jī)配電箱內(nèi)。機(jī)房總配電量不小于700KW.
3)、機(jī)房面積：12米×10米，機(jī)房高度4米以上。
4）、設(shè)備選型：
空調(diào)主機(jī)：水源熱泵機(jī)組 2臺(tái)
機(jī)房附屬設(shè)備：空調(diào)水循環(huán)泵 流量260米3/h揚(yáng)程28米 功率
30KW3臺(tái)
全自動(dòng)軟水器--5I臺(tái)
空調(diào)系統(tǒng)補(bǔ)水箱2000×1500×20001臺(tái)
空調(diào)系統(tǒng)定壓泵 SLS40-200（I）B 流量13.8米3/h揚(yáng)程34米
功率 3KW2臺(tái)
旋流除砂器 XL1251臺(tái)
電子水處理器DN125 1臺(tái)
冷卻塔 流量350米3/h2臺(tái)
冷卻水循環(huán)泵 SLS200-250（I） 流量400米3/h揚(yáng)程20米
功率 30KW3臺(tái)
板式換熱器 換熱量1600kw
板換循環(huán)泵 SLS125-160B 流量166米3/h揚(yáng)程21米
功率 15KW2臺(tái)
