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地热和高温热泵的综合应用案例

2009年07月01 00:00:00 来源：中国制冷空调技术网

一、工程概况：

1、供暖建筑面积62000M2,其中公建占20000 M2,住宅占42000 M2。考虑到公用楼梯间及南北阳台，有效供暖面积为62000*0.93=57660M2。

2、地热井、井水出水量70M3/h,水温75℃

二、供暖系统：

1、供暖指标:q=65W/M2

2、实际供暖热负荷:Q=q*S=65*57660=3748KW

3、设计热媒温度:供水65℃,回水54℃,供回水温差11℃

4、供暖系统热媒循环量

G=Q/C.ΔT=3748*103*0.86/11=293 M3/h

三、供暖方案简介：

本小区冬季供暖热负荷为3748KW,可充分利用该地热井资源,配套热泵机组,满足整个小区冬季供暖要求,并使地热井水排放温度达到最低以满足环保要求,使地热井做到最大程度的利用.

四、供暖方案的优势：

本着节省初投资和降低运行费用的原则,设计了本供暖方案,方案考虑了冬季采暖室内计算温度的变化,系统运行的调节是在系统未达到设计供暖热负荷时,可根据热负荷的变化,逐渐递增开启热泵机组,在供暖系统达到设计供暖热负荷时,全部机组投入运行。本方案可最大限度地优化整个供暖系统的运行，将地热井水做为最基本热源，以最经济的投入，满足用户的供暖需要，同时可利用一次板换和热泵机组的调节，调整供暖系统低峰期的供暖能力，以适应季节的变化。

另外，在地热井水的利用上，本着降低运行费用，节省能源的原则，以及地热井水的排放温度的要求，配备变频地热井深井泵或地热水调节水罐，以提高地热水的利用量。如果考虑到地热深井泵的运行安全和寿命，也可增加变水流自控器，对地热井水加以控制。本方案只对变水流自控器而言。

五、一次板换的确定：

采用国际著名品牌—德国GEA板式换热器，作为供暖系统的一次板换，地热水和采暖回水在一次板换中进行逆流换热，以增加换热效率，降低运行成本，节省工程的初期投资。

经反复计算和验算，确定地热水经一次板换后的温度为56℃，采暖回水90M3/h，经一次板换后的温度为69℃。

采暖回水在一次板换中的加热量为：

Q=90*103*(69-54)*1.163*103=1570KW

根据以上参数，选择德国GEA板式换热器作为一次板换。

六、一次板换循环泵的计算：

选择KQL100/200-22/2，一备一用，其工作参数为

Q=100M3/h H=50M N=22KW R=2960rpm

七、地热深井泵的确定：

由甲方配合专业施工队伍，根据水文地质情况确定地热深井水设计参数为：流量70M3/h，水温75℃。

八、热泵机组的确定：

以二次板换的水温参数，作为选择热泵机组工作参数的依据，确定热泵机组的蒸发温度ET=15℃，冷凝温度CT=70℃，按降低系统初投资和优化运行的原则，选择SBLGR-06-R134a热泵机组作为热量转移设备。此热泵机组在设计工况下，单机制冷量为308.2KW，单机制热量为418KW，机组输入功率120KW。

根据采暖回水进出热泵的工作参数，确定热泵机组的加热量为：

QK=200*103*(63-54)*1.663*103=2093.4KW

则共需机组2093.4÷418=5.01台≈5台

5台热泵机组的制热量为418*5=2090KW

5台热泵机组的制冷量为308*5=1541KW

九、热泵机组冷凝器循环泵：

为使系统优化运行，采用一机一泵，每台泵的量为203÷5=41M3/h

根据冷凝器循环水量和系统的工作阻力，选用5台KQL80/185-11/2作为冷凝器循环水泵，其工作参数为Q=47M3/h H=44M N=11KW R=2960rpm。

十、蒸发器循环泵的确定：

根据机组的单机制冷量308.2 KW和进出二次板换的水温18℃和33℃，单机组蒸发器循环泵的流量为

QE=Q0/C*ΔT=308.2*103*0.86/1*(33-18)=17.77M3/h

为使系统优化运行，采用一机一泵，每台泵的循环流量17.77M3/h，根据单台机组的蒸发器循环水量和系统的工作阻力，选用11台KQL65/185-7.5/2，其工作参数为Q=23.4M3/h H=44M N=7.5KW R=2960rpm