津港收费站地源热泵工程实例

1. 津港收费站简介

津港收费站位于津晋高速公路天津段，是天津至大港 35 公里的高速公路中的最后一个收费站。津港收费站包括综合楼、综合楼附属用房及 7 个收费亭。其中综合楼建筑面积为 744m 2 ；综合楼附属餐厅为 80m 2 ； 7个收费亭合计建筑面积 47m 2 ； 津港收费站合计总建筑面积为 871m 2 。

2. 地源热泵负荷设计

根据天津气候条件及收费站建筑物的土建围护结构，该收费站最大供冷负荷合为 113KW ，最大供热负荷为 92KW ，埋管换热器最大放热负荷合为 146KW 。

3. 地源热泵室内末端设计

津港收费站需要供热、制冷的房间位置相对比较集中，功能比较单一。根据现场的实际情况，地源热泵系统设计为集中空调系统，附属用房单独设计热泵机房，室内末端系统采用风机盘管系统，以达到每个房间要求的空调温度。

4. 地源热泵室外埋管设计

根据该建筑的实际情况，地源热泵系统应以达到夏季制冷、冬季供热的要求，其室外埋管系统采用垂直 U 型埋管方式。根据埋管换热器最大放热负荷计算知，采用垂直 U 型埋管方式需打井 45 口，井深 100m ，占地面积最小需要300m 2 。收费站的实际占地面积完全可以满足施工要求。此外，在埋管场地上还可建停车场、装饰或植树绿化等设施；对地面实际有效使用面积并无影响。冬季供热和夏季供冷时，地源热泵系统通过控制四通阀可以实现冬、夏两季不同工况的转换。

5. 地源热泵运行费用

地源热泵夏季制冷和冬季供热各运行 100 天，每天 24 小时运行，室内空调循环水泵功率 3KW ，室外空调循环水泵 3KW ，热泵机组两台，单台机组电功率 13.3KW ，运行系数 0.49 ，根据测试，该系统在夏季制冷时的性能系数COP=4.50 ，在冬季供热时 COP=4.1 ，对该系统在冬、夏两季的耗电量和运行费用如表 1 所示，其中 电费计算时按照每天不同时间的峰电、谷电和平时电价进行计算 。

6. 普通空调系统运行费用

在同样的供热和制冷负荷条件下，若采用普通空调系统进行冬季供热和夏季制冷，设供热工况时其 COP 为 2.2 ，制冷工况时 COP 为 2.9 ，则在此条件下，普通空调系统运行的耗电量和费用如表 1 所示。

7. 结论

由表 1 可知，采用地源热泵系统比普通空调系统可节约费用 62.6 ％。地源热泵系统 不需要建立一般供热时所需的锅炉房，不存在由于燃料燃烧 ( 燃煤、燃油 ) 而带来的环境 污染问题，可以实现冷热联供， 如果不考虑电能的来源，地源热泵系统可说是供热及供冷时的一种清洁能源。 因此，地源热泵是值得大力推广的节能环保工程。

表 1 地源热泵系统与普通空调系统运行费用比较

名称 地源热泵系统 普通空调系统

季节 冬季 夏季 冬季 夏季

系统性能系数 (COP) 4.5 4.1 2.9 2.1

耗电量 (KWh) 43846 36538 93997 121050

费用 ( 元 ) 25737 21448 55175 71057

年总运行费用 ( 元 )&nb sp; 47185 126232

地源热泵节约费用 62.6 ％